利用cfb鍋爐進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的整體系統(tǒng)改造可行性研究報(bào)告(已修改)
2025-05-15 03:19 本頁(yè)面
【正文】 羋莈螇羅莀薄蚃羄膀莇蠆羃節(jié) 利用CFB鍋爐進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的整體系統(tǒng)改造可行性研究報(bào)告A研究院鍋爐技術(shù)部1 前言A發(fā)電有限公司是在A煤礦建成投產(chǎn)基礎(chǔ)上，為延伸煤炭生產(chǎn)的產(chǎn)業(yè)鏈，實(shí)現(xiàn)煤電一體化而建成的資源節(jié)約、環(huán)境友好型現(xiàn)代化發(fā)電企業(yè)。該公司2135MW機(jī)組，采用能夠?qū)崿F(xiàn)清潔燃燒的2480t/h循環(huán)流化床鍋爐，選用礦區(qū)廢棄的低發(fā)熱量煤矸石作為燃料，既實(shí)現(xiàn)廢物有效利用，又減少大氣污染物的排放水平；機(jī)組采用直接空冷，并以就近的保德煤礦井下污水為生產(chǎn)水資源，既節(jié)省了大量水資源、又有效減少礦區(qū)污水排放。A發(fā)電有限公司年發(fā)電量近15億kWh，有效利用煤礦的大量煤矸石，具有重大經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。循環(huán)流化床（CFB）鍋爐是發(fā)展最快、得到廣泛應(yīng)用的清潔燃燒技術(shù)，通過(guò)爐內(nèi)添加石灰石實(shí)現(xiàn)低SO2排放，通過(guò)控制爐膛溫度和分級(jí)燃燒，實(shí)現(xiàn)低NOx排放。由于CFB鍋爐能夠?qū)崿F(xiàn)燃料的清潔燃燒，在世界范圍內(nèi)得到快速發(fā)展。從八十年代世界首臺(tái)100MWCFB鍋爐在美國(guó)NUCLA電站投入運(yùn)行到安裝于波蘭Lagisza電站的世界首臺(tái)超臨界CFB鍋爐，CFB鍋爐的大型化發(fā)展僅用了20年時(shí)間。美國(guó)福斯特惠勒公司CFB鍋爐發(fā)展歷程見(jiàn)圖 1，通過(guò)CFB鍋爐示范工程，福斯特惠勒公司的CFB鍋爐很快發(fā)展到超臨界參數(shù)。圖 1 美國(guó)福斯特惠勒公司CFB鍋爐發(fā)展我國(guó)CFB鍋爐發(fā)展迅速。從1996年投產(chǎn)首臺(tái)引進(jìn)芬蘭奧斯龍技術(shù)的100MWCFB鍋爐（安裝于四川高壩電廠）到2006年投產(chǎn)的引進(jìn)法國(guó)阿爾斯通公司的300MWCFB鍋爐（安裝于四川白馬電廠），總共不到十年時(shí)間。目前，我國(guó)投產(chǎn)的135MW級(jí)CFB鍋爐超過(guò)150臺(tái)，投產(chǎn)、在建和設(shè)計(jì)制造的300MWCFB鍋爐已經(jīng)超過(guò)50臺(tái)。600MW超臨界CFB鍋爐（自主研制）已經(jīng)于2006年列入“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目，包括B研究院、清華大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院、三大鍋爐廠、四川白馬電廠在內(nèi)的一大批科研院所、高校、鍋爐制造廠和用戶在內(nèi)的單位參與該項(xiàng)目，研究工作進(jìn)展順利。B研究院成立于1951年，原為國(guó)家電力部（國(guó)家電力公司）直屬科研機(jī)構(gòu)，電力體制改革后，轉(zhuǎn)制為華能控股、大唐、國(guó)電、華電、中電投參股的高新技術(shù)企業(yè)。從“六五”到“十一五”，B研究院一直承擔(dān)CFB鍋爐領(lǐng)域國(guó)家科技攻關(guān)課題。其中，“循環(huán)流化床（CFB）鍋爐關(guān)鍵技術(shù)的自主研發(fā)和應(yīng)用”項(xiàng)目于2006年獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。在大型CFB鍋爐運(yùn)行技術(shù)、關(guān)鍵輔機(jī)設(shè)備和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用方面，也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。CFB鍋爐技術(shù)的一大優(yōu)點(diǎn)，是可以通過(guò)將石灰石粉直接噴入爐膛，實(shí)現(xiàn)較高的脫硫效率。因此，與常規(guī)煤粉鍋爐尾部煙氣脫硫（FGD）相比，脫硫系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行維護(hù)成本低。國(guó)內(nèi)外的大量試驗(yàn)研究結(jié)果及大型CFB鍋爐實(shí)爐運(yùn)行實(shí)踐均表明，CFB鍋爐通過(guò)爐內(nèi)添加石灰石脫硫，SO2排放濃度能夠滿足美國(guó)、歐盟、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家地區(qū)和我國(guó)國(guó)家和地方的環(huán)保要求。2 CFB鍋爐脫硫原理目前，國(guó)內(nèi)外CFB鍋爐均通過(guò)向爐內(nèi)直接添加石灰石粉來(lái)控制SO2排放。投入爐內(nèi)的石灰石在850℃左右條件下發(fā)生煅燒反應(yīng)生成氧化鈣，然后氧化鈣、SO2和氧氣經(jīng)過(guò)一系列化學(xué)反應(yīng)，最終生成硫酸鈣，化學(xué)反應(yīng)式為：CaCO3→CaO+CO2 （煅燒反應(yīng)）CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 （固硫反應(yīng)）石灰石在煅燒過(guò)程中，由于CO2溢出，在固體顆粒的表面及內(nèi)部形成一定的孔隙，為SO2向顆粒內(nèi)部擴(kuò)散及固硫反應(yīng)的發(fā)生創(chuàng)造了條件。在CFB鍋爐燃燒條件下，石灰石煅燒反應(yīng)生成的CaO具有較高的孔隙率，脫硫反應(yīng)活性好，可以有效增加石灰石有效利用率，提高CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫效率。CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的高低，受到諸多因素的影響。包括石灰石的反應(yīng)活性及其粒度、入爐煤的發(fā)熱量和含硫量、鍋爐分離器的分離效率、鍋爐的運(yùn)行參數(shù)等都會(huì)對(duì)鍋爐的脫硫效果產(chǎn)生一定影響，從而影響鍋爐的石灰石消耗量。而石灰石輸送系統(tǒng)的可靠性和出力將直接影響鍋爐的脫硫效果。因此，為了達(dá)到較高脫硫效率，需要對(duì)相關(guān)因素進(jìn)行控制、優(yōu)化。而目前很多CFB鍋爐機(jī)組相關(guān)因素控制不合理，也是其難以達(dá)到較高脫硫效率的根本原因。3 CFB鍋爐脫硫技術(shù)現(xiàn)狀與
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