韓志強(qiáng)

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))股份有限公司發(fā)供電分公司,山西陽泉 045000)

淺析爐內(nèi)脫硫技術(shù)在DG35/3.82-13沸騰鍋爐應(yīng)用與研究

韓志強(qiáng)

(陽泉煤業(yè)(集團(tuán))股份有限公司發(fā)供電分公司,山西陽泉 045000)

隨著中國環(huán)保事業(yè)的發(fā)展與大力推進(jìn),中國電力企業(yè)環(huán)保達(dá)標(biāo)排放成為一個(gè)嚴(yán)峻的考驗(yàn)和話題。因此,如何把握在新時(shí)代背景下電力環(huán)保的新特點(diǎn)、面對新挑戰(zhàn),尋找并抓住新的機(jī)遇,是擺在電力企業(yè)面前的重要任務(wù)。 某廠3臺35t/h鍋爐沸騰爐,燃用的煤種為煤矸石與末煤。由于煤矸石中含硫量高,造成煙氣含硫量較高,達(dá)到6000mg/Nm3,原脫硫環(huán)保技術(shù)難以達(dá)到國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。隨著時(shí)代的發(fā)展電力爐內(nèi)脫硫環(huán)保技術(shù)的大力發(fā)展為本廠環(huán)保改造提供了強(qiáng)有力的技術(shù)保障,本文淺析了爐內(nèi)脫硫技術(shù)在35t/h沸騰鍋爐的成功應(yīng)用與研究。

沸騰鍋爐 爐內(nèi)脫硫 脫硫原理 脫硫系統(tǒng)

在21世紀(jì)初的20年內(nèi)，環(huán)境與發(fā)展仍然是人類共同面臨的重大問題，對于中國的電力工業(yè)來說，這一問題更為突出。一方面，黨的十六大提出的全面建設(shè)小康社會(huì)的目標(biāo)，對電力工業(yè)的發(fā)展提出了新要求；另一方面，我國的一次能源以煤炭為主的狀況對環(huán)境產(chǎn)生污染和生態(tài)影響對電力工業(yè)的發(fā)展產(chǎn)生新制約。如果按1981年到2000年的平均電力彈性系數(shù)0.8左右計(jì)算，到2020年，電力裝機(jī)約達(dá)到10億千瓦，預(yù)計(jì)6億多千瓦為煤電。按1個(gè)千瓦煤電燒3噸原煤計(jì)算，一年需要18億噸煤。對這18億噸煤炭產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳以及廢水、灰渣和其它有害物質(zhì)處理不當(dāng)，會(huì)對全球、區(qū)域、局部的大氣、水體和生態(tài)環(huán)境質(zhì)量造成重大影響，環(huán)境污染相當(dāng)嚴(yán)重，能源轉(zhuǎn)換效率和利用效率低下，因此，環(huán)境問題就是電力工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展問題，環(huán)境保護(hù)是電力發(fā)展的永恒主題。 在如此嚴(yán)峻的形勢下，環(huán)保排放達(dá)標(biāo)與環(huán)保技術(shù)改造成為了電力企業(yè)當(dāng)下重要趨勢。

1 35t/h沸騰鍋爐燃燒特點(diǎn)和脫硫原理

1.1 35t/h沸騰鍋爐燃燒優(yōu)點(diǎn)

沸騰燃燒鍋爐，是利用風(fēng)室中的空氣將固定爐篦或鏈條爐排上的灼熱料層(主要是灰粒)吹成沸騰狀態(tài)，使其與煤粒一起上、下翻滾燃燒的燃煤鍋爐。沸騰狀態(tài)的灼熱料層高達(dá)1～1.5米，煤層中的煤粒和空氣的攪動(dòng)與混合特別強(qiáng)烈，因而煤粒的加熱條件好，對煤種的適應(yīng)性非常廣泛，特別能夠燃燒低揮發(fā)分、高灰分、低發(fā)熱量的劣質(zhì)煤，煤矸石都能穩(wěn)定燃燒。如在沸騰層中加入消石灰，經(jīng)過劇烈攪動(dòng)，能充分脫除燃料中的硫分，既可避免低溫腐蝕，又可減少環(huán)境污染。

1.2 爐內(nèi)脫硫原理

爐內(nèi)脫硫又稱燃燒中脫硫，是在煤燃燒過程中使加入的固硫劑與燃燒產(chǎn)生的SO2起反應(yīng)，從而減少煙氣中SO2濃度。固硫物質(zhì)隨爐渣排出。也就是在煤中摻入或向爐內(nèi)噴射各種石灰石粉、熟石灰粉、白云石粉、生石灰、電石渣及富含金屬氧化物的礦渣、爐渣等作為固硫劑(本廠采用消石灰作為脫硫劑)，在燃燒中，由于固硫劑的作用，煤燃燒產(chǎn)生的SO2還沒有逸出就與煤中含鈣的固硫劑(如消石灰)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成固相硫酸鹽，隨爐渣排出，從而減少SO2隨煙氣排入大氣而污染環(huán)境。

消石灰灰石固硫的化學(xué)反應(yīng)方程式為：

爐內(nèi)脫硫與其它脫硫技術(shù)比較，費(fèi)用較低，適合較小和較舊電廠鍋爐的改造。

2 脫硫系統(tǒng)簡述

2.1 脫硫系統(tǒng)改造

本廠35t/h沸騰鍋爐原使用的脫硫技術(shù)為濕法脫硫，在進(jìn)行脫硫時(shí)，除塵器沖灰水流入渣池，經(jīng)過沉淀之后，澄清的水被渣漿泵繼續(xù)輸送到除塵器參加除塵脫硫，需要在渣池中加入堿液及生石灰，堿液和生石灰將渣池變?yōu)閴A性，渣漿泵將沖灰水(堿性)輸送到水膜除塵器主塔及自激室，進(jìn)行濕法脫硫。在進(jìn)行脫硫前，需先保證渣池的水質(zhì)為堿性，相對的堿液消耗量較大，脫硫成本高，同時(shí)由于生石灰的投加，造成管道結(jié)垢嚴(yán)重，每年均須對管道進(jìn)行除垢。本次改造應(yīng)用爐內(nèi)脫硫技術(shù)，進(jìn)一步優(yōu)化鍋爐脫硫效率及成本，達(dá)到國家環(huán)保排放要求。

2.2 工藝流程介紹

本廠35t/h沸騰鍋爐爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)有兩部分組成分別是儲(chǔ)輸灰系統(tǒng)和固硫劑給入系統(tǒng)。

2.3 儲(chǔ)輸灰系統(tǒng)

儲(chǔ)輸送系統(tǒng)的輸送方式為氣力輸送它是以空壓機(jī)作為動(dòng)力源經(jīng)倉泵及管路進(jìn)行灰料輸送將灰料由管道輸送至1#、2#、3#爐前小型儲(chǔ)灰罐。

2.4 脫硫劑給入系統(tǒng)

35t/h鍋爐爐內(nèi)脫硫采用在原2#號床螺旋給煤系統(tǒng)的下煤筒后方裝設(shè)消石灰粉下料系統(tǒng)的方式，把消石灰從爐前小型儲(chǔ)灰罐給入爐內(nèi)，且在原下煤筒上加裝隔離插板。爐前小型儲(chǔ)灰罐與螺旋之間有插板閥相隔，便于按需求退出脫硫系統(tǒng)。頂部也裝設(shè)有收風(fēng)器。為防止罐內(nèi)因消石灰受潮等因素使其流動(dòng)性變差，在罐體漏斗型斜壁上裝設(shè)振動(dòng)器使內(nèi)部消石灰松動(dòng)從而提高流動(dòng)性。

3 爐內(nèi)脫硫技術(shù)改造后效益

3.1 技術(shù)效果

通過進(jìn)行爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)改造，35t/h鍋爐SO2排放量能夠穩(wěn)定的維持在100-200mg/Nm3，環(huán)保要求SO2排放量200mg/Nm3以下，SO2達(dá)標(biāo)排放。

3.2 經(jīng)濟(jì)效益

原有脫硫劑為液堿和生石灰，每臺鍋爐脫硫劑消耗量為：液堿0.5t/h，生石灰1t/h，費(fèi)用為0.5×1120+1×240=800元/h。

改為爐內(nèi)脫硫之后，消耗的消石灰量為1 t/h，費(fèi)用為1×340=340元/h

改造后每小時(shí)節(jié)約脫硫費(fèi)為800-340=460元。

3.3 社會(huì)效益

SO2達(dá)標(biāo)排放，改善了周邊環(huán)境，避免形成酸雨對土壤、水體污染；降低了對人體及哺乳動(dòng)物的危害，降低了支氣管炎、肺氣腫、眼結(jié)膜炎癥等得病率；避免了周邊植物產(chǎn)生急性危害，葉片表面產(chǎn)生壞死斑，或直接使植物葉片枯萎脫落；降低了SO2對金屬，特別是對鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。

4 結(jié)語

35t/h鍋爐爐內(nèi)脫硫改造之后，脫硫效果有了良好的改善。根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際脫硫效果和統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得知，改造為爐內(nèi)脫硫后其脫硫效率大大增加，脫硫指標(biāo)穩(wěn)定，可調(diào)控性較高，杜絕了環(huán)保事故。對鍋爐設(shè)備壽命影響較小，沖灰水管道結(jié)垢情況大大降低，脫硫物資費(fèi)用也大大較改造前節(jié)約較多。

[1]國家統(tǒng)計(jì)局.中華人民共和國2005年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公告.2006.2.28.

[2]趙長遂.《循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫效率控制因素分析》.2007.

[3]金定安,曹子棟,俞建洪.《工業(yè)鍋爐原理》.西安交通大學(xué)出版社,1986.11.

[4]趙大傳,徐俊賢.《工業(yè)環(huán)境學(xué)概論》.中國環(huán)境科學(xué)出版社,1999.

韓志強(qiáng)(1973.03—),男,漢族,山西省陽泉人,本科,高級熱動(dòng)工程師,主要研究方向:熱動(dòng),現(xiàn)就職于陽泉煤業(yè)(集團(tuán))股份有限公司發(fā)供電分公司。