摘要：循环流化床锅炉属于工业化程度最高的洁净煤燃烧的一类技术。整个循环流化床的主要结构主要是由燃烧室和循环回路两个部分组成。与传统的鼓泡流化床燃烧技术有着显著的区别，其运行的风速较高，而且能够有效强化燃烧和脱硫等非均等的相反应过程。而钙硫（Ca/S）摩尔比影响、床温影响、粒度影响和氧浓度影响等都是影响循环硫化床锅炉脱硫效率的主要因素。本文以广西某发电公司的2×1500MWCFB锅炉脱硫系统为主要的例子，在经过不断地改造并优化三级脱硫运行方式之后，有效将排放出去的SO2排放出去，并将主要的浓度控制在300mg/Nm3之下，并将Nox的排放浓度有效控制在30mg/Nm3-80mg/Nm3之间。在这之后已经达到了国家的排放标准要求，最终达到了脱硫的最佳经济效益。
关键词：480t/h循环流化床；三级脱硫优化；运行效果；分析策略
引言：
整体循环流化床锅炉采用的是工业化中的最佳洁净煤燃烧技术。整个循环流化床的锅炉采用的是流态化燃烧的技术。主要是由包括燃烧室和循环回路两个部分组成。在采用循环流化床锅炉技术来进行脱硫运行之前，主要是采用传统背景下爱的鼓泡流化床的燃烧技术来进行锅炉的脱硫。而这种新型的循环流化床锅炉有着运行风速高的优势，更好地强化了燃烧和脱硫的反应过程，整个锅炉的容量完全可以扩大到电力工业中可以接受的最大容量。为了能够使得循环硫化床锅炉运行的更好，本文主要针对循环流化床锅炉的三级脱硫优化进行全面的分析，希望能够给大家更多的参考意见。
1.脱硫系统构造
广西某公司有2台2×150MW的机组，每一台机组都会配由华西能源股份有限生产的DG480/13.73-115循环流化床锅炉。而每一台锅炉上则设计有一个专属的石灰石粉仓，其中的有效容积为450吨。每个系统都会特意配置一套石灰石粉气力输送系统，内部的输送容量为15t/h。所有的石灰石粉在经过一定过程的给料之后就会进入到气力输送管线系统，之后再分3路从炉膛之前进入到炉膛的内部。
但在实际运行的过程中，由于其实际运行的能力很难达到设计的要求。一旦系统设备出现了故障，那么所有的给料就会出现卡塞，真正难以满足SO2的排放标准。之后主要采用将卸煤槽内部的石灰石进行一级脱硫.2016年，为了能够更好地满足新一轮的排放标准，公司进行了全面的烟气脱硫改造，并在炉子外部增加了特有的外脱硫系统，并全面采用一炉一塔的石灰石-石膏湿法烟气脱硫[1]。所吸入的塔口SO2的含量为550mg/Nm3，并在之后形成了卸煤槽内部掺如石灰石颗粒，从而形成卸煤槽配合石灰石颗粒的脱硫-炉外烟气脱硫-炉内喷石灰石粉脱硫的三级脱硫模式。
2.建设三级脱硫的必要性
从本工程脱硫的情况来看，由于该项目所使用的燃料的含硫量为0.35%，如果采用CFB锅炉进行脱硫，并将Ca/S都控制在其合理的范围内，而在此过程中由于煤炭质量的原因，其脱硫的效率只能够保持在85%左右，并不能够满足总量控制指标的相关要求。
而图过想单纯地通过Ca/S来提高CFB来锅炉的脱硫效率，那么Ca/S的量很可能会达到3.5左右。而如果想要将所有的石灰石都煅烧成为CaO，整个过程需要耗费大量的热量，最终也会使得锅炉的燃烧效率变得更低。另外一方面，大量还未来得及反应的CaO进入到锅炉的底渣中，那么这就会进一步增加锅炉底渣的综合利用难度，并在最终造成石灰石的浪费，从而增加电厂无谓的运行成本。
因此，从脱硫工艺对煤种的适应性、脱硫效率、稳定性和经济性等几个因素来考虑，为了能够保证整个电厂在投产之后的稳定率能够达到90%以上，则尤其需要考虑三级脱硫的方式。
3.影响循环流化床锅炉脱硫效率的主要因素
3.1Ca/s摩尔比的影响
Ca/S又被称为钙硫摩尔比，这个指标在三级 的过程中将主要影响脱硫效率，为整体排放的主要因素。因为在整体操作的过程中，随着Ca/S量的增加，其脱硫的效率会逐渐降低。而当Ca/S低于2.5时，增加的会比较快。当指标达到3之后，其脱硫的效率则会逐渐变得平稳。因此，在实际操作的过程中，如果过量地投入石灰石粉或者颗粒的化，不但不能够更好地提高脱硫的效率，而且还会增加形成物理热损失等不利的影响。
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3.2床温影响
在三级脱硫的过程中，床温将在最后影响到脱硫剂的反应速度，其过程中的固体产物将会在最大程度上将孔隙堵塞，从而从根本上影响脱硫的效率和利用率。而一般能够兼顾脱硫和燃烧运行的温度为840-940摄氏度。
3.3氧浓度的影响
整个过程中的氧浓度水平和分度情况主要和空气系数、分段燃烧方式、给料方式、炉膛内部压力有着直接的关系。在正常情况下，过剩的空气系数的范围内，其下氧浓度的变化对三级脱硫并不会产生巨大的影响[2]。但是如果过剩空气的系数过低时，则会直接影响整体脱硫的效率。
4.运行中出现的问题
4.1锅炉燃烧变得越来越不稳定
由于尤其需哟啊使用厂用的压缩空气机来对投入炉内的喷石灰石粉来进行脱硫处理。而压缩空气的压力越低，也会最终影响气力输粉。而当空压机系统的除湿效果不佳时，再加上石灰石的吸湿能力，压缩空气的设备和石灰石粉在混合之后非常容易结块，最终使得输送的过程变得不十分畅通。而因为输送管内会发生堵塞的情况，最终造成炉内脱硫效率产生巨大的波动，从而造成SO2的排放量变得越来越大。因此，锅炉的燃烧也会变得非常不稳定。
4.2SO2排放波动量过大
由于整体卸煤槽内掺杂的石灰石的颗粒变得越来越多，其锅炉的床温也会因此下降。而如果在此过程中掺杂石灰石的颗粒过少，那么同样会需要在炉内加入石灰石粉，一旦SO2排放的波动变得过大，其锅炉燃烧情况会变得越来越不稳定。
5脱硫成本计算
本次单位烟气量脱硫综合成本主要包括石灰石、和燃烧过程中的损耗，但所有成本中不含浆液泵的运行成本。根据进入炉内煤含硫量的差别可以测算出脱硫塔内部和炉子内部SO2的脱除率的不同，并以此为基础测算出单位内部烟气量的综合成本。
脱硫成本=炉外用石灰石粉成本+炉内石灰石颗粒成本+掺配石灰石颗粒对煤耗增加的成本-炉外石膏费用。
其中石灰石粉和石灰石颗粒中CaCO3的含量为93%，石膏含量为92%。炉外脱硫效率高达97.6%，其石膏的售价主要可以按照70元/吨的价格来销售。炉内脱硫Ca/S=2.1，炉外Ca/S=1。05。
6.48t/h循环流化床锅炉三级脱硫优化运行策略
6.1对石灰石粉和石灰石的颗粒进行严格的检验
在对48t/h循环流化床锅炉三级脱硫进行优化的过程中，尤其需要先对石灰石粉和石灰石颗粒的成分和粒度进行严格地验收，一般的脱硫石灰石粉粒径为300微米左右，几乎所有石灰石的颗粒粒径都要控制在小于3mm之内。而石灰石粉本身有很强的吸潮功能，因此不能够堆积太长时间，尽量要随时购买和使用。
6.2调整石灰石的给予量
辅助控制运行的人员尤其需要根据机组负荷来自行调整卸煤槽3号和4号给煤机变频器的频率，并依据此来调整石灰石的颗粒的数量。当机组负荷小于120MW时，叶轮给煤机的变频器的频率会变成4Hz。而当机组负荷大于120MW时，其叶轮给煤机变频器的频率将会被调整为5Hz，这样才能够更好地满足吸收入塔内的SO2的量。
6.3调整进浆的时机和调整循环泵的运行方式
全面控制脱硫班内部塔浆液的浓度、PH值控制浓度和进浆的时机，并随时调整浆液循环的运行方式，从而才能够使得参数始终处于较为稳定的状态。而一旦 被吸收进入塔口的SO2的浓度有上升趋势时，尤其应该增加浆液循环泵运行的控制量，以便更好地实现炉内脱硫的目标，从而才能够保证顺利达标。
参考文献：
[1]秦华军，赵海红，孙文松。燃烧脱硫技术研究现状[J]。华北工学院学报，2015（3）：169-173
[2]刘学冰。循环流化床锅炉加钙脱硫技术研究与应用[J]。洁净美术，2016（5）：198-202
论文作者:齐建华
论文发表刊物:《电力设备》2018年第27期
论文发表时间:2019/3/12
标签：石灰石论文; 锅炉论文; 流化床论文; 颗粒论文; 效率论文; 浓度论文; 过程中论文; 《电力设备》2018年第27期论文;