300MW循环流化床锅炉石灰石系统改造分析探讨.pdf

第 5期 2 0 1 2年 9月 锅炉制造 BOI LER MANUFACTURI NG NO ． 5 S e p ． 2 0 1 2 文章 编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 5 0 0 2 1 0 3 3 0 0 M W 循环流化床锅炉 石灰石 系统改造分 析探讨 刘宗勇 云南大唐 国际红河发 电有 限责任公 司， 云南 开远 6 6 1 6 0 0 摘要 对 3 0 0 WM循环流化床锅炉石灰石系统改造进行分析， 在节能减排的环境下， 通过石灰石系统改造 ， 满足环保脱硫要求， 同时也取得较好的经济效益和环保效益。 关键词 C F B ； 石灰石系统； 改造 中图分类号 T K 2 2 3 文献标识码 A An a l y s i s a n d Di s c u s s i o n o f Li me s t o n e S y s t e m Tr a n s f o r m a t i o n o f 3 0 0 M W CFB Bo i l e r L i u Zo n g y o n g Y u n n a n D a t a n g I n t e r n a t i o n a l H o n g h e P o w e r G e n e r a t i o n C o ． ， L t d ， K a i y u a n 6 6 1 6 0 0， C h i n a Ab s t r a c t Th i s t h e s i s d i s c u s s e s a n d a n a l y s e s t h e t r a ns f o r ma t i o n o f l i me s t o n e s y s t e m o f 3 0 0MW CF B b o i l e r ．Bv t r a n s f o r ma t i o n o f t h i s s y s t e m t h e r e q u i r e me n t s o f e n v i r o n me n t a l p r o t e c t i o n a n d d e s u l f u r i z a t i 0 n a r e s a t i s f i e d i n t he e n v i r o n me n t o f e n e r g y s a v i n g a n d e mi s s i o n r e d u c t i o n， me a n whi l e b e t t e r e c o no mi c a nd e n v i r o nme nt a l b e n e fit a r e o bt a i n e d． Ke y wo r d s CFBt r a n s f o rm a t i o n o f l i me s t o ne s y s t e m 0 引 言 循环流化床锅炉的一个优点是可以实现炉内 脱硫 ， 在 8 5 09 0 0 q C的工作温度下 ， 通过给料系 统输入炉内的石灰石可充分发生焙燃反应 ， 并与 S O ， 反应生成硫酸钙 ， 以固体形式排 出达到脱硫 的 目的。为了应对燃料不断涨价 ， 降低燃料成本 ， 掺烧低价格劣质弥勒褐煤 ， 从而偏离设计煤种 ， 要 实现炉 内高效廉价脱硫 ， 必须保证石灰石粉 能顺 利给人炉膛， 原设计石灰石输送系统满足不了脱 硫需求 ， 为此 ， 对石灰石输送 系统进行优化改造。 通过改造后 ， 加大 了系统出力 ， 基本解决 了锅炉运 行 中石灰石投运困难 的问题 ， 环保工作取得了较 好的进展 。 1 3 0 0 MW 循 环 流 化 床 锅 炉 的燃 烧 脱硫过程介绍 锅炉为亚临界、 中间再热 、 自然循环 、 单锅筒、 平衡通风锅炉， 主要 由燃烧系统、 气 固分离循环系 统、 尾部对流烟道三部分组成。其 中燃烧 系统包 括水冷风室、 布风板燃烧室、 炉膛、 给煤系统等几 部分组成 。气固分离循环系统包括高温绝热旋风 分离器、 回料 阀和外置式换热器。尾部对流烟道 包括高温过热器、 低温再热器、 省煤器、 空气预热 收稿 日期 2 0 1 2 0 52 8 作者简介 刘 宗勇 1 9 8 6一 ， 男 ， 贵州省黔 西南州入 ， 工学学士 ， 助理工程师， 现从事 3 0 0 MW 循环流化床机组集控运行工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 2 锅炉制造 总第 2 3 5期 器和引风机等几部分。 在燃煤系统中， 燃料煤首先被加工成一定粒 度范围的宽筛分煤 ， 然后 由给料机经给煤 口送入 循环床密相区进行燃烧 ， 其 中许多细颗粒物料讲 进入稀相 区继续燃烧 ， 并有部分随烟气飞出炉膛 。 飞 出炉膛 的大部分细颗粒由高温绝热旋风分离器 分离后 ， 一部分高温物料经回料阀直接送 回炉膛 ， 一 部分进人外置式换 热器， 外置换热器入 口设有 锥型阀， 通过调整锥型 阀的开度来控制外置换热 器和回料阀的循环物料分配。同时低温物料进入 炉膛， 能降低炉膛内床温， 将床温控制在 8 4 0℃左 右 ， 既能减少炉膛内的低温结焦和高温结焦 ， 还能 控制氮氧化物的生成量。燃烧过程产生的大量高 温烟气流经过尾部对流烟道 进入除尘器进行 除 尘 ， 最后由引风机排至烟 囱进去大气。循环硫 化 床锅炉燃烧在整个炉膛 内进行 ， 而且炉膛 内具有 很高的颗粒浓度 ， 高浓度颗粒通过床层、 炉膛 、 分 离器 、 回料阀、 外置式换热器， 再返回炉膛 ， 进行多 次循环 ， 颗粒在循环过程中进行燃烧传热和脱硫 反应。由于飞灰 的再循 环燃烧过程 ， 床料中未发 生脱硫反应的石灰石能再 回到床内与 S O 反应 ， 提高石灰石的利用率。 2 改造前的石灰石系统运行状况 2 ． 1 石灰石系统概况 本厂设计的石灰石系统 ， 分为石灰石储存 部 分、 输送部分和炉前给料部分 ， 是典型的二级粉仓 输送 系统 ， 由一级气力输送系统和二级炉前给料 系统组 成 。 1 石灰石输送部分。在输灰系统旁设置容 积为 1 2 0 0 n l 的石灰石粉储存库。石灰石粉储 存库输送用气从输灰 系统用气分接 出来 ， 内部安 装电加热 ， 保证石灰石粉不受潮结扳 。石灰石采 用外购方式 ， 直接购买成 品石灰石粉 ， 石灰石粉经 密封罐车运至厂 内， 通过罐车 自带 的输送设施送 人设在厂区的石灰石粉库 ， 采用气力输送将石粉 送至主厂房煤仓 间内的两个 石灰石粉仓 ， 每个 粉 仓容积为 1 0 1 m ， 可满足锅炉满负荷运行 l 0小时 脱硫需要 。 2 炉前 给料 系统 组成。炉前石灰 石给料系 统由电动插板门、 输送器仓、 中间过渡仓 、 旋转给 料阀、 2台石灰石输送风机 、 电加热等设备组成。 粉仓 内的石灰石粉 到计量斗称重后 ， 再输送 到中间过渡仓内， 然后通过输送至石灰石粉混合 器 ， 最后进入气力输送管线 ， 由输粉管线将石灰石 粉送至锅炉刮板给煤机内。输粉空气 由石灰石粉 输送风机供给。一台炉设置一套石灰石粉输送系 统 ， 设计输送容量为 2 6 ． 4 t ／ h 。 2 ． 2 存在的问题 1 管道堵塞。石灰石粉系统输送管道过 长， 有多处弯管。从石灰石粉储存库到炉前石灰石粉 距离大约有 3 0 0米 ， 对石灰石粉湿度要求比较高。 石灰石粉必须长期保持 干燥状态 ， 不然易使输送 管道内存在石灰石粉堵管现象 。 2 除灰输送压力 不够。因为 电除尘除灰所 用压缩空气量也比较多， 经过分流， 在一级石灰石 运行时， 压力常达不到 0 ． 6 MP a ， 输送效果差 。 3 料位计不准 ， 影 响给料速度 。一级石灰石 粉库与二级石灰石粉仓料位计经常出现料位不准 确的问题 ， 影响进粉判断； 二级石灰石给料系统程 控的运行主要靠中间过渡仓高低料位计与输送器 低料位计来控制 ， 料位计的准确与否和灵敏度 的 高低决定了程控运行 的快与慢 ， 从之前 的运行来 看 ， 两套系统加起来出力不超过 1 0 t ／ h ， 远达不到 设计值 2 7 ． 5 t ／ h 。 4 风机噪声 大。炉前 石灰石粉输送风机 是 罗茨风机 长期运行且本身噪声就较大。 5 设备较多 ， 故障率较高。整个石灰石输送 系统设备多， 仓泵经常堵管 ， 给料机经常发生故障 不下石粉 ， 维护人员劳动强度大。 本厂原设计全部烧 小龙潭褐煤 ， 出于降低燃 料成本与提高供煤保障两个方面考虑 ， 从 2 0 0 6年 底即开始掺烧低价格劣质弥勒褐煤 ， 大幅度降低 了人炉燃料成本 ， 创造 了可观的经济效益。同时 也带来煤质硫分的改变 ， 原设计 的石灰石系统无 法满足连续运行和进行脱硫的要求 ， 为此 ， 本厂对 原设计的石灰石系统进行优化改造。 3 石灰石系统优化改造 输煤系统同一条输煤皮带上的两台叶轮播煤 机通过控制转速 比例来实现上煤 比例 的控制 ， 拨 煤机 出力 为 吨 每 小 时 1 0 0 0设 定 转 速／ 1 2 0 0 ． 入炉煤量的可计算为实现石灰石添加系统 提供了基础 ， 为此 ， 在输煤系统卸煤沟下同侧皮带 头部增添一台耐压式称重给料机， 作 为新增石灰 石添加系统。 1 输煤石 灰石添加系统。输煤石 灰石给料 系统位于卸煤沟中部改建两座石灰石粉料斗 ， 上 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 5期 刘宗勇 3 0 0 M W 循环流化床锅炉石灰石系统改造分析探讨 ‘ 2 3 部为 3 m 4 I T I 2 ． 8 i n长方体 ， 下部 3 I n 4 i n 3 ． 3 I n四棱锥 ， 容积为 5 0 m 2 ； 两个料斗通 过 1 0 ． 4 11 “1 高 的 H W4 0 0 4 0 0 ； H M 4 8 8 X 3 0 0工字钢 梁组成的钢架以及上部混凝土横梁支撑 ； 料斗下 设手动 闸板 门、 称重 给料 机、 接 口为 5 0 05 0 0 。 给料机卸料满出力为 1 0 0 Vh ， 可通过变频控制在 0～1 0 0 t ／ h之间进行给料设定 ； 给料机下通过 5 0 0 X 5 0 0落料管与甲、 乙路 1胶带机连接 ， 皮带上部 设置导料槽 ， 防止扬尘 ； 给料机与 1胶 带机之 间 设置检修平 台， 检修跨楼梯与检修平 台通过铁质 梯子连接 ， 方便通行及检修工作 。 在给料机落料管处安装有工业视频 ， 通过工 业视频和就地巡检随时监视石灰石给料系统下料 情况 ， 石灰石粉斗设置有振打器 ， 避免粉斗出现拱 粉现象 ， 煤场石灰石添加系统结构简单 ， 加料易 于 控制 ， 也 比较均匀 。耐压式称重给料机设有 断链 报警 、 皮带跑偏报警 、 堵煤报警、 超温报警。 2 石灰石计量 的控制。脱硫反应为 煅燃反应C a C O 3 C a OC O 2 固硫反应C a OS O 2 1 ／ 2 0 2 C a S O 4 在理想状态下 ， 1 to o l S只需要 1 mo l C a O能 完全反应 ， 我们把 C a与 s的摩尔 比称为钙硫摩尔 比。 由于石灰石的纯度 ， 其次选择煅燃反应具有 较好多孑 L 性结构 的石灰 石， 对硫有不 同的反应能 力 ， 在实际运行 中， 钙硫摩尔 比比理论大 ， 本厂设 计钙硫摩尔 比为 2 ， 收到基全硫 1 ． 6 ％， 脱硫效益 9 3 ． 4 ％ 。卸煤沟平均分为两段 ， 一段进小龙潭褐煤， 一 段进弥勒褐煤， 上煤时每一段启动一台叶轮给煤 机， 通过两个叶轮给煤机的转速控制配煤比例。 实例 煤场 某 一天来 煤情况 如下 表 1所 示 单位％ 。 表 1 煤场某一天来煤情况 由于掺烧 的改变 ， 入 炉发热量 的改变 ， 满 负 荷时实 际 燃煤 量 平均 在 3 1 0 t ／ h ， 偏 离设 计 值 22 6． 6 t ／h。 需 要 的 C a O为 3 1 0 X 1 ． 4 3 ％ 2 8 ． 8 6 6 Vh 设计石灰石 C a O含量 5 5 ． 1 1 ％ 需要石灰石量为 8 ． 8 6 6 ／ 5 5 ． 1 1 ％ 1 6 ． 8 7 Vh 综上所述 ， 通过在煤场添加一台石灰石系统 ， 煤质含硫量和机组负荷大负荷 波动 时， 石灰石添 加量随之改变， 出力完全满足需求 ； 并且通过掺烧 比例的改变 ， 有效降低了燃煤成本 ， 取得可观的经 济效益。 3 原石灰石 系统优化。通 过增加一 台输送 空压机保证高负荷下满足除灰的时候有足够的输 送气源余量， 低负荷时根据出力停备适量的输送 空压机数量 ， 对二级石灰石系统料位加强维护， 保 证准确性 ； 两套系统以煤场石灰石为主要投运 ， 炉 前石灰石为备用 ， 保证石灰石系统设备 的投运率 受 一受 一奠 一 一羹 一 ～ 一 一 达到 1 0 0 ％ ， 同时， 煤场称重皮带驱动电机功率是 石灰石输送风机电机的 2 ％， 节省 了厂用电。 4 结束语 煤场输煤皮带头部添加石灰石系统 ， 结构简 单 ， 操作方便 ， 稳定可控 ， 满足环保脱硫要求 ， 在运 行过程 中取得非常 良好的效果。由于增加 了一套 系统 ， 使每台炉有两套独立的石灰石系统投运 ， 加 大 了系统出力 ， 使烟气 中S 0 浓度低于标准值 ， 环 保工作取得了较好 的发展。 参考文献 [ 1 ] 杨建球 ， 曾挺华 ． 大 型循环流化床 锅炉运行优化 及 改进 ． 中国电力出版社． [ 2 ] 任永红． 循环流化床锅炉实用培训教材 ． 中国电 力 出版社 ． 登广告储感 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m