大型循環(huán)流化床脫硫系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用

代華松　萬慶?！±蠲鳌↑S煥標(biāo)

摘 要：介紹粵北某電廠2×300MW循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組為解決脫硫石灰石系統(tǒng)的可靠性、燃煤與石灰石混合均勻性，降低脫硫運(yùn)行成本等進(jìn)行的技術(shù)改進(jìn)，創(chuàng)新了循環(huán)流化床鍋爐脫硫運(yùn)行方式，完善了石灰石給料控制方案，解決了石灰石濃相氣力垂直輸送距離過高的難題，取得了一系列優(yōu)化設(shè)計(jì)及應(yīng)用成果。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床 脫硫改造 脫硫效率

現(xiàn)役循環(huán)流化床鍋爐普遍采用爐內(nèi)噴鈣脫硫工藝，設(shè)計(jì)有包括石灰石粉制備、輸送、給料、計(jì)量等系統(tǒng)。石灰石系統(tǒng)作為循環(huán)流化床鍋爐重要的輔助系統(tǒng)具有工藝系統(tǒng)簡單、工程造價(jià)低、運(yùn)行電耗低等優(yōu)點(diǎn)；但爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)因鈣硫比偏高致脫硫運(yùn)行成本較高，氣力輸送系統(tǒng)磨損、堵塞等問題突出。

粵北某電廠三期建有2×300MW循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組，分別于2009年和2010年投產(chǎn)運(yùn)行。該廠兩臺循環(huán)流化床脫硫石灰石系統(tǒng)先后通過一系列技術(shù)改進(jìn)，大大提高了脫硫系統(tǒng)運(yùn)行可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，目前運(yùn)行情況良好。

1 系統(tǒng)優(yōu)化方案

1.1 增加備用石灰石輸送給料系統(tǒng)提高系統(tǒng)可靠性

在每爐原石灰石粉倉下增設(shè)一套氣力輸送給料系統(tǒng)，采用濃相輸送方式，設(shè)計(jì)出力滿足100%BMCR工況燃用設(shè)計(jì)煤種所需輸送量，輸送距離水平約55m，提升高度約13m，彎頭7個(gè)。將給料機(jī)形式由原螺旋給料機(jī)改為變頻鎖氣電動給料機(jī)，有助于提高石灰石給料量的調(diào)節(jié)控制精度。

1.2 增加輸煤皮帶添加石灰石粉系統(tǒng)解決石灰石與煤混合不均勻性的問題

在原石灰石粉倉下增設(shè)兩套互為備用的石灰石輸送給料系統(tǒng)，將石灰石粉輸送到標(biāo)高約65米的緩沖倉，輸送系統(tǒng)水平長度約為40m，提升高度約60m，90°彎頭約6個(gè)，當(dāng)量長度約150m，系統(tǒng)出力滿足兩臺機(jī)組100%BMCR工況燃用設(shè)計(jì)煤種所需輸送量。再由緩沖倉經(jīng)沖板流量計(jì)和變頻鎖氣式給料機(jī)后，分別將石灰石粉分配到兩條輸煤皮帶上。鍋爐原煤倉上煤期間，啟動該石灰石給料系統(tǒng)，將石灰石粉直接添加到輸煤皮帶的原煤上。

1.3 優(yōu)化脫硫石灰石系統(tǒng)控制策略實(shí)現(xiàn)程控及自動調(diào)節(jié)

完善配置熱工儀表測點(diǎn)，增加輸煤皮帶運(yùn)行信號及輸送煤量信號、石灰石粉稱重計(jì)量信號、石灰石粉庫料位信號、給煤機(jī)入爐煤煤量信號、燃煤硫份、燃煤熱值等；重新設(shè)計(jì)石灰石系統(tǒng)程控邏輯組態(tài)，實(shí)現(xiàn)多套石灰石輸送給料系統(tǒng)程控；重新設(shè)計(jì)脫硫石灰石給料量控制策略，通過仿真及工況調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了石灰石給料量全自動調(diào)節(jié)。

1.4 優(yōu)化脫硫石灰石系統(tǒng)運(yùn)行方式提高脫硫運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

通過對改進(jìn)后的三套石灰石粉輸送系統(tǒng)特點(diǎn)分析，確定了以輸煤皮帶直接添加石灰石粉為主，鍋爐二次風(fēng)口噴鈣為輔的主要運(yùn)行方式。輸煤皮帶直接添加石灰石粉量滿足脫除80%的SO2量要求，剩余20%的SO2脫除量由爐內(nèi)噴鈣完成。

開展循環(huán)流化床鍋爐脫硫運(yùn)行試驗(yàn)，測試床溫與脫硫效率的關(guān)系，確定燃用不同煤種情況鍋爐最佳環(huán)保運(yùn)行窗口溫度。

全部優(yōu)化改造完成后，每臺鍋爐設(shè)置有兩套互為備用的爐內(nèi)噴鈣輸送給料系統(tǒng)；兩臺鍋爐共用一套輸煤皮帶添加石灰石粉系統(tǒng)，輸煤皮帶添加石灰石粉系統(tǒng)又包括兩套互為備用的石灰石粉氣力輸送系統(tǒng)。

2 應(yīng)用效果分析

通過上述技術(shù)改造項(xiàng)目的實(shí)施，循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)主要運(yùn)行指標(biāo)得到顯著改善，平均脫硫效率提高5%以上、脫硫投運(yùn)率穩(wěn)定在99.9%以上、SO2排放濃度波動幅度明顯減小、運(yùn)行鈣硫比下降1.0左右，具體指標(biāo)情況如下：

2.1 脫硫效率：85～95%

在實(shí)現(xiàn)了煤與石灰石粉充分均勻混合前提下，通過循環(huán)流化床鍋爐床溫運(yùn)行范圍控制，輔以SO2排放濃度對直接噴鈣量的閉環(huán)調(diào)節(jié)，脫硫效率可穩(wěn)定達(dá)到85～95%。

循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫因無法直接監(jiān)測脫硫原煙氣SO2濃度，脫硫效率采用物料衡算法計(jì)算SO2產(chǎn)生量與脫硫后的凈煙氣SO2排放量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

2.2 脫硫系統(tǒng)投運(yùn)率：99.9%以上

2.3 SO2排放濃度：50～200mg/Nm3

按現(xiàn)役循環(huán)流化床鍋爐SO2排放標(biāo)準(zhǔn)≯200mg/m3要求，表3統(tǒng)計(jì)了2014年7月至2015年5月SO2排放月均值數(shù)據(jù)，可見實(shí)現(xiàn)了SO2穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。

2.4 實(shí)際運(yùn)行Ca/S值：2.5～3.5

在穩(wěn)定脫硫效率的同時(shí)，鍋爐SO2排放濃度在達(dá)標(biāo)的前提下波動幅度大幅度減小。石灰石粉給料控制調(diào)節(jié)幅度也進(jìn)一步縮小，有效降低了運(yùn)行Ca/S值。

3 結(jié)束語

該廠2×300MW循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)改造，經(jīng)調(diào)試、試運(yùn)行，均通過環(huán)保部門的環(huán)保技改工程“三同時(shí)”驗(yàn)收，驗(yàn)收監(jiān)測數(shù)據(jù)表明該兩臺鍋爐完全滿足SO2排放標(biāo)準(zhǔn)≯200mg/m3要求，綜合脫硫效率比上一年度總量減排環(huán)保核查認(rèn)定的脫硫效率提高了12.4～19.6%。

現(xiàn)役大批循環(huán)流化床機(jī)組面臨脫硫技術(shù)改造，該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用工程造價(jià)較低，有效解決循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)脫硫可靠性、穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性等難題，具有較高的推廣價(jià)值。

【參考文獻(xiàn)】

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