电厂480t/h燃煤循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫效率控制

摘 要 本文阐述了影响电厂循环流化床锅炉炉内喷钙脱硫效率的几大主要因素，并定性及定量分析了各种影响因素的影响程度，指出对各影响因素的运行控制。

关键字 电厂；循环流化床锅炉；炉内喷钙；脱硫效率

中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）97-0140-02

0 引言

近年来，随着我国经济的快速发展和工业化水平的显著提高，大气污染状况日益严重，我国SO2的排放量已经位居世界第一，2010年全国SO2排放量2295万吨，其中电力企业951.7万吨，烟气脱硫已成为我国的一项重要任务[1]。国家一方面加强对减排主体的监管和考核。电力企业脱硫效率低于80%的，除了扣上网电价并处5倍上网补贴电价的罚款，还得承担有关行政处罚。另一方面国家加大了对减排主体的资金补助，其中电力企业享受燃煤机组脱硫补贴1.5分/度的脱硫电价政策。

1 背景

本文针对山西某地火力发电厂480t/h燃煤循环流化床锅炉的脱硫效率控制进行了分析且与大家交流。

1.1主要生产系统

本电厂主要生产系统包括：2台135MW超高压、一次中间再热、双缸双排气、直接空冷抽凝式汽轮发电机组；配套2台480t/h超高压、单汽包自然循环、中间再热、高循环倍率、低氮燃烧的循环流化床锅炉；锅炉采用石灰石炉内喷钙脱硫工艺。

1.2脱硫系统石灰石输送

石灰石库内的石灰石粉可以卸至布置在粉库底层的喷射泵内，由空压机房来的压缩空气将石灰石粉输送到锅炉石灰石粉进料口。库底设有气化板。库底有2个卸料口，每个口下设1台喷射泵，对应一台炉。

喷射泵具有结构简单、效率高、运行可靠、维护方便等优点，是输送石灰石粉较理想的设备。每台炉有1套注料喷射泵，共两套，连续运行，几何容积1m3，布置在石灰石粉库0m层。库顶设有布袋除尘器、压力真空释放阀和料位计。布袋除尘器过滤面积为20m2，处理库内气化风和来自自卸汽车的乏气。

2 影响炉内喷钙脱硫效率的几大因素分析

2.1炉温对脱硫效率的影响

锅炉床温将直接影响到锅炉的着火、稳燃、燃尽程度。床温主要改变了脱硫剂的反应速度、固体产物分布及孔隙堵塞特性，从而改变脱硫效率和脱硫剂的使用[3]。

经过对该电厂近2年脱硫设施运行数据的统计、筛查，SO2浓度在锅炉不同时期段，煤质、给煤量、风量等基本稳定时， S：Ca控制在1：2.5左右，不同炉温下SO2浓度的变化情况。

经过对该数据的理论计算，900℃以下时，脱硫效率在87%左右，炉温超过900℃后，脱硫效率下降到了64%左右，影响超过20%，由此可以看出温度脱硫效率影响还是较大的。通过优化锅炉运行，合理调整炉温不仅可以提高锅炉利用率，也可以保证炉内喷钙保持在最佳反应状态。

2.2 石灰石粒度

石灰石颗粒越细， 其表面积越大， 反应越充分， 吸收速率越快， 石灰石的利用率越高。石灰石颗粒在送入循环流化床内燃烧初期时，比表面积增加很快。燃烧后期，比表面积增加较少小颗粒石灰石在床中的反应速度通常大于大颗粒的反应速度。一般对石灰石粉要求为： 90% 通过325 目筛或250 目筛（40μm～60μm）， 石灰石纯度一般要求为大于90%。

该电厂一段时间机组运行中SO2浓度异常波动，但巡检发现，机组负荷在60%～70%之间，炉温保持在正常范围，所燃烧煤种（含硫率0.3%左右）煤质稳定，石灰石脱硫系统正常投用，适当调节给料开度对SO2浓度波动影响不大。经对石灰石粉采样最终发现，石灰石供应商因某生产环节异常，导致所供石灰石粉品质发生异常，所供石灰石粉粒径最大达到了5mm。及时更换合格的石灰石粉后，SO2浓度恢复正常范围。

2.3 Ca/S对脱硫效率的影响

Ca/S摩尔比是影响脱硫效率和SO2排放的首要因素。燃用低硫煤时，烟气中SO2的浓度低，石灰石与SO2反应速度慢，消耗石灰石量相对较大，需要Ca/S摩尔比的浓度就高[2]。当机组炉膛压力稳定，炉温保持在800℃～900℃之间，脱硫率会随着Ca/S增加而增加。通过对机组长期运行SO2排放数据的筛选，以下是某段时期，机组煤质含硫率0.24%时，随着Ca/S的变化SO2排放浓度的变化情况：

当Ca/S=1.5时，脱硫效率在62.5～76.1%左右；当Ca/S=2.0时，脱硫效率在81.5%左右；当Ca/S=2.3时，脱硫效率在89.9～91.9%左右；当Ca/S=2.5时，脱硫效率在95.8%～96.8%左右。

3 结论

循环流化床锅炉床温低于800 ℃时，石灰石煅烧生成CaO的速度减慢，减少了可供反应的表面积，脱硫率下降。850℃～900℃的燃烧温度正是以石灰石作为脱硫剂的脱硫反应的最佳温度区段。当床温大于870℃ ，CaO内部分布均匀的小晶粒出现融合现象，减小了脱硫剂比表面积，从而降低了脱硫效率。

脱硫剂品质对炉内喷钙脱硫效率影响也是主要因素之一。保证合格的石灰石粒径对该工艺脱硫也是至关重要的，通常保证石灰石粉粒径在40μm～60μm之间，可以使脱硫剂发挥最佳脱硫作用。

循环流化床锅炉床温控制在850 ℃左右时，燃料选用低硫煤时，当Ca/S=1.5时，脱硫效率在62.5%～76.1%左右；当Ca/S=2.0时，脱硫效率在81.5%左右；当Ca/S=2.3时，脱硫效率在89.9%～91.9%左右；当Ca/S=2.5时，脱硫效率在95.8%～96.8%左右。调整合适的Ca/S即能保证脱硫设施达到80%以上，又能够保证SO2排放浓度符合国家污染物排放标准。

参考文献

[1]刘长根.节能减排形势及“十二五”减排思路[Z].环境保护部总量司，2010，10.

[2]钟秦.燃煤烟气脱硫脱硝技术及工程实例[M].化学工业出版社，2002，4.

[3]周丽.循环流化床锅炉脱硫效率的控制[J].能源技术与管理，2006，4.