CFB 鍋爐兩級(jí)脫硫系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)

談琪英，彭 方，彭紅文，湯曉舒

(華北電力設(shè)計(jì)院工程有限公司，北京市100120)

0 引 言

目前，循環(huán)流化床(circulating fluidized bed，CFB)鍋爐技術(shù)被廣泛用于燃煤發(fā)電，已發(fā)展成為最具實(shí)用化的潔凈煤燃燒技術(shù)之一，正向大型化的方向迅速發(fā)展［1-2］。300 MW CFB 鍋爐機(jī)組已有多臺(tái)投產(chǎn)運(yùn)行，從已投運(yùn)的300 MW CFB 鍋爐環(huán)保指標(biāo)分析，SO2排放濃度為200 ～487 mg/m3，大部分機(jī)組尚不能滿足GB 13223—2011《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的SO2控制要求。

研究人員從CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫、爐后煙氣CFB法脫硫或爐后石灰石－石膏濕法脫硫這3個(gè)方向，提出提高火電廠脫硫效率的方法［3-11］。針對(duì)CFB 鍋爐，本文提出采用爐內(nèi)+爐后兩級(jí)脫硫，結(jié)合實(shí)際工程，得出最佳的爐后脫硫配置方式及爐內(nèi)、爐后最佳匹配關(guān)系，以提高系統(tǒng)整體脫硫效率及運(yùn)行效益。

1 CFB 鍋爐兩級(jí)脫硫

CFB 鍋爐的脫硫是通過在燃燒室中加入脫硫劑來實(shí)現(xiàn)的，最常用的脫硫劑是鈣基脫硫劑，如石灰石(CaCO3)、白云石(CaCO3、MgCO3)。一定粒度分布的石灰石送入爐膛，在床溫超過其煅燒平衡溫度時(shí)，將發(fā)生煅燒分解反應(yīng)產(chǎn)生多孔疏松的CaO。煤中的硫份在爐膛內(nèi)燃燒生成SO2及其他的一些硫化物，SO2擴(kuò)散到CaO 的表面和內(nèi)孔，在有O2參與的情況下，CaO 吸收SO2并生成CaSO4。CaSO4隨灰渣以固態(tài)形式排放，從而減少煙氣中SO2對(duì)大氣環(huán)境的危害，達(dá)到脫硫的目的。影響CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫效率的因素很多，脫硫劑特性、Ca/S 摩爾比、流化速度、石灰石粒度、床溫等諸多條件變化都會(huì)導(dǎo)致脫硫效率的不同。床溫、Ca/S 摩爾比對(duì)脫硫效率有更加明顯的影響。

結(jié)合CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫的特點(diǎn)，煤質(zhì)情況及環(huán)保排放要求需采用兩級(jí)脫硫時(shí)，重點(diǎn)推薦爐后脫硫采用石灰石－石膏濕法脫硫或煙氣CFB 法脫硫。石灰石－石膏濕法脫硫工藝采用石灰石作脫硫吸收劑。該工藝技術(shù)成熟，運(yùn)行可靠，適用范圍廣泛，單塔處理煙氣量大(可配百萬kW 機(jī)組)，脫硫效率高，可達(dá)到95%以上。吸收劑來源豐富、易采購(gòu)，價(jià)格便宜;脫硫副產(chǎn)物應(yīng)用廣泛。但其投資較高，電耗偏大，相關(guān)實(shí)施需按防腐設(shè)計(jì)，有少量廢水，需處理后綜合利用或排放。爐后煙氣CFB 脫硫工藝的吸收劑在反應(yīng)器中流化，強(qiáng)化了與SO2的反應(yīng)，吸收劑多次循環(huán)利用，大大提高了反應(yīng)區(qū)的鈣硫比，從而大大提高了吸收劑的利用率和脫硫效率，其脫硫效率可90%，甚至更高。該工藝技術(shù)比較成熟，系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資較少，無廢水排放，運(yùn)行簡(jiǎn)單;對(duì)吸收塔及其下游的設(shè)備、煙道和煙囪無須作防腐處理;占地少，布置靈活。但脫硫吸收劑石灰(CaO)價(jià)格較石灰石(CaCO3)貴，品質(zhì)要求高，脫硫副產(chǎn)物利用相對(duì)有難度。

2 CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫方案

2.1 配置模式

CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫主要有3 種配置模式。

(1)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+預(yù)除塵+爐后煙氣CFB法脫硫(加石灰)。已在同煤電廠二期工程2 ×330 MW機(jī)組亞臨界CFB 鍋爐中應(yīng)用，燃用大同原煤及中煤與矸石混煤，采用“一爐一塔”系統(tǒng)配置，機(jī)組已通過168 h 試運(yùn)。其流程為:CFB 鍋爐→一級(jí)電除塵器(除塵效率80%)→煙氣CFB 脫硫塔→脫硫低壓回轉(zhuǎn)脈沖布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪。設(shè)計(jì)煤種及校核煤種的折算硫份分別為0.02，0.055 %/MJ。

(2)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法脫硫(加石灰)。已在華能白山煤矸石電廠新建工程2 ×330 MW直接空冷機(jī)組CFB 鍋爐中應(yīng)用，燃用洗選煤矸、洗中煤、煤泥按不同比例摻配的混煤。其流程為:CFB 鍋爐→煙氣CFB 脫硫塔→脫硫低壓回轉(zhuǎn)脈沖布袋除塵器→引風(fēng)機(jī)→煙囪。燃燒設(shè)計(jì)煤種及校核煤種，鍋爐最大連續(xù)出力(boiler maximum continuous rating，BMCR)工況，在爐內(nèi)脫硫效率為60%基礎(chǔ)上爐后脫硫設(shè)計(jì)效率不低于90%。設(shè)計(jì)煤種及校核煤種的折算硫份均為0.04 % /MJ。吉林省電力科學(xué)研究院有限公司對(duì)于白山電廠2 號(hào)機(jī)組脫硫設(shè)施評(píng)估結(jié)論為:2 號(hào)機(jī)組脫硫設(shè)施所采用的CFB 鍋爐爐內(nèi)噴鈣脫硫結(jié)合爐后煙氣CFB 半干法脫硫工藝，能夠滿足日常脫硫設(shè)施穩(wěn)定運(yùn)行的要求。電廠2 號(hào)機(jī)組脫硫設(shè)施試驗(yàn)期間(2013年3月27 日—4月02 日)實(shí)測(cè)2 號(hào)機(jī)組一級(jí)、二級(jí)脫硫裝置脫硫效率分別為75.04%、92.26%(達(dá)到設(shè)計(jì)值要求)，二級(jí)脫硫效率修正到設(shè)計(jì)工況下為89.11%;2 號(hào)機(jī)組二級(jí)脫硫設(shè)施出口SO2平均排放濃度為20.55 mg/m3，達(dá)到設(shè)計(jì)值及排放標(biāo)準(zhǔn)(≤400 mg/m3)的要求。

(3)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法脫硫(不加石灰)。此方式即采用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法脫硫的兩級(jí)脫硫方式，完全利用CFB鍋爐爐內(nèi)脫硫后的剩余石灰，即爐后煙氣CFB 法脫硫不加石灰而達(dá)到預(yù)期的脫硫效率。目前國(guó)內(nèi)電廠系統(tǒng)設(shè)置暫無此種模式，只是在模式(2)的基礎(chǔ)上，運(yùn)行過程中按實(shí)際情況少投石灰或不投石灰。

2.2 脫硫方案

采用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法脫硫的兩級(jí)脫硫方式，在煙氣CFB 法脫硫塔前加裝預(yù)除塵器，爐后煙氣CFB 法脫硫設(shè)石灰系統(tǒng)。爐內(nèi)脫硫劑采用外購(gòu)的粒徑小于1 mm 石灰石，用空氣送入爐膛。爐后煙氣CFB 法脫硫主要工藝系統(tǒng)有:煙氣系統(tǒng)、吸收塔系統(tǒng)、布袋除塵器系統(tǒng)、石灰干式消化系統(tǒng)、物料再循環(huán)系統(tǒng)、工藝水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)等，系統(tǒng)布置如圖1 所示。設(shè)計(jì)煤種及校核煤種的折算硫份分別為0.02 % /MJ、0.055 % /MJ。設(shè)計(jì)爐內(nèi)脫硫效率按80%，爐后脫硫率≥90%(設(shè)計(jì)效率大于92%)，且凈煙氣中SO2濃度≤100 mg/m3(標(biāo)態(tài)，干基，6%氧量)，粉塵排放濃度低于30 mg/m3，設(shè)備可用率≥95%。

2.3 影響CFB 鍋爐內(nèi)脫硫效率的因素

CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫，是將噴入爐膛的CaCO3高溫煅燒分解成CaO，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，從而達(dá)到脫硫的目的。爐內(nèi)脫硫效率與爐內(nèi)溫度、Ca/S 摩爾比，石灰石反應(yīng)活性、爐內(nèi)停留時(shí)間、石灰石和煤粒度等有關(guān)。為了便于分析，選取某330 MW 機(jī)組為研究對(duì)象(簡(jiǎn)稱A 工程。)，該機(jī)組采用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+ 爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫方案。

2.3.1 鈣硫比

確定鍋爐脫硫率后，根據(jù)燃煤的品質(zhì)、石灰石的活性以及燃料灰的自脫硫特性確定鍋爐添加石灰石的Ca/S 摩爾比。Ca/S 摩爾比與CFB 鍋爐脫硫效率的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1 所示。

2.3.2 鍋爐床溫

圖1 CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫方案的煙氣系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig.1 Flue gas system structure of two-stage desulfurzations system including furnace desulfurization and flue gas desulfurization at CFB boils

表1 采用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫方案的某330 MW 機(jī)組的設(shè)計(jì)Ca/S 摩爾比與脫硫效率的對(duì)應(yīng)關(guān)系Tab.1 Relationship between designed Ca/S molar ratio and desulfuriztion efficiency in a 330 MW unit with two-stage desulfurzations system including furnace desulfurization and flue gas desulfurization

運(yùn)行床溫在860 ℃時(shí)脫硫效果較好。運(yùn)行床溫為860 ～870 ℃、Ca/S 摩爾比為1.5 ～2.1 時(shí)，系統(tǒng)的脫硫率可達(dá)到70% ～95%;運(yùn)行床溫在900 ℃以上，要達(dá)到同樣的脫硫率，Ca/S 摩爾比則要達(dá)到2.5 以上;運(yùn)行床溫小于800 ℃，石灰石煅燒不好;運(yùn)行床溫大于900 ℃，CaO 活性差。

2.3.3 Ca/S 比對(duì)SO2排放指標(biāo)及對(duì)成本的影響

隨著Ca/S 摩爾比增大，石灰石系統(tǒng)容量增大，帶來工程項(xiàng)目基建投資的增加;隨著Ca/S 摩爾比增大，為保證脫硫效果，添加的石灰石量將增加，帶來運(yùn)行成本的增加。結(jié)合A 工程的設(shè)計(jì)床溫(910 ℃)及鍋爐技術(shù)協(xié)議對(duì)SO2排放值的要求，A 工程爐內(nèi)脫硫最佳Ca/S 摩爾比為1.5，此時(shí)對(duì)應(yīng)的鍋爐排放值為200 mg/m3，脫硫效率約為80%。

2.3.4 石灰石品質(zhì)對(duì)SO2排放指標(biāo)的影響

石灰石品質(zhì)對(duì)SO2排放指標(biāo)的影響十分敏感。不同品種的石灰石反應(yīng)性能差異很大，具有不同的CaCO3含量、晶體結(jié)構(gòu)和孔隙特性，從而影響脫硫性能。一般，應(yīng)對(duì)石灰石做熱重分析，測(cè)定其反應(yīng)率指標(biāo)，從而準(zhǔn)確推算Ca/S 摩爾比，工程設(shè)計(jì)中選擇脫硫劑品種時(shí)除考慮其化學(xué)成分外，更重要的是反應(yīng)率指標(biāo)。反應(yīng)率指標(biāo)通常指的就是石灰石的活性，此值一般由業(yè)主根據(jù)石灰石來源提供，A 工程設(shè)計(jì)明確按中等以上活性考慮。

2.3.5 石灰石入爐粒度及加入方式對(duì)SO2排放指標(biāo)的影響

脫硫劑的粒徑分布對(duì)脫硫率有較大影響。一次反應(yīng)條件下，采用較小的脫硫劑粒度，得到的脫硫效果較好。脫硫溫度可以相對(duì)稍高，燃燒更完全，脫硫率也相對(duì)提高。且減小石灰石顆粒的尺寸能增加其表面積，從而提高反應(yīng)面積。但若脫硫劑的粒度過小，不能參與CFB 灰循環(huán)，會(huì)增加其以飛灰形式的逃逸量，降低脫硫劑利用率，從而引起脫硫率的下降，一般脫硫劑的平均粒徑不宜小于100 μm。最佳的脫硫劑粒度與CFB 鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，既要提高一次反應(yīng)率，又要利用CFB 的循環(huán)特性。CFB 鍋爐石灰石粒徑一般采用0 ～2 mm，平均為100 ～500 μm。石灰石的添加入爐點(diǎn)對(duì)脫硫效率也略有影響，一般情況下，從回料器回料腿上給料會(huì)增加擾動(dòng)，充分預(yù)熱，而且給料相對(duì)更均勻。A 工程的石灰石粉入爐方式采用石灰石氣力輸送至鍋爐爐前4 點(diǎn)用風(fēng)送入，石灰石粉的分布基本均勻。

2.3.6 分離器分離效率(臨界粒徑)對(duì)灰、渣份額及灰中CaO 含量的影響

分離器的效率具體體現(xiàn)在其對(duì)d99 和d50 粒子的分離能力上，前者影響循環(huán)灰量和灰濃度，進(jìn)而影響傳熱效率和床溫均勻性;后者則直接與飛灰含碳量和石灰石利用率息息相關(guān)，進(jìn)而影響燃燒效率和脫硫效率。較高的分離效率可使更多灰粒子被分離器捕捉下料參與再次循環(huán)燃燒，減少飛灰含碳量，降低灰渣損失;減少尾部受熱面積灰、磨損，降低鍋爐排煙溫度，有利于提高鍋爐經(jīng)濟(jì)性、可靠性。

2.3.7 CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫效率達(dá)到80% ～90%甚至更高應(yīng)具備的條件

選用高活性的石灰石，采用合適的Ca/S 摩爾比，優(yōu)化入爐石灰石粒度及加入方式，確定合適的床溫，配用合適的分離效率的分離器。

3 CFB 鍋爐+爐后石灰石－石膏濕法煙氣脫硫方案

3.1 配置模式

CFB 鍋爐爐后設(shè)石灰石－石膏濕法煙氣脫硫配置模式有2 種:(1)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后石灰石－石膏濕法煙氣脫硫，如京能朔州右玉發(fā)電廠工程;(2)CFB 鍋爐爐內(nèi)不脫硫，僅爐后石灰石－石膏濕法煙氣脫硫，如神華煤炭伴生資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)項(xiàng)目電廠工程。CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可考慮增加爐后脫硫。若爐內(nèi)不脫硫，僅爐后一級(jí)石灰石－石膏濕法脫硫滿足環(huán)保排放要求時(shí)，有利于灰渣的綜合利用，有利于提高靜電除塵器的除塵效率，有利于降低投資和運(yùn)行費(fèi)用。

3.2 脫硫方案

某330 MW 工程采用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后石灰石－石膏濕法煙氣脫硫的兩級(jí)脫硫方案。爐內(nèi)脫硫石灰石按混入燃煤中與燃煤一起進(jìn)入爐內(nèi)的方案實(shí)施。爐后石灰石－石膏濕法脫硫系統(tǒng)采用工程總承包(engineering procurement construction，EPC)方式建造。設(shè)計(jì)煤種及校核煤種的折算硫份分別為0.16 % /MJ、0.19 % /MJ。石灰石－石膏濕法脫硫工藝采用“一爐一塔”設(shè)計(jì)，全部煙氣參加脫硫。整套裝置在鍋爐燃用設(shè)計(jì)煤質(zhì)、BMCR 工況條件下，在驗(yàn)收試驗(yàn)期間(連續(xù)運(yùn)行14 天)脫硫效率≥95%。

根據(jù)工程設(shè)計(jì)及工程運(yùn)行情況，電廠進(jìn)行了脫硫試驗(yàn)及運(yùn)行摸索，最終確定CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后石灰石－石膏濕法脫硫的匹配關(guān)系。從電廠燃用煤質(zhì)分析資料來看，燃煤的收到基含硫量1.6% ～2.5%，平均約2%，電廠運(yùn)行時(shí)，根據(jù)煤質(zhì)含硫量情況，一般控制爐后石灰石－石膏濕法脫硫前SO2濃度為1 500 ～2 000 mg/m3，對(duì)應(yīng)爐內(nèi)脫硫效率一般為70% ～85%(實(shí)際爐內(nèi)脫硫可達(dá)90%以上)，此時(shí)漿液循環(huán)泵“兩運(yùn)一備”，節(jié)省廠用電。若煤質(zhì)含硫量增加，則3 臺(tái)漿液循環(huán)泵運(yùn)行，滿足煙囪出口SO2排放濃度的要求。

4 CFB 鍋爐兩級(jí)脫硫系統(tǒng)分析及系統(tǒng)配置建議

4.1 技術(shù)性能分析

4.1.1 石灰石－石膏濕法脫硫工藝

按爐內(nèi)脫硫效率80%、爐后濕法脫硫效率97.5%計(jì)(實(shí)際設(shè)計(jì)脫硫效率95%以上)，該工藝綜合脫硫效率可高達(dá)99.5%。此技術(shù)成熟于20世紀(jì)70年代中期，不受煤種限制，不受機(jī)組規(guī)模限制。相對(duì)于煙氣CFB 法脫硫，該工藝系統(tǒng)復(fù)雜，占地面積大。吸收劑為CaCO3，品質(zhì)要求為CaCO3含量≥90%，MgO 含量＜2%，細(xì)度250 ～325 目90%過篩率，鈣硫比約1.05。耗電量相對(duì)較高，耗水量較高，采用煙氣余熱利用裝置后可適當(dāng)降低水耗。SO3幾乎無法脫除，因?yàn)镾O3以氣溶膠的形式存在，跟隨性較好，將繞過噴淋層液滴直接進(jìn)入煙囪，排放到大氣中。反應(yīng)器出口煙氣溫度約50 ℃，需考慮系統(tǒng)中的腐蝕問題。需要按“濕煙囪”設(shè)計(jì)，煙囪內(nèi)部需進(jìn)行防腐處理。系統(tǒng)產(chǎn)生一定量的廢水，需進(jìn)行廢水處理。副產(chǎn)物以CaSO4·2H2O 為主，含量在90% 左右?？勺魉嗑從齽┗蚴嘀破罚C合利用的收益相對(duì)較好。

4.1.2 煙氣CFB 法脫硫工藝

按爐內(nèi)脫硫效率80%，爐后脫硫效率90%計(jì)(實(shí)際設(shè)計(jì)脫硫效率90%以上)，該工藝綜合脫硫效率為98%。此技術(shù)20世紀(jì)70年代研制、成熟于20世紀(jì)90年代末，不受煤種限制，基本不受機(jī)組規(guī)模限制。系統(tǒng)簡(jiǎn)單，占地面積小。吸收劑為CaO 或CaCO3 經(jīng)CFB 鍋爐爐煅燒后進(jìn)入脫硫裝置，品質(zhì)要求為CaO≥85%，t60≤4 min(注:t60表示石灰加水后升溫至60 ℃所需時(shí)間)，粒徑≤1 mm。爐內(nèi)石灰石鈣硫比約2，爐后CaO 約1.3。吸收劑可與爐內(nèi)脫硫配合使用。CFB 鍋爐可不設(shè)靜電預(yù)除塵器，相對(duì)耗電量較低，但在鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，由于需煙氣再循環(huán)，故耗電量減少有限。耗水量約為濕法脫硫的70%。由于脫硫塔內(nèi)激烈湍動(dòng)的，具有巨大表面積的顆粒，有著很強(qiáng)的吸附作用，可有效脫除SO3。反應(yīng)器出口煙氣溫度約72 ℃。整個(gè)系統(tǒng)均為干態(tài)，無需防腐措施，無需廢水處理。對(duì)煙囪沒有特殊要求。副產(chǎn)物是一種干態(tài)的混合物，包含飛灰及硝石灰反應(yīng)后產(chǎn)生的各種鈣基化合物，主要成分為CaSO4·1/2H2O、CaSO3·1/2H2O、少量未完全反應(yīng)的吸收劑Ca(OH)2及雜質(zhì)等?？梢杂脕砘靥?、筑路，制作垃圾場(chǎng)防滲層材料、防噪隔音墻、免燒磚、海涂圍墾材料、水泥混合材等。

4.2 經(jīng)濟(jì)性對(duì)比

4.2.1 石灰石－石膏濕法脫硫工藝

投資費(fèi)用:根據(jù)環(huán)保要求設(shè)置，濕法脫硫工藝可采用靜電除塵器、電袋除塵器或布袋除塵器;相應(yīng)配置氣力輸送系統(tǒng);脫硫系統(tǒng)復(fù)雜，防腐要求高，投資相對(duì)較高;有廢水處理系統(tǒng);按濕煙囪選擇煙囪內(nèi)徑并考慮防腐，投資較高;以2 ×300 MW 機(jī)組為例，整個(gè)工程靜態(tài)總投資估算(按總承包方式)，折合330元/(kW·h)(含脫硫塔前的除塵器及煙囪防腐費(fèi)用)。

運(yùn)行費(fèi)用:電耗費(fèi)用較高，水耗費(fèi)用較高，脫硫劑消耗費(fèi)用較低;運(yùn)行費(fèi)用與煤質(zhì)和系統(tǒng)配置有關(guān)，需根據(jù)不同的工程條件核算。

檢修維護(hù)費(fèi)用:系統(tǒng)復(fù)雜，檢修維護(hù)費(fèi)用較高，以2 ×300 MW機(jī)組為例，年維護(hù)費(fèi)用約350萬元。

4.2.2 煙氣CFB 法脫硫工藝

投資費(fèi)用:CFB 鍋爐出口無須配預(yù)電除塵器，脫硫除塵器大多采用布袋除塵器;相應(yīng)配置氣力輸送系統(tǒng)，一般其費(fèi)用含于脫硫系統(tǒng)投資費(fèi)用中;脫硫系統(tǒng)簡(jiǎn)單，投資相對(duì)較低;無廢水處理系統(tǒng);煙囪不需按濕煙囪考慮，投資較低;以2 ×300 MW 機(jī)組為例，整個(gè)工程靜態(tài)總投資估算(按總承包方式)，折合260元/(kW·h)(含脫硫塔前的一級(jí)電除塵器)。

運(yùn)行費(fèi)用:電耗費(fèi)用較低(額定負(fù)荷下);水耗費(fèi)用較低;脫硫劑消耗費(fèi)用不利用爐內(nèi)脫硫剩余CaO時(shí)較高，利用爐內(nèi)脫硫剩余CaO 時(shí)較低;運(yùn)行費(fèi)用與煤質(zhì)和系統(tǒng)配置有關(guān)，需根據(jù)不同的工程條件核算。

檢修維護(hù)費(fèi)用:檢修維護(hù)費(fèi)用較低，以2 ×300 MW機(jī)組為例，年維護(hù)費(fèi)用約120萬元。

4.3 系統(tǒng)配置建議

(1)在CFB 鍋爐爐內(nèi)一級(jí)脫硫不滿足環(huán)保排放要求時(shí)，建議優(yōu)先考慮增加一級(jí)利用爐內(nèi)脫硫剩余CaO(不裝設(shè)預(yù)除塵裝置)的爐后煙氣CFB 法脫硫裝置，其綜合脫硫效率可達(dá)96% ～99%甚至更高，若有必要可裝設(shè)添加石灰裝置，作為備用措施。

(2)在CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫不滿足環(huán)保SO2或煙塵排放要求時(shí)，可按CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后石灰石－石膏濕法兩級(jí)脫硫設(shè)計(jì)，其綜合脫硫效率可達(dá)99% ～99.5%甚至更高，脫硫裝置后加裝濕式靜電除塵器，其煙塵排放濃度≤5 mg/m3。

(3)燃用高硫煤采用煤粉鍋爐配一級(jí)脫硫裝置不能滿足環(huán)保排放要求時(shí)，建議進(jìn)一步研究采用CFB 鍋爐配兩級(jí)脫硫裝置的可行性、經(jīng)濟(jì)性，其綜合脫硫效率可達(dá)96% ～99.5%甚至更高。

(4)若燃煤硫份較低又需重點(diǎn)考慮灰渣綜合利用時(shí)，可進(jìn)一步研究爐內(nèi)不脫硫，僅爐后采用石灰石－石膏濕法脫硫方案的可行性、經(jīng)濟(jì)性。

(5)CFB 鍋爐按兩級(jí)脫硫設(shè)計(jì)時(shí)，宜盡量充分發(fā)揮第二級(jí)脫硫裝置的能力，減少爐內(nèi)脫硫的份額，以減少對(duì)鍋爐的影響。

5 結(jié) 論

(1)CFB 鍋爐爐內(nèi)一級(jí)脫硫理論上脫硫效率可達(dá)90% ～95%以上，但現(xiàn)還缺少長(zhǎng)期安全、高效運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)過各方面努力后，有可能在燃用低硫煤時(shí)實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)一級(jí)脫硫滿足環(huán)保排放要求。若利用其爐內(nèi)脫硫的優(yōu)勢(shì)已不能完全滿足環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)，則按CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+ 爐后煙氣脫硫兩級(jí)脫硫系統(tǒng)配置。

(2)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后石灰石－石膏濕法兩級(jí)脫硫綜合脫硫效率可達(dá)99%以上，燃用高硫煤也能完全滿足環(huán)保排放要求。系統(tǒng)成熟，運(yùn)行可靠。主要問題是未利用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫的剩余CaO，需要妥善解決石灰石－石膏濕法脫硫帶來的相關(guān)問題，脫硫系統(tǒng)較復(fù)雜，投資和運(yùn)行費(fèi)用較高。

(3)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+ 預(yù)除塵+ 爐后煙氣CFB 法(添加石灰系統(tǒng))兩級(jí)脫硫，綜合脫硫效率可達(dá)99%，燃用高硫煤時(shí)也能滿足環(huán)保排放要求。優(yōu)點(diǎn)是沒有濕煙氣帶來的一系列問題，缺點(diǎn)是脫硫系統(tǒng)仍比較復(fù)雜，未利用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫剩余的優(yōu)質(zhì)CaO 而另加石灰，增加了運(yùn)行成本。

(4)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法兩級(jí)脫硫，爐后脫硫完全利用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫剩余CaO 脫硫，兩級(jí)脫硫緊密結(jié)合，理論分析其綜合脫硫效率也可達(dá)到99%。突出優(yōu)點(diǎn)是爐后煙氣CFB 法脫硫完全利用CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫的剩余CaO，優(yōu)化CFB 鍋爐爐內(nèi)設(shè)計(jì)可提高爐后煙氣CFB 法脫硫的脫硫效率，優(yōu)化有關(guān)參數(shù)可協(xié)調(diào)兩級(jí)脫硫的功能。但目前國(guó)內(nèi)還缺乏運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，缺乏讓大家信服的數(shù)據(jù)。

(5)CFB 鍋爐爐內(nèi)脫硫+爐后煙氣CFB 法(添加石灰系統(tǒng))兩級(jí)脫硫，立足于爐后煙氣CFB 法脫硫充分利用爐內(nèi)剩余CaO 的基礎(chǔ)上，若有不足時(shí)，添加少量石灰，滿足環(huán)保排放要求。

［1］孫獻(xiàn)斌，黃中．大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)與工程應(yīng)用［M］.2 版．北京:中國(guó)電力出版社，2013:165-166．

［2］毛建雄．超(超)臨界循環(huán)流化床直流鍋爐技術(shù)的發(fā)展［J］． 電力建設(shè)，2010，31(1):1-6．

［3］陳秋，張志強(qiáng)，郁金星． 循環(huán)流化床煙氣脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的技術(shù)分析［J］． 電力建設(shè)，2011，32(11):51-54．

［4］于偉鋒，陳鴻偉． 基于試驗(yàn)和BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的CFB 鍋爐脫硫效率研究［J］． 電力科學(xué)與工程，2013，29(8):50-56．

［5］李超，杜佳，呂晶． 循環(huán)流化床鍋爐脫硫工藝參數(shù)優(yōu)化研究［J］．東北電力技術(shù)，2010，31(1):7-10．

［6］黃中，江建忠，孫獻(xiàn)斌，等． 循環(huán)流化床鍋爐高效爐內(nèi)脫硫技術(shù)研究與應(yīng)用［J］． 電力技術(shù)，2010，19(6):17-20．

［7］何宏舟，鄒崢，俞金樹，等． 循環(huán)流化床鍋爐燃燒福建無煙煤爐內(nèi)脫硫的工業(yè)試驗(yàn)研究［J］． 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2010，30(35):7-12．

［8］李永華，王鵬，楊臥龍，等． 循環(huán)流化床電石渣脫硫模型研究［J］．電力科學(xué)與工程，2010，26(12):49-52．

［9］高建強(qiáng)，李寒冰，王立坤． 燃用煤矸石循環(huán)流化床鍋爐煙氣脫硫方案的研究［J］． 電力科學(xué)與工程，2013，29(10):44-48．

［10］李忠華，柏源． 煙氣循環(huán)流化床脫硫技術(shù)分析研究［J］． 廣東化工，2010，37(1):95-97．

［11］詹威全．華能白山煤矸石電廠2 ×330 MWCFB 鍋爐爐外配套煙氣脫硫除塵一體化項(xiàng)目設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］． 能源與環(huán)境，2013(3):67-69．