循环流化床锅炉炉内脱硫系统探讨
摘要：本文简要阐述建荣发电有限公司循环流化床锅炉前后两种石灰石脱硫系统及其优缺点，探讨了循环流化床锅炉烟气可以达标排放的更可靠、更实用、更经济的脱硫方案。
关键词：循环流化床 脱硫 高效
1、前言
重庆建荣发电有限责任公司于2005年6月建成投产，总装机容量为一台220t/h锅炉配一台55MW汽轮发电机组，至今已安全运行了4年。作为一个装机容量不大的火力发电厂，重庆建荣发电有限责任公司始终把创造最大经济效益和环保作为主要目标，2009年，公司针对脱硫系统问题进行了研讨，认为完全可以进行技术改造，并于同年10月份结合众多国内众多兄弟电厂在脱硫方面的成功经验，对循环流化床锅炉脱硫原理及其脱硫工艺进行分析、探讨，从而改善循环流化床脱硫技术。
2、设备概况及燃煤资料
重庆建荣发电有限责任公司1台锅炉为四川锅炉厂制造的CG－220/9.8－MX型循环流化床(CFB)锅炉，锅炉为单汽包、自然循环、CFB燃烧方式、高温水冷旋风分离器、膜式水冷壁，呈半露天布置。炉配备1台55 MW的汽轮发电机。
锅炉设计燃用烟煤，煤种煤质资料如下：
名 称 符 号 单 位 设计煤种 校核煤种
收到基碳 Car % 30 47.28
收到基氢 Har % 2.3 2.14
收到基氧 Oar % 4.13 4.13
收到基氮 Nar % 0.75 0.75
收到基硫 St.ar % 0.8 0.75
收到基灰分 Aar % 53.32 37
名称 符号 单位 数值
氧化钙 CaO % 48
氧化镁 MgO % 0.6
其它 % 51.4
烧失率 % 43
锅炉主要性能资料
项 目 单 位 资料
锅炉设计热效率（低位） % 89.8
烟气量 Nm3/h 260000
风量 Nm3/h 300000
燃煤耗量 t/h 54
石灰石耗量 t/h 6
钙硫比Ca/S / 2
煤粒度 mm 0—13
石灰石粒度 mm 0—2
脱硫效率 % 80
床 温 ℃ 900
炉膛平均温度 ℃ 883
炉膛出口烟温 ℃ 900
排烟温度 ℃ 138
3、脱硫系统现状
建厂至今我厂一直使用混合式石灰石脱硫系统，混合式脱硫是石灰石粉与煤同时从各自的料斗中落入皮带输送机上，随煤一起输送到炉前贮煤仓中暂存，最后随煤一起，经炉前给煤机进入锅炉炉膛燃烧、脱硫。这种方式的优点是系统较为简单，投资省，运行方便，设备维修工作量小。但它也有它的一些弊端。
第一，时效性较差，石灰石添加系统是根据煤质分析的含硫量确定石灰石的添加量，燃煤和石灰石进入原煤仓后，就不能够再对原煤仓中的石灰石添加量进行调整；在实际运行过程中，燃煤煤质会有一定的波动，当实际燃烧的煤质和取样煤质中的含硫量不同时，炉内脱硫效果会发生偏差，如果含硫量降低，烟气中SO2含量能够满足环保要求；当含硫量增加时，由于煤仓中的石灰石量已经不能调整，烟气中SO2含量就可能超标。而且由于添加的石灰石和燃煤的混合不均匀，炉内的脱硫效果较差，已经不能满足现有的环保要求。
第二，注入量不好控制，容易造成浪费。从理论上讲，石灰石粉的给料量应根据SO2排放值进行控制和调节，但从系统上，该系统为预添加系统，不能实时调节燃煤需要添加的石灰石量，煤与石灰石是同时落入皮带输送机上，煤与石灰石的输入量不能分开控制，客观上也就无法根据SO2的排放值调节石灰石给料量，达不到保证排放和经济运行的目的。
第三，由于我厂燃烧的是洗选厂的煤，水分较重，石灰粉与之混合后容易结块，进入落煤管等中途弯头部位易堵，增加工作量，影响机组稳定运行。
4、设计改造情况
经过4年运行，该系统已不能满足现在的节能减排要求，因此，我公司准备安装独立式石灰石脱硫喷烧系统——单级料仓连续石灰石输送系统。
单级料仓连续石灰石输送系统是用气力输送方式，将石灰石粉输入炉膛。与混合式相比，独立式系统，它是将石灰石给料系统和给煤系统完全分开，可自由地根据SO2的排放值随时调节石灰石给料量，从而达到保证排放和经济运行的目的。其过程是进厂的石灰石为符合粒度要求的石灰石粉，粒径≤1mm，用罐车运抵厂区，卸到厂区内锅炉间外的石灰石粉中间仓，由石灰石粉仓下的下行式仓泵气力输送装置输送到锅炉间内锅炉前的石灰石粉储料斗储存，再由储料斗下的叶轮给粉机给入输送管道由石灰石风机将石灰石粉吹入锅炉炉膛，参加脱硫反应，以达到脱硫的目的。
该系统具有以下优点：
(1）投资成本低:一级输送，设备少，耗气小，投资降低，便于优化布置；
(2）可靠性高: 由于设备减少，系统出故障的几率减小，维护量小；
(3）给料均匀、连续、提高了输送可靠性；
(4）系统出力调节方便、调节范围大: 通过称重模块可清楚知道系统出力，通过变频电机无级调速，调整系统出力；
其主要设备有：
a.300t 钢结构的石灰石储仓 1座
b.罗茨风机 2台
c. 称重给料机 1台
d.高、低位料位计 共1台
e.手动插板门 1台
f、、电动（可调、锁气）给料机 1台
1、罗茨风机 2、料风泵 3、称重给料机
4、电动（可调、锁气）给料机 5、手动插板阀 6、气动板
7、压力真空释放阀 8、料位计 9、仓顶脉冲式布袋除尘器
5、改造后预期效果
项目 改造前情况 改造后预期效果
钙硫比Ca/S 2.4 2
石灰石耗量（t/h） 6-7 3.6
二氧化硫
（mg/Nm ） 600-1500 400—600
二氧化硫排放量(t) 836 462
脱硫合格率（%） 90 100
本项目建成投运后，排烟中二氧化硫排放量能够得到有效控制，达到国家和地方环保部门规定的排放要求。该项目的建成，每年公司可提高环保投运合格率10%以上，二氧化硫排放量可减排450吨以上(理论值，按5000小时计算)， 每年可获得247.5万元的社会经济效益。对于降低当地大气污染指数，改善当地环境条件，为当地居民和工矿企业创造一个良好的生活和工作环境，都具有深远意义。
