（江苏华美热电有限公司）
摘要：介绍了循环流化床锅炉联合脱硫技术，并以350MW某CFB锅炉实际联合脱硫试验为例，分析影响脱硫效率因素，得出联合脱硫的炉内、炉后最佳匹配关系。
关键词：联合脱硫；超低排放；循环流化床锅炉；
循环流化床锅炉技术被广泛用于燃煤发电，已成为最具实用化的洁净煤燃烧技术之一，但脱硫方式如采用传统炉内干法脱硫技术，循环流化床锅炉不能满足中超低排放的要求。
1锅炉及脱硫系统概述
1.1锅炉概况
电厂为“上大压小”热电联产项目，新建2×350MW级循环流化床机组，锅炉采用东方锅炉股份有限公司提供的DG1150/25.4-II1超临界变压运行直流锅炉。
1.2脱硫系统
机组脱硫技术路线为炉后石灰石-石膏湿法烟气脱硫正常投运，炉内干法脱硫仅作为备用。
2联合脱硫方案背景
自2016年商运以来，WFGD入口烟气SO2含量高（均值高于2000mg/Nm3），WFGD内石膏氧化生成周期短，石膏晶体偏细，石膏脱水频次频繁，且石膏中CaSO3.1/2H2O含量高（8%），石膏含水率高、品相差、粘度大，产生脱硫废水量大且含固量高（11%），达到脱硫废水处理系统运行上限，又因进入WFGD的石灰石粉存在少量杂质，进一步加剧了废水处理难度。
3联合脱硫试验实施
为解决上述问题，优化石灰石进料程序，将石灰石输送管道的压力值引入石灰石下缓冲仓的进料反馈，并通过不断的修正，确定最佳值，在石灰石输送管道压力值低于1.5Kpa时石灰石下缓冲进料，确保石灰石进料连续均匀，炉内脱硫反应连续进行，将锅炉出口烟气SO2含量值稳定控制在600-900mg/Nm³之间。
3.1炉内脱硫对NOX原始排放试验测试
炉内干法脱硫通常会影响烟气中的NOx和N2O的排放浓度，这主要是因为CaO会促进NH3的生成，而且促进NH3氧化生成NO。因此对于常规燃煤锅炉随着Ca/S的提高，NOx的排放浓度会增加。因此，在保证尾部受热面不发生低温腐蚀的前提下，综合考虑成本，通过整体调试，优化炉内脱硫Ca/S摩尔比，达到最佳的脱硫、脱硝效率，降低综合经济成本。
投用石灰石对NOx原始排放的影响试验，选择在#2号锅炉进行，在机组360MW负荷时，逐渐投运石灰石，观察石灰石投运对锅炉出口NOx的影响，试验结果如表1。
表1 石灰石投运对NOx生成的影响
根据上表可知，随着石灰石投入量的加大，NOx原始排放值显著提高；当石灰石给入量超过2.35t/h，NOx原始排放值超标；石灰石量进一步提高至4.85t/h，NOx原始排放值超过200mg/Nm3。
图1 炉内石灰石量与NOX关系曲线
3.2联合脱硫优化试验原则
(1)综合考虑喷钙对锅炉效率的影响，根据入炉煤硫份含量，结合负荷情况，控制入炉钙硫摩尔比0.8~1.5，尽量贴近低值运行。
(2)根据烟气中SO2与NOx之间的相互耦合影响关系，炉内石灰石喷入量以少投入脱硝尿素喷枪或者不投脱硝系统的情况下，NOx控制在50mg/Nm3以内为准。
(3)控制锅炉出口原烟气SO2折算值600~900mg/Nm3之间，降低炉后脱硫份额。
4试验效果分析
炉内脱硫最优床温应控制在870℃左右，在此温度条件下，炉内脱硫效率最高，同时应控制Ca/S不大于1.5。
对于炉内脱硫，低Ca/S摩尔比，过低或过高床温、以及增强炉内密相区还原性气氛均不利于炉内脱硫反应的进行。对于尾部湿法脱硫，高入口SO2浓度、低浆液pH以及低液气比L/G，均会降低脱硫效率。
联合脱硫方式下，燃用中高硫煤时，炉后WFGD运行2~3台浆液泵即可满足低于35mg/m3的SO2超低排放标准。
4.1综合效益分析
统计2017年2月、3月二号机组单机运行期间全月运行指标，选取2016年9月、10月二号机组单机运行期间全月运行指标进行经济指标对比分析，具体指标情况见下表。
表2 2017年2月、3月及2016年9月、10月设计环保脱硫运行的技术指标
对上述技术指标经济分析如下：
表3 2017年2月、3月及2016年9月、10月设计环保脱硫运行指标经济分析
4.2试验结论
（1）从上表可以看出，2017年2、3月份全月环保脱硫系统处理每吨硫产生的费用为699元/吨，2016年9、10月份全月环保脱硫系统处理每吨硫产生的费用为863元/吨，前者比后者节省164元。2017年2、3月份全月锅炉产生单位蒸汽量脱硫处理费用为0.912元/吨，2016年9、10月份全月锅炉产生单位蒸汽量脱硫处理费用为1.483元/吨，前者比后者节省0.571元/吨。
（2）上述两组情况均未考虑在联合运行工况下，环保脱硫系统废水处理量减少所用药剂的减少量及相关设备减少保养及检修频次所消耗的材料费等情况，足以说明联合脱硫运行工况在经济指标方面明显优于单一运行工况。
（3）综合以上分析，每月锅炉产生单位蒸汽量脱硫处理费用节约36.59万元，环保脱硫系统处理硫节约费用为31万，因此每月联合脱硫节约金额67.5万元，全年节约金额810万元。
5结论
本课题针对350MW循环流化床发电机组炉内炉外两级联合脱硫系统，分析了炉内脱硫系统和炉外脱硫系统脱除工艺原理及影响脱硫效率的主要因素，明确了两个脱硫过程特性，在此基础上，对经济性运行调整方面进行了研究，得到结论如下：
（1）在联合脱硫实际运行中，炉内脱硫过程是一个复杂的多因素影响的大纯迟延对象，系统扰动较大，造成炉膛出口SO2参数不稳定，而炉后烟气脱硫需要炉膛出口SO2排放浓度要随着机组负荷变化保持相对恒定。
（2）根据烟气中SO2与NOx之间的相互耦合影响关系，炉内脱硫系统正常投入的情况，保证炉内最佳Ca/S比前提下，不会造成炉内SNCR脱硝尿素的用量增加。
（3）通过对联合脱硫系统运行分析，得到了最佳吸收塔入口SO2浓度调整值及炉内最佳Ca/S比，可用于两级联合脱硫控制系统设定值动态调整，也为两级脱硫经济运行提供指导。
参考文献
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论文作者:周群杰,程合理
论文发表刊物:《电力设备》2018年第20期
论文发表时间:2018/11/13
标签：石灰石论文; 锅炉论文; 流化床论文; 烟气论文; 系统论文; 机组论文; 石膏论文; 《电力设备》2018年第20期论文;