提高CFB锅炉整体脱硫效率试验研究

醉清风

为了提高CFB锅炉机组的整体脱硫效率,提高脱硫剂利用率｡在保证锅炉效率的前提下,控制锅炉最佳运行参数,通过对石灰石脱硫剂的粒径进行分选优化,以提高其利用率以及炉内脱硫效率,再经锅炉尾部增激活化深度脱硫装置,最终使炉内排出的烟气中SO2浓度降至200mg/Nm3以下,提高锅炉整体脱硫效率,为CFB锅炉污染物排放满足新环保标准提供保证｡

1机组概况

锅炉型号为SG-1060/17.5-M802,是亚临界参数､一次中间再热､单汽包自然循环､平衡通风､循环流化床锅炉,由单炉膛､4台高温绝热式旋风分离器､4台U型返料器､4台外置式换热器､尾部对流烟道等组成;汽轮机型号为NZK300-16.7/538/538,是亚临界参数､单轴､双缸双排汽､中间再热､直接空冷凝汽式汽轮机;发电机型号为QFSN-300-2,冷却方式为水—氢—氢型｡

该锅炉脱硫系统采用炉内脱硫与尾部增激活化深度脱硫相结合的复合脱硫方式,来降低烟气中SO2的含量｡

2主要技术措施

2.1优化入炉石灰石品质

优化石灰石脱硫剂的品质主要是在石灰石成品仓上部逐级增加石灰石粉一级提取装置和二级提取装置｡其中一级提取装置主要将粒径大于0.5mm的石灰石粉提取出来,再返回磨粉机重磨;二级提取装置主要将粒径小于0.2mm的石灰石细粉分离出来,并将其用于煤泥成球系统,提高石灰石细粉的利用率｡

经过一､二级提取装置分选后的石灰石脱硫剂粒径将主要集中在0.2~0.5mm,一方面使进入炉内的脱硫剂燃烧更加充分,另一方面随烟气带走的较细石灰石脱硫剂含量降低,可提高脱硫剂在炉内的利用率｡

2.2增设增激活化深度脱硫装置

新增增激活化深度脱硫装置是在空气预热器与布袋除尘器之间的水平烟道处增设脱硫喷枪来喷射增激活化剂,进一步降低烟气中SO2含量｡此系统投资少,无需增设脱硫塔等设备,且运行维护方便｡

增激活化深度脱硫装置主要采用氨水作为增激活化剂,利用水和氨的双重作用降低烟气中的SO2｡一方面水先与尾部烟气中的CaO反应生Ca(OH)2,Ca(OH)2再与烟气中的SO2反应,提高飞灰中CaO的利用率,降低SO2排放量;另一方面氨在水和氧存在的条件下直接与烟气中SO2反应,吸收烟气中的SO2,使其含量进一步降低｡

3试验分析

3.1石灰石粒径分选特性

试验中通过两级石灰石粉提取装置将粒径大于0.5mm和小于0.2mm的石灰石粉提炼出来,得到粒径范围为0.2~0.5mm的石灰石粉脱硫剂,然后送入炉内进行脱硫｡

由测试结果可知,经一级粗粉提取装置后,粗粉仓内收集的石灰石粉粒径大于0.5mm的占95%,小于0.5mm的仅占5%;经二级细粉提取装置后,细粉仓内收集的石灰石粉粒径小于0.2mm的占92.7%,0.2~0.5mm的石灰石粉占7.3%｡因此经过一级粗粉提取装置和二级细粉提取装置后,粒径大于0.5mm和小于0.2mm的脱硫剂被分离收集,仅将粒径为0.2~0.5mm的石灰石粉送至炉内进行脱硫,一方面可使脱硫剂反应更加充分,减少不完全燃烧热损失,另一方面降低了烟气中细粉颗粒的含量和尾部除尘器等设备的负担,并提高了脱硫剂的利用率和炉内脱硫效率｡

3.2增激活化深度脱硫试验特性

在总风量､机组负荷､燃煤总量基本稳定,增激活化深度脱硫系统母管压力恒定的条件下,喷射5.1%浓度的氨水,整个试验过程中机组连续运行曲线及SO2的变化趋势如图1所示,3条较平缓的曲线由上至下分别为总风量､机组负荷､燃煤总量变化曲线,变化较大的曲线为SO2变化曲线(干基,6%含氧量)｡

由图1可知,机组负荷､总风量及燃煤总量均变化不大,向空气预热器与布袋除尘器间水平烟道喷射一定量的增激活化剂,可进一步降低烟气中SO2的排放浓度｡试验过程中,当5.1%浓度的氨水喷射量为4.4t/h时,系统自投入30min后,烟气中SO2浓度由投入时的最大值348.5mg/Nm3降至平均值181.5mg/Nm3;将喷射量增至5.5t/h,烟气中SO2浓度继续降低,降至平均值为138.96mg/Nm3;将喷射量降至3.3t/h,烟气中SO浓度回升至平均值175.7mg/Nm3,停止喷射后,烟气中SO2浓度继续升至220.67mg/Nm3｡

增激活化深度脱硫装置活化剂的喷射位置在空气预热器与布袋除尘器间的水平烟道处,不会对尾部空气预热器造成腐蚀;活化剂的浓度仅为5%左右,对300MW机组喷射量约为5t/h,反应过程中产生的硫酸铵及亚硫酸铵极少,且通过布袋时大部分随灰一起被捕集下来,对布袋及后续设备产生的腐蚀极小,可忽略不计｡

4结论

a.在保证机组效率且满足最佳锅炉运行参数时,通过优化入炉石灰石品质和增设增激活化深度脱硫装置等措施,能够使烟气中SO2含量降至200mg/Nm3以下｡b.经石灰石粉一､二级提取装置后,粒径大于0.5mm和小于0.2mm的脱硫剂被分离,粒径为0.2~0.5mm的石灰石粉被送至炉内进行脱硫,提高了脱硫剂的利用率和炉内脱硫效率｡c.增设增激活化深度脱硫装置可使锅炉尾部烟气SO2含量由348.5mg/Nm3降至138.96mg/Nm3，脱硫效率可达60%｡高中压转子轴振幅度较上次启动明显下降｡