循环流化床锅炉炉内脱硫石灰石粉输送优化设计

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1、循环流化床锅炉炉内脱硫石灰石粉输送优化设计[摘要]通过对大中小型循环流化床锅炉的脱硫石灰石输送系统设计及运行情况分析，提出循环流化床锅炉实际脱硫过程中存在的诸多问题及技术因素和经济因素，指出了循环流化床锅炉烟气可以达标排放的更可靠、更实用、更经济的优化炉内脱硫方案。[关键词]循环流化床锅炉脱硫固化剂石灰石粉炉内脱硫优化设计前言　　循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广、负荷调节灵活、环保性能好等优点，近年来发展非常迅速，技术日趋成熟。随着我国对环保要求越来越高，环保电价政策的出台，国内一些拥有循环流化床锅炉的电厂正在抓紧改造或新加脱硫装

2、置。　　近几年，一些采用循环流化床锅炉的电厂还是被环保部门坚决要求进行锅炉尾部烟气脱硫，主要原因就是CFB锅炉炉内脱硫的效率令人怀疑。传统的粗糙的炉内脱硫系统设计及设备制造使脱硫效率低下，同时脱硫固化剂的消耗量却非常可观，即使采用廉价的石灰石脱硫也使发电成本显著增加。加之出现了锅炉灰渣的综合利用受到脱硫固化剂品种的影响，有的电厂只能将灰渣当做废品的废品抛弃掉。　　选择更可靠、更实用、更经济的CFB锅炉炉内脱硫系统优化设计方案的重点是强化系统对脱硫剂石灰石粉细度的选择、炉膛喷射位置的选择并且合理布置炉膛接口、气力输送稳定均匀性、石灰石粉下

3、料顺畅不结板、管道防堵设计。选择合适脱硫固化剂，能够保证循环流化床锅炉烟气脱硫效率90%以上，烟气能够达标排放，灰渣能够综合利用。下文中按习惯称呼的石灰石（粉）实际上泛制指脱脱硫固化剂（粉）。一、循环流化床锅炉炉内烟气脱硫背景国家发布的GB13223—2011《火电厂大气污染物排放标准》污染物项目限值烟尘30SO2100(1)200400(2)氮氧化物（以NOx计）100200(3)汞及其化合物0.03(1)(1)新建火力发电锅炉执行该限值(2)使用高硫煤地区的现有火力发电锅炉执行该限值(3)2003年12月31日前建成投产或通过建设项

4、目环境影响报告书审批的燃煤锅炉执行该限值二、循环流化床锅炉炉内烟气脱硫状况循环流化床（CFB）锅炉炉内稳定的870℃左右的温度场使其本身具有了炉内烟气脱硫条件，炉外的脱硫装置实际上就是石灰石的制粉、存储及输送系统，并科学经济实用地选择脱硫固化剂。一般电厂大多是外购满足要求的石灰石粉，由密封罐车运至电厂内，通过设置于密封罐车上的气力卸料系统将石灰石粉卸至石灰石粉储仓。在石灰石粉储仓底部，安装有气力输送系统，将石灰石粉通过管道输送至炉膛进行SO2吸收反应。三、脱硫剂（石灰石粉）细度的选择　　循环流化床脱硫的石灰石最佳颗粒度一般为0.2～1.

5、5mm，平均粒径一般控制在0.1～0.5mm范围。石灰石粒度大时其反应表面小，使钙的利用率降低；石灰石粒径过细，则因现在常用的旋风分离器只能分离出大于0.075mm的颗粒，小于0.075mm的颗粒不能再返回炉膛而降低了利用率（还会影响到灰的综合利用）。循环流化床锅炉与其分离和返料系统组成外循环回路保证了细颗粒（0.5～0.075mm的CaC2O3、CaO、CaS2O4等）随炉灰一起的不断循环，这样SO2易扩散到脱硫剂核心，其反应面积增大，从而提高了循环流化床锅炉中石灰石的利用率。0.5～1.5mm粒径的颗粒则在循环流化床锅炉内进行内循环

6、，被上升气流携带上升一定高度后沿炉膛四面墙贴壁流下又落入流化床。循环流化床锅炉运行时较经济的Ca/S比一般在1.5～2.5之间。　　脱硫固化剂的选择问题。一般情况下电厂大多选择石灰石作为脱硫固化剂是基于其来源广泛、价格低廉且脱硫效率较高。也可以因地置宜地选择石灰、氧化锌、电石渣等作为脱硫固化剂，不同的脱硫固化剂产生的硫酸盐性能有所不同，影响到灰渣的综合利用性能。四、石灰石粉特性研磨后石灰石粉颗粒棱角,硬度高；石灰石粉对压缩空气分子的亲和力差，逸气性强；粒度分布差别较大(20um-1.5mm)；堆积密度较大(1.3t/m3左右)；吸水性高

7、，粘度大；；对输送管道的磨损较大；气力输送的悬浮速度梯度较大，流态化性能差，气力输送的状态极不稳定（属于难输送物料）；石灰石粉颗粒容易沉积；吸潮板结，造成堵管。　　石灰石系统投运后出现的主要问题：采用压缩空气输粉时，压缩空气中带水，使石灰石受潮、结块；送粉管道细长，中途弯头部位易堵；投入石灰石后，床温会下降、床压迅速上涨；冷渣器排渣量增大。4、炉膛喷射位置的选择并且合理布置炉膛接口现有石灰石注入点一般有：1.给煤管中给入-效果差2.二次风中给入-二次风穿透力差+难以接触SO23.独立开口-混合扩散差+位置过低+离给煤口近4.回料阀给入-

8、效果较好建议给入位置1.前墙给煤：后墙+位置上移+上二次风口下独立开口2.后墙给煤：前墙+位置上移+上二次风口下关键在于提高上二次风的动量和穿透能力，利用二次的卷吸左右，强化石灰石和SO2，O2混合接触。六