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污水处理设备动态

循环流化床锅炉组合脱硫系统运行策略研究-污水处理站

信息来源:山东中科贝特环保装备股份有限公司 | 发布时间:2019年07月03日

北极星环保网讯:摘要:循环流化床锅炉相对传统的锅炉表现出一些优势:对燃料具有广泛的适应性,燃烧效率高,低NOx排放、高脱硫效率等环保性能,负荷调节范围大,快速变负荷能力等。本文根据循环流化床锅炉的运行控制实践,结合在运行过程中的运行控制策略,优化总结,针对循环流化床锅炉的运行做详细分析,并结合实践提出问题的实施解决方案,说明其运行控制策略。旨在有效提高锅炉效率,延长使用寿命,经济安全运行,从而达到预期目标。
关键词:循环流化床锅炉组合;脱硫系统;运行策略
1、前言
在电力行业迅速发展,测量方法与控制技术不断进步,但是环境污染严重的今天,循环流化床锅炉作为一种高效、清洁的燃烧技术,能够有效实现超低排放,保护生态环境,成为电力事业发展的一个方向。然而.循环流化床锅炉是一个大惯性、非线性、时变、多变量耦合的被控对象,同时脱硫效率收到各个方面因素的影响。因此需要对其脱硫过程和方法进行深入研究。
2、循环流化床锅炉脱硫机理
目前,火电机组循环流化床锅炉大致分为两部分:第一部分由炉膛、分离器、返料装置等组成,共同组成一个固体燃料循环外回路;第二部分是尾部对流烟道。设有过热器、再热器、省煤器、空气预热器等,这些都是火电机组的重要设备。循环流化床锅炉的最大优点在于可以燃烧各种类型的煤,包括褐煤、煤矸石、生物质燃料以及废物等。循环流化床锅炉具体工作过程如下:
首先,当煤与脱硫剂被送到锅炉炉膛后,炉膛内的大量惰性高温物料立马将煤与脱硫剂包围,并且着火燃烧,进而发生脱硫反应,同时,烟气流上升且向炉膛上部运动,通过热辐射、热传导、热对流等传热方式对水冷壁和炉内受热面放热。其中,燃烧所需要的一次风、二次风分别从炉膛底部和侧墙通过送/引风机送入。循环流化床锅炉的燃烧室以二次风口为界可以分为两个区域,二次风入口以下部分为大粒子还原气氛燃烧区域,二次风口以上为小粒子氧化气氛燃烧区域。
以煤矸石为例,在这个过程中,当炉膛的过量空气系数d≤1.0时,其中的可燃硫就能够被氧化成为SO2,如果氧量充分时,0.5%-2%的SO2会进一步被氧化成SO3。在这个过程中,SO2析出也是受床温、过量空气系数、停留时间的影响。试验表明,当循环流化床的床温较高时,SO2的析出率也会升高:过量空气系数α和一次风、二次风的比例决定了氧浓度。进而影响炉膛中各层含硫物质的分配;试验数据表明,当0.1mm以下的煤颗粒在静止床层中的析出率可以达到98%以上,需要180-200S的时间,同时随着颗粒粒径变大,时间也会延长。试验表明,煤矸石中含硫量越高,过量空气系数越大,则反应生成的S03也会越多。
3、循环流化床锅炉组合脱硫系统运行策略
3.1 配置模式
CFB锅炉炉内脱硫+炉后烟气CFB法两级脱硫主要有3种配置模式。
(1)CFB锅炉炉内脱硫+预除尘+炉后烟气CFB法脱硫(加石灰)。已在同煤电厂二期工程2×330 MW机组亚临界CFB锅炉中应用,燃用大同原煤及中煤与矸石混煤,采用“一炉一塔”系统配置,机组已通过168 h试运。其流程为:CFB锅炉→一级电除尘器(除尘效率80%)→烟气CFB脱硫塔→脱硫低压回转脉冲布袋除尘器→引风机→烟囱。设计煤种及校核煤种的折算硫份分别为0.02,0.055%/MJ。
(2)CFB锅炉炉内脱硫+炉后烟气CFB法脱硫(加石灰)。已在华能白山煤矸石电厂新建工程2×330 MW直接空冷机组CFB锅炉中应用,燃用洗选煤矸、洗中煤、煤泥按不同比例掺配的混煤。其流程为:CFB锅炉→烟气CFB脱硫塔→脱硫低压回转脉冲布袋除尘器→引风机→烟囱。燃烧设计煤种及校核煤种,锅炉最大连续出力(boiler nlaxinlunl continuousrating,BMCR)工况,在炉内脱硫效率为60%基础上炉后脱硫设计效率不低于90%。设计煤种及校核煤种的折算硫份均为0.04%/MJ。吉林省电力科学研究院有限公司对于白山电厂2号机组脱硫设施评估结论为:2号机组脱硫设施所采用的CFB锅炉炉内喷钙脱硫结合炉后烟气CFB半干法脱硫工艺,能够满足日常脱硫设施稳定运行的要求。电厂2号机组脱硫设施试验期间(2013年3月27日-月02日)实测2号机组一级、二级脱硫装置脱硫效率分别为75.04%、92.26%(达到设计值要求),二级脱硫效率修正到设计工况下为89.11%;2号机组二级脱硫设施出口SO2平均排放浓度为20.55 mg/m3,达到设计值及排放标准(≤400mg/m3)的要求。
(3)CFB锅炉炉内脱硫+炉后烟气CFB法脱硫(不加石灰)。此方式即采用CFB锅炉炉内脱硫+炉后烟气CFB法脱硫的两级脱硫方式,完全利用CFB锅炉炉内脱硫后的剩余石灰,即炉后烟气CFB法脱硫不加石灰而达到预期的脱硫效率。目前国内电厂系统设置暂无此种模式,只是在模式(2)的基础上,运行过程中按实际情况少投石灰或不投石灰。
3.2脱硫方案