1#、2#爐爐內脫硫系統(tǒng)提效改造

范傳柱 陸慷(中國平煤神馬集團尼龍科技有限公司，河南平頂山467000)

0 引言

尼龍科技有限公司1#2#爐是四川鍋爐廠的CG-260/9.81-MX3 型循環(huán)流化床鍋爐，爐內脫硫系統(tǒng)[1]由富特隆機電工程技術有限公司設計制造，1#和2#鍋爐共用一個330m3的石灰石粉庫，粉庫下布置有兩臺簡易的石灰石輸送系統(tǒng)[2]。每套石灰石系統(tǒng)對應一臺鍋爐，輸送量為5t/h。輸送用氣采用羅茨風機供給，控制和防堵用氣源由壓縮空氣供給。石灰石粉從給煤口送入爐膛與物料混合，發(fā)生煅燒反應，生產(chǎn)硫酸鈣，起到固硫作用。

1 #2#爐爐內脫硫系統(tǒng)經(jīng)過長期運行出現(xiàn)以下問題：

(1)粉庫除塵器會發(fā)生冒灰現(xiàn)象，造成大氣污染；

(2)石灰石粉庫采用平底結構，易造成下料不暢；

(3)石灰石粉給料機和輸送管道經(jīng)常堵塞且磨損嚴重，影響脫硫系統(tǒng)運行。

(4)輸送系統(tǒng)的設計固氣比較大，輸送流速較高，大顆粒石灰石對輸送管道的磨損比較嚴重，尤其是在彎頭、三通等局部阻力較大管件位置，檢修工作量大。

圖1 .1#2#爐爐內脫硫系統(tǒng)結構圖

經(jīng)過對比國內外電廠的經(jīng)驗教訓，需和系統(tǒng)中半干法脫硫的系統(tǒng)相融合，達到整體脫硫的一體化，西安華電清潔能源技術有限公司在這方面有很好的成功案例，和他們研究溝通，確定了1#2#爐內脫硫系統(tǒng)整體改造內容，包括石灰石倉的整體布置、石灰石粉輸送系統(tǒng)和脫硫劑投入方式的改造。系統(tǒng)結構如圖1所示。

1 石灰石粉倉的改造

石灰石倉的容積不變，出料口由原來1#、2#爐各用一個出料口，變成現(xiàn)在的三叉口出料，1、2#叉口分別供1、2#爐使用，3#叉口作為1、2#爐的備用通道，每個叉口配兩個流化板，保證下料的暢通性。

石灰石倉頂部具有傾斜角15°，防止在雨雪天氣倉頂部造成積水；在倉頂增加真空釋放閥，對石灰石倉進行壓力保護；倉頂布袋除塵器增加風機，抑制在布袋除塵器故障時冒灰情況。

2 石灰石輸送系統(tǒng)的改造

石灰石粉自身具有以下特性：

（1）研磨后石灰石粉顆粒有棱角，硬度高。

（2）石灰石粉堆積密度較大（1.1～1.4 t/m3）。

（3）石灰石粉顆粒的離散性較大(30um～2mm)。

（4）石灰石粉CaO的含量高，易吸水受潮結塊。

（5）石灰石粉對壓縮空氣分子的親和力差，逸氣性強。

石灰石粉的上述特性決定了其屬于較難輸送的物料。因此，在設計和布置石灰石輸送系統(tǒng)時要充分考慮石灰石粒度的變化、輸送的方式、給料系統(tǒng)的選擇、輸送管路的布置、入爐口及入爐位置的配置、關鍵參數(shù)的選取。

石灰石粉的輸送需要一定的速度，即臨界輸送速度。該速度與管道通徑、石灰石粒度、石灰石堆積密度、輸送壓力和海拔高度等參數(shù)有關，且該速度沿管道不斷變化。設計時輸送管道任意點的實際流速都必須大于該處的臨界輸送速度。但輸送速度又不能過高，否則會帶來管道阻力過大、磨損嚴重以及系統(tǒng)出力不足等問題。

2.1 多級變徑的技術

為了減少輸送系統(tǒng)堵塞，提高石灰石輸送系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在輸送管道系統(tǒng)采用西安華電公司成型的多級變管徑技術[3]，既保證管道各處流速要大于臨界輸送速度，又保證石灰石輸送、不堵管，將流速控制在合理范圍內，來降低系統(tǒng)的阻力和對管道磨損，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。

2.2 輸送氣源的改變

在石灰石倉南邊新建一臺6m3儲氣罐，為石灰石系統(tǒng)提供氣源。儲氣罐的來氣由公司動力車間提供，既降低了原羅茨風機提供氣源的電耗，又保證了輸送和流化氣源的穩(wěn)定性。

2.3 關鍵設備的選型

石灰石粉輸送系統(tǒng)在運行過程中，旋轉給料機、圓頂閥、角閥和傘形流化器等設備工作環(huán)境惡劣，操作頻繁，容易出現(xiàn)故障，影響爐內脫硫系統(tǒng)的運行狀況，這些設備均采用國際上運行業(yè)績良好的進口設備，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 脫硫劑投入方式的改造

為了實現(xiàn)爐內高效脫硫，希望石灰石多點進入鍋爐爐膛，以增加石灰石粉投入的均勻性。在系統(tǒng)中采用西安華電公司的脫硫劑多點噴射技術[2]，這次改造采用管路一分四，在1#2#爐的二次風口投入。脫硫劑投料結構圖如圖2所示

圖2 脫硫劑投料結構圖

4 結語

通過對對石灰石給料量的合理控制和對CFB 鍋爐運行參數(shù)的優(yōu)化和石灰石輸送系統(tǒng)的不斷優(yōu)化改造，1#2#爐實現(xiàn)了爐內高效脫硫，保證了石灰石輸送系統(tǒng)長期連續(xù)、穩(wěn)定和可靠運行，系統(tǒng)投運率達到95%以上[3]；輸送系統(tǒng)不堵管、分配均勻；輸送系統(tǒng)調節(jié)性能好，調節(jié)比達到1：6。使鍋爐出口SO2排放濃度僅通過爐內脫硫，鍋爐SO2排放濃度小于35mg/Nm3（小時平均值），滿足國家環(huán)保部門和地方環(huán)保部門下達的排放指標，實現(xiàn)了國家節(jié)能減排的政策和目標。