【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 通過(guò)調(diào)節(jié)注入反應(yīng)器內(nèi)的噴水量進(jìn)行控制。 反應(yīng)器出口煙氣在進(jìn)入靜電除塵器前采用空氣預(yù)熱器的熱空氣加熱。測(cè)量進(jìn)入靜電除塵器的煙氣并用控制擋板調(diào)節(jié)熱 空氣量以保持煙氣恒定。 灰份再循環(huán)的控制 從 過(guò)濾器 到反應(yīng)器所投入的再循環(huán)灰量可以用給料器的速度進(jìn)行控制。 電動(dòng)機(jī)控制、分組控制 自動(dòng)化 系統(tǒng) 也用于對(duì)電動(dòng)機(jī)、電動(dòng)閥門(mén)和電動(dòng)擋板的控制，并對(duì)啟動(dòng)停機(jī)進(jìn)行聯(lián)鎖和順序控制。 12 選則方案 : 灰漿再循環(huán) 灰漿再循環(huán)是 LIFAC 的第三部分，一般電廠采用了爐內(nèi)噴鈣及爐后增濕，已滿足脫硫要求。當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)較高或?qū)υ?LIFAC 的兩步脫硫作進(jìn)一步提高時(shí)應(yīng)考慮第三步的灰漿再循環(huán)?；覞{再循環(huán)的特點(diǎn)是把靜電除塵器灰斗的部分灰和水混合形成灰漿，此灰漿用類 似 LIFAC 噴水的基本方法把灰漿噴進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)。該系統(tǒng)在 LIFAC 的基礎(chǔ)上進(jìn)行改造 ，使脫硫系統(tǒng)的整體效率達(dá) 90%以上。 噴鈣脫硫成套技術(shù)適用范圍 噴 鈣脫硫成套技術(shù)可以用于工業(yè)鍋爐、大中型電站在役鍋爐改造和新建鍋爐的煙氣脫硫配套設(shè)計(jì)。從鍋爐容量上看，可從幾噸的汽水鍋爐到 300MW、 600MW 的大型電站鍋爐。 4 工藝系統(tǒng)組成 為增加石灰石粉的爐膛內(nèi)的活化反應(yīng)能力，對(duì)噴進(jìn)爐膛內(nèi)的石灰石粉的顆粒度要求特別細(xì)，即〈 40181。m 的顆粒要大于 90%，以保證有效的脫硫。作為吸附劑的石灰石純度 即 CaCO3 要求不小于 92%，以保證CaCO3在爐內(nèi)進(jìn)行有效的化學(xué)反應(yīng)。 石灰石制粉系統(tǒng)主要設(shè)備有傳動(dòng)裝置、鄂式和立軸式破碎機(jī)、微粉磨和分離機(jī)、以及各種輸送機(jī)和吸塵器等。 在電廠周圍選取品位較高、交通便利的石灰石礦作為礦源，在礦附近建立制粉廠。建儲(chǔ)存 1000 噸粉庫(kù)一座，在電廠鍋爐房附近建 300 噸粉倉(cāng)。 石灰石粉由粉倉(cāng)經(jīng)計(jì)量裝置送入輸粉管道，由給粉風(fēng)機(jī)送入的空氣正壓輸送到四個(gè)角上的噴射器內(nèi)。輸送過(guò)程中由母管到各個(gè)支管間設(shè)置分配器，使各支管流量相同。為使石灰石粉氣流能與爐內(nèi)主煙氣流 量混合均勻，進(jìn)入爐膛前增加由空預(yù)器來(lái)的熱風(fēng)作為混合風(fēng)。噴射器出口流速為 30～ 90m/s。 LIFAC 脫硫工藝采用 DCS 集散控制系統(tǒng)，主要控制三個(gè)調(diào)節(jié)回路： a. 吸收劑給料量調(diào)節(jié)回路： 噴入 爐膛 內(nèi)的石灰石總量由給料機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，噴入總量可手動(dòng)給定，也可以由鍋爐的給煤量和煤的含硫量給定。實(shí)測(cè)的 SO2 濃度用來(lái)作為反 13 饋量以修正噴入爐膛石灰石量。 b. 吸收劑噴射調(diào)節(jié)回路： 當(dāng)鍋爐負(fù)荷或者燃燒工況有較大變動(dòng)時(shí)，鍋爐爐膛內(nèi)的溫度場(chǎng)與流場(chǎng)的波動(dòng)較大。這種波動(dòng)對(duì)爐內(nèi)噴射的脫硫效率影響較大，需要根 據(jù)爐內(nèi)溫度的變化，對(duì)噴射系統(tǒng)噴入的空氣量及空氣溫度和噴射角進(jìn)行調(diào)整，以保證系統(tǒng)有較高的脫硫效率。 c. SO2濃度控制系統(tǒng)： 根據(jù)煙氣出口二氧化硫含量對(duì)石灰石的噴入量進(jìn)行調(diào)整。 控制回路主要有：噴射系統(tǒng)的啟動(dòng)與停用自動(dòng)控制系統(tǒng)；噴射管道的堵塞檢測(cè)系統(tǒng)；系統(tǒng)各部分及各設(shè)備之間的連鎖控制系統(tǒng)。 5 主要性能保證 功能保證 噴鈣后對(duì)鍋爐的影響 噴鈣對(duì)結(jié)渣傾向的影響 爐 膛內(nèi)噴鈣可導(dǎo)致實(shí)際灰成份發(fā)生變化，一般認(rèn)為爐內(nèi)灰的結(jié)渣傾向也會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。 實(shí)際上對(duì)于不同的煤，添加石灰石后煤 灰的熔融性變化有以下幾種情況： ① 灰熔點(diǎn)有所降低； ② 灰熔點(diǎn)先降低后又有所提高； ③ 灰熔點(diǎn)變化不顯著； ④ 灰熔點(diǎn)有所提高。 電 力部赴美國(guó)、芬蘭脫硫技術(shù)考察報(bào)告中介紹：從芬蘭 Inkoo 電廠5000 小時(shí)運(yùn)行情況看，爐內(nèi)無(wú)結(jié)渣，表明采用噴鈣脫硫成套技術(shù)不會(huì)因結(jié)渣問(wèn)題影響運(yùn)行。在設(shè)計(jì)脫硫型鍋爐時(shí)，要對(duì)設(shè)計(jì)煤種，校核煤種和使用的石灰石取樣，進(jìn)行燃料特性試驗(yàn)分析和摻入一定比例石灰石后灰熔融特性分析，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果采取相應(yīng)措施設(shè)計(jì)或完善爐膛和燃燒設(shè)備。 噴鈣對(duì)受熱面粘污、傳熱的影響 爐 內(nèi)添加石灰石，實(shí)際灰分的堿 /酸比增大，沾污傾向可能有所增強(qiáng)，但其變化程度與煤種及鈣基吸收劑本身特性有關(guān)。據(jù)美國(guó)環(huán)保局和電力研究所工業(yè)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)看：“噴入石灰石會(huì)降低灰熔化溫度，多數(shù)情況下，灰的固著強(qiáng)度降低，用常規(guī)的吹灰器比較容易清除”。芬蘭 Inkoo 電廠運(yùn)行 5000 小時(shí)，清除受熱面上的積灰，無(wú)需增設(shè)吹灰器，根據(jù)負(fù)荷可以調(diào)整吹灰次數(shù)，即可解決受熱面沾污積灰問(wèn)題，各極受熱面的傳熱特性不發(fā)生改變。國(guó)內(nèi)已開(kāi)發(fā)有專項(xiàng)評(píng)估方法，能為可行性研究和設(shè)計(jì)運(yùn)行提供具體數(shù)據(jù)。 噴鈣對(duì)受熱磨損的影響 14 石 灰石噴 入爐膛鍛煉反應(yīng)所生成的氧化鈣是帶有一定孔隙度的微團(tuán)，其硬度遠(yuǎn)低于粉煤灰，一部分氧化鈣硫化反應(yīng)后，孔隙和表面被生成的硫酸鈣填充和覆蓋，中位徑比飛灰略大一些，但硬度遠(yuǎn)低于飛灰，長(zhǎng)期運(yùn)行不會(huì)對(duì)受熱面有較嚴(yán)重磨損?！鞍宋濉眹娾}脫硫示范工程──貴州輪胎廠“＃ 4 爐自 1995 年 9 月脫硫裝置投運(yùn)后，幾次停爐檢查都未發(fā)現(xiàn)磨損問(wèn)題，可以說(shuō)，噴鈣后雖增加了飛灰量，但不加劇受熱面的磨損”。 脫硫設(shè)備投運(yùn)對(duì)爐內(nèi)燃燒工況、氣溫的影響 爐 內(nèi)噴鈣脫硫是選擇一個(gè)合適的溫度區(qū)間將石灰石粉噴入爐膛，石灰石粉在煙氣溫度低于 1200℃的區(qū)間噴入，鍛燒反應(yīng)生成的氧化鈣固硫活性最佳。這個(gè)溫度區(qū)對(duì)于大容量電站鍋爐來(lái)說(shuō)已接近爐膛出口，遠(yuǎn)離燃燒器區(qū)域，故脫硫設(shè)備投運(yùn)對(duì)爐內(nèi)燃燒工況沒(méi)有影響。 石 灰石粉的輸送介質(zhì)為空氣，脫硫設(shè)備投運(yùn)時(shí)相應(yīng)增加了爐風(fēng)量，在Ca/S＝ 時(shí)，其輸送風(fēng)量相當(dāng)于總?cè)紵L(fēng)量的 1~3%，（對(duì)大容量鍋爐為下限），不會(huì)造成爐膛出口煙氣溫度的變化，也不會(huì)對(duì)氣溫帶來(lái)影響。 對(duì) 于大中容量電站鍋爐（大于 100MW）來(lái)說(shuō)，石灰石粉鍛燒反應(yīng)最佳溫度區(qū)域位于上爐膛，爐膛上部受熱面設(shè)計(jì)布置可為石灰石鍛燒反應(yīng)留有一定時(shí)間，保證 鍛燒反應(yīng)和固硫反應(yīng)順利進(jìn)行，只要考慮到噴鈣帶來(lái)的影響并采取相應(yīng)措施，鍋爐完全可以安全穩(wěn)定運(yùn)行。 噴鈣后對(duì)爐內(nèi)灰分和靜電除塵器的影響 噴 鈣脫硫造成爐內(nèi)灰分增加，其主要來(lái)源是：吸著劑帶入的雜質(zhì)、碳酸鈣生成的氧化鈣以及固硫反應(yīng)后生成的硫酸鈣等。 經(jīng)估算，在 Ca/S=2 時(shí)，灰分增加：Δ A＝ Sar%。 影響電除塵器（ ESP）的主要因素有：煙氣量、粉塵比電阻、粉塵粒徑、氣流分布均勻性和煙氣含塵濃度等。噴鈣脫硫后影響 ESP 除塵效率的幾項(xiàng)因素是： ① 煙氣通過(guò)水合固硫反應(yīng)后，煙溫可降低約 100℃，煙氣體積減小，有利于提高除塵器效率；煙氣經(jīng)過(guò)增濕比電阻有所下降，有利于提高除塵器效率。 ② 噴鈣后飛灰與石灰石粉混合物的中位徑比飛灰略大一些，容易收集。 ③ 水合反應(yīng)器中煙氣速度較低，在該流動(dòng)空間中有 20%~30%的塵被除去，降低了 ESP 的灰負(fù)荷。 噴鈣脫硫?qū)﹀仩t運(yùn)行熱效率的影響 ① 電力部火電廠脫硫技術(shù)考察團(tuán)于 1989 年 8 月 ~9 月對(duì)美國(guó)、芬蘭的脫硫技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)考察。采用噴鈣脫硫的 Inkoo 電廠至 1989 年 9月累計(jì)運(yùn)行 5000 多小時(shí)表明：鍋爐 熱效率下降 %。國(guó)內(nèi)計(jì)算，對(duì)于 35t/h 爐最保守的估計(jì)也不超過(guò) ％。 ② 噴鈣脫硫成套技術(shù)攻關(guān)組在“七五”、“八五”研究過(guò)程中，分析影 15 響鍋爐熱效率的因素是： 噴射的鈣基吸著劑量過(guò)剩，導(dǎo)致吸著劑熱解吸熱，消耗爐內(nèi)熱量； 吸著劑的輸送介質(zhì)為冷空氣，相當(dāng)于增加鍋爐漏風(fēng)、排煙熱損失有所增加；但這兩種影響都很小。 二次污染 CaCO3 在爐內(nèi)分解成 CaO 和 CO2， CaO 在爐內(nèi)、尾部水合固硫器中與 SO2 反應(yīng)生成 CaSO42H2O，為中性物質(zhì)，不存在二次污染的問(wèn)題；剩余的 Ca（ OH） 2 在空 氣中的最終產(chǎn)物是 CaCO3，也是中性物質(zhì)，也不存在二次污染。因此，從環(huán)境角度上來(lái)說(shuō)，不存在二次污染。 脫硫設(shè)備投運(yùn)對(duì)鍋爐參數(shù)可能的影響 ① 噴鈣時(shí)，受熱面沾污，傳熱系數(shù)會(huì)有所下降，但由于鍋爐設(shè)計(jì)時(shí)都預(yù)留有受熱面，能保證足夠的吸熱量。 ② 噴鈣對(duì)過(guò)熱器吸收的熱量可能有所影響，通過(guò)調(diào)整噴水量大小，能保證過(guò)熱蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定。 ③ 大型電站鍋爐采用擋板調(diào)溫時(shí)，擋板調(diào)溫的幅度大，靈敏度高。合理調(diào)整擋板開(kāi)度，可調(diào)整再熱器與過(guò)熱器、再熱器冷段與熱段吸收熱量的比例。 脫硫裝置的可用率 ① 脫硫裝置與 鍋爐設(shè)備之間是相互獨(dú)立的兩套系統(tǒng)，脫硫裝置可解列，解列后鍋爐照常運(yùn)行。 ② 大部分脫硫設(shè)備使用的溫度區(qū)間較低，便于維護(hù)與檢修。送粉噴嘴在高溫區(qū)工作，其材料可用耐熱鋼或耐火材料，且有冷風(fēng)冷卻，故障時(shí)仍可即時(shí)更換。 ③ 噴鈣脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單，轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備只有風(fēng)機(jī)、水泵、壓縮機(jī)、埋刮板，這些產(chǎn)品都是定型產(chǎn)品，運(yùn)行可靠，事故率低。 石灰石粒度：粒徑 100μ m 的粉量占總粉量的 94％以上，其中 80％不大于 32μ m 的條件下： Ca/S＝ （摩爾比）時(shí)，系統(tǒng)脫硫效率≥ 85％ 系統(tǒng)的使用年限 ≥ 30 年 系 統(tǒng)的平均電負(fù)荷 800kW 或自交貨驗(yàn)收后一年計(jì)或自設(shè)備交貨后的兩年計(jì)，按以其中早到的時(shí)間計(jì)算，其保證期為 6500 運(yùn)行小時(shí) 。 保證期不包括按磨損件設(shè)計(jì)的正常零件的磨損。當(dāng)設(shè)備已按說(shuō)明書(shū)進(jìn)行過(guò)維護(hù)，其保證期仍為有效。 當(dāng)設(shè)備進(jìn)行過(guò)維修并且零件被更換過(guò)，則其保證期從維修后或從更 16 換后按上述的保證小時(shí)計(jì)算計(jì)。 SO2釋放量保證 SO2 的排放 所列出的 SO2排放量是以燃煤分析中含硫量（濕基）及 Ca/S 摩爾比 的前提下計(jì)算的。 例如： 煤中 硫 的含量 , % (濕 ) SO2 的釋放量 , mg/, 干煙氣 , O2=6% 454 783 上述數(shù)據(jù)是按保證為 80%脫硫效率計(jì)算。 圖 2: SO2 釋放量的保證值 SO2排放量，mg/nm3，干，O2=6%煤的含硫量，%（ 濕） 石灰石的質(zhì)量要求： : 顆粒度尺寸 : 80 % 40 ?m CaCO3的含量 : 92 % 最終的石灰石消耗量在實(shí)驗(yàn)后給出。計(jì)算以 92 % 的 CaCO3純凈度為準(zhǔn)。 爐膛中需具有一個(gè)開(kāi)孔區(qū)，該開(kāi)孔區(qū)能使吸收劑噴射進(jìn)入在 900～1200 oC 溫度區(qū)內(nèi)，并有足夠的滯留時(shí)間。 證 煙氣溫度 17 保證在 ESP 前的煙氣末端溫度為 70?C，該溫度高出了 SO3 和 水汽引起的酸露點(diǎn)，并高出水的露點(diǎn)溫度 15 oC 。因此由硫酸和水冷凝在過(guò)濾器和鋼制煙道中所引起的腐蝕不會(huì)比無(wú)脫硫裝置之前更為明顯。 除塵器前的灰塵密集度 保證的最大值為 77 g/Nm3。 壓力 損失 反應(yīng)器接觸面的進(jìn)口至 ESP 接觸面的進(jìn)口間的壓力損失保證不大于1 300 Pa. 系統(tǒng)參數(shù)要求 鍋爐 －蒸發(fā)量 400 t/h －年均運(yùn)作時(shí)間 8000 h － 負(fù)荷范圍 50～ 100 % of MCR －負(fù)荷的差異率 +/－ 5 %/min of MCR 燃燒的煤 －耗煤量 44 t/h（年平均值） －低位發(fā)熱值 MJ/kg －分析 (濕 %)（按原煤計(jì)） C： H： S： O： N： H2O： 灰份： 以上的煤質(zhì) (濕 )分析的百分比除含硫量外 ,其它可在 ?5 %范圍內(nèi)變動(dòng)。 煙氣中的 SO2 － 沒(méi)有 脫硫時(shí) 1800mg/Nm3 (估計(jì)最大值 ) －脫硫后煙氣 360 mg/Nm3 （最大），設(shè)計(jì)值 －脫硫后煙氣 454 mg/Nm3 （最大），保證值 － SO2的減少量，設(shè)計(jì)值 85% 設(shè)計(jì)值 － SO2的減少量，保證值 80% 保證值 進(jìn)入爐膛內(nèi)的石灰粉 －物料輸送速度 t/h (最大 ) －鈣與硫的摩爾比率 －純凈度 (CaCO3) 90 % 18 －顆粒粒度 40 ?m 80 % 進(jìn)入活化反應(yīng)器的煙氣 －進(jìn)入活化反應(yīng)器的煙氣溫度為 120140 186。C －未脫硫時(shí)的煙氣流量 (濕態(tài) )為 550 000 Nm3/h. －空氣預(yù)熱器之后的煙氣溫度為 140170 oC. 活化反應(yīng)器內(nèi)的增濕水 －最大補(bǔ)給量