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國(guó)內(nèi)外已開發(fā)出數(shù)百種煙氣脫硫技術(shù)，其中石灰石一石膏濕法脫硫已經(jīng)成為中國(guó)燃煤電廠煙氣脫硫的首選工藝，該工藝投資大，運(yùn)行成本高，不適宜資源綜合利用小型熱電廠應(yīng)用。屯煤矸石熱電廠高倍率循環(huán)流化床鍋爐比較適宜采用爐內(nèi)燃燒脫硫的技術(shù)工藝。

1 方案簡(jiǎn)介

1．1 主要參數(shù)

(1)燃料：煤矸石(沸騰煤)(2)含硫量：≤0．58％(3)燃料用量：18t／h(4)CaO含量：>50％(5)石灰石的粒度：≤2ram(6)石灰石水分：<4％(7)鍋爐爐膛溫度：850～900℃(8)鈣硫比(Ca／S)：2．0～2．5

1．2 工藝設(shè)計(jì)

煤礦矸石熱電廠是綜合利用煤矸石、熱電聯(lián)產(chǎn)的電廠，總裝機(jī)容量3x6MW，鍋爐為近兩年改造的哈爾濱鍋爐廠生產(chǎn)的HG一40／3．82一LMG18型循環(huán)流化床鍋爐；燃料為低位發(fā)熱量11286～12122Mj／kg的煤矸石， 燃料硫分為0．58％ 。

針對(duì)某能源分公司現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，將燃料與石灰石在5號(hào)皮帶輸送機(jī)混合后加入爐前倉(cāng)，由給煤機(jī)給人爐內(nèi)燃燒、脫硫。
1．3 設(shè)備選型

(1)石灰石料倉(cāng)為方便給料并盡量減少上料的次數(shù)，石灰石料倉(cāng)的總高度為2400ram(距地面標(biāo)高為3100mm)，具體尺寸為3500mm~3500mm~2400mm，形狀為錐形，88側(cè)面板的垂直角度為32。，下料口內(nèi)尺寸為386mm~386mm。

(2)振動(dòng)器

為防止石灰石下料不暢，在石灰石料倉(cāng)側(cè)壁上安裝一臺(tái)倉(cāng)壁振動(dòng)器，可在就地和控制室進(jìn)行控制。

(3)監(jiān)視器

在石灰石料倉(cāng)頂部、上料皮帶上部及5號(hào)皮帶上方各裝設(shè)一臺(tái)監(jiān)視攝像頭，可在控制室通過(guò)工業(yè)電視監(jiān)視器來(lái)監(jiān)視料倉(cāng)的物料和皮帶的上料。

(4)螺旋給料機(jī)

采用變頻控制的~150mm的螺旋給料機(jī)，密封性能好，下料均勻，可根據(jù)給煤量來(lái)調(diào)整螺旋給料機(jī)的轉(zhuǎn)速，使給煤量和石灰石量滿足Ca／S比要求。

(5)石灰石皮帶輸送機(jī)

選用400mm的帶寬，為能獲得較好的配比，皮帶帶速恒定在0．5m／s。

(6)電子皮帶秤

選用ICS一17A型電子皮帶秤，秤架上放置二組托輥，采用二只拉式傳感器及一對(duì)耳軸。配2000型稱重儀表。顯示石灰石的瞬時(shí)流量和累積流量。

(7)配煤控制系統(tǒng)

本套配煤系統(tǒng)采用變頻器和PLC控制。主要由PLC工控臺(tái)，CRT顯示器、變頻器、燃料皮帶秤、石灰石皮帶秤等組成。
石灰石的給料量可以根據(jù)燃料輸送量進(jìn)行控制和自動(dòng)調(diào)節(jié)。根據(jù)設(shè)定的燃料的應(yīng)用基硫分、給定鈣硫比、石灰石純度等參數(shù)，PLC通過(guò)配料皮帶秤檢測(cè)到的燃料量，自動(dòng)計(jì)算出石灰石的添加量，并與皮帶秤檢測(cè)到的石灰石量相比較，用變頻器來(lái)控制螺旋給料機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度，從而來(lái)控制石灰石的給料量。

本項(xiàng)目采用全自動(dòng)控制和手動(dòng)控制2種方式，既提高了配煤系統(tǒng)自動(dòng)化程度和先進(jìn)性，又方便了日常生產(chǎn)過(guò)程中檢修、調(diào)試，安全可靠。

在CRT上設(shè)計(jì)了整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的組態(tài)畫面，通過(guò)組態(tài)畫面可以了解配煤系統(tǒng)中各種動(dòng)力設(shè)備的參數(shù)和狀態(tài)；運(yùn)用軟件中設(shè)計(jì)的計(jì)算公式，可方便調(diào)整石灰石的輸送量，保證脫硫裝置達(dá)到脫硫的設(shè)計(jì)要求。

2 運(yùn)行及測(cè)試情況

2．1 運(yùn)行調(diào)試

2005年7月7日開始對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)行調(diào)試，測(cè)試了各種工況二氧化硫的排放情況。

2．1．1 測(cè)試工況

(1)不加固硫劑，鍋爐沸中溫度為900~C時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行2h以上，測(cè)一組數(shù)據(jù)；

(2)不加固硫劑，鍋爐沸中溫度為880℃時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行2h以上，測(cè)一組數(shù)據(jù)；

(3)固硫劑與燃料按比例充分混合后進(jìn)行燃燒，石灰石添加量為燃料的5％，即鈣硫比為2．5，鍋爐沸中溫度為900℃時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行2h以上，測(cè)一組數(shù)據(jù)。

(4)固硫劑與燃料按比例充分混合后進(jìn)行燃燒，鈣硫比為2．5，鍋爐沸中溫度為800℃時(shí)，穩(wěn)定運(yùn)行2h以上，測(cè)一組數(shù)據(jù)。在各工況下，鍋爐的主要參數(shù)波動(dòng)允許值按以下標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行：

蒸發(fā)量D(t／h)：±10％；蒸汽壓力P(MPa)：±4％；蒸汽溫度t(oC)：+10，一20；煙氣含氧量：±1％
3 效益分析

3．1 社會(huì)效益分析

(1)隨著全社會(huì)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，各級(jí)政府環(huán)境監(jiān)管力度的不斷加大，s0 達(dá)標(biāo)排放勢(shì)在必行，筆者為循環(huán)流化床鍋爐找到了低成本、高效、穩(wěn)定的脫硫技術(shù)；由于運(yùn)行成本較低，可以長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，有望實(shí)現(xiàn)s0 長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，大幅度降低s0 排放量。根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)情況，按照2．5左右的鈣硫比長(zhǎng)期運(yùn)行，s0 排放量可以削減80％以上。

(2)循環(huán)流化床鍋爐作為一種潔凈燃燒技術(shù)，具有強(qiáng)勁的發(fā)展勢(shì)頭，根據(jù)中國(guó)電力聯(lián)合會(huì)的統(tǒng)計(jì)，目前在運(yùn)行的循環(huán)流化床鍋爐超過(guò)2000臺(tái)，每年還在快速增長(zhǎng)，筆者所述配煤脫硫技術(shù)工藝具有良好的推廣前景。

3．2 經(jīng)濟(jì)效益分析

某能源分公司循環(huán)流化床鍋爐配煤爐內(nèi)脫硫項(xiàng)目實(shí)施后，有效地降低了二氧化硫的排放量，按照濟(jì)寧市環(huán)境監(jiān)測(cè)站的測(cè)試(鈣硫比為2時(shí))，煙氣中的二氧化硫的排放濃度由1 lOOmg／m ，降為322mg／m 左右，減少排放二氧化硫779t／a，按0．63元／kg計(jì)算，應(yīng)減少排污費(fèi)49．1萬(wàn)元／a?？蹨p脫硫設(shè)施的運(yùn)行費(fèi)用(包括固硫劑費(fèi)用等)，應(yīng)減少排污費(fèi)近10萬(wàn)元／a。

4 結(jié)語(yǔ)

從配煤脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行、測(cè)試情況可以看出，在Ca／S摩爾比為2．5、鍋爐溫度不大于900℃時(shí)，脫硫效率都在80％以上，與獨(dú)立式氣力輸送石灰石給料系統(tǒng)相比，存在調(diào)節(jié)滯后比較大的問(wèn)題(對(duì)于燃料供應(yīng)較穩(wěn)定的電廠，該問(wèn)題對(duì)脫硫影響很小)，脫硫效率也可能稍微低一些，但是面對(duì)我國(guó)的國(guó)情，進(jìn)行綜合分析，配脫硫系統(tǒng)具有較大的優(yōu)越性。

4．1 投資省

尾部煙氣脫硫系統(tǒng)投資太高，這里不再進(jìn)行比較。與獨(dú)立式石灰石氣力輸送給料系統(tǒng)相比：上述配煤脫硫系統(tǒng)投資不足30萬(wàn)元，即使較大規(guī)模的配備循環(huán)流化床鍋爐的電廠，采用該方式向燃料系統(tǒng)配人石灰石脫硫劑，其投入也不會(huì)有太大增加。而采用獨(dú)立式氣力輸送石灰石給料系統(tǒng)，其投資至少應(yīng)在200萬(wàn)元以上。

4．2 系統(tǒng)簡(jiǎn)單

通過(guò)系統(tǒng)對(duì)比可以看出，配煤脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單，可靠性高，維護(hù)量小，運(yùn)行費(fèi)用低。

4．3 脫硫劑成本低

爐內(nèi)噴鈣所使用的石灰石粒度小于lmm，通常為100—500~m，加工費(fèi)用較高，本地價(jià)格為120元／h左右，而某能源分公司配煤脫硫系統(tǒng)所采用的粒徑不大于2ram的石灰石價(jià)格為40元／h左右，運(yùn)行成本差別較大。

4．4 有利于循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行

燃用高發(fā)熱量、低灰分燃料的循環(huán)流化床鍋爐，往往因?yàn)檠h(huán)物料量不足而難以穩(wěn)定運(yùn)行，通常需要加入一些灰渣、沙子或其他一些惰性物料以增加循環(huán)物料數(shù)量。由此可見，采用配煤脫硫系統(tǒng)加入較大顆粒石灰石，可以大大改善循環(huán)物料的顆粒分布，有利于循環(huán)物料的形成，提高循環(huán)流化床鍋爐負(fù)荷的可調(diào)性。

4．5 適用性好

循環(huán)流化床鍋爐具有效率高、燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活、環(huán)保性能好等優(yōu)點(diǎn)，技術(shù)日趨成熟，近年來(lái)發(fā)展非常迅速。但是在脫硫方面的工作還做得遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在已投運(yùn)的鍋爐中，真正投入石灰石脫硫系統(tǒng)并正常運(yùn)行的并不多見，其主要原因是與企業(yè)利益攸關(guān)，較大的投入和較高的運(yùn)行成本使得電廠不堪重負(fù)，許多企業(yè)消極對(duì)待，經(jīng)常停用脫硫設(shè)施。采用配煤脫硫系統(tǒng)投資、運(yùn)行費(fèi)用很低，比較適用于目前中國(guó)同類型電廠脫硫長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的需要。

 

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