大型循环流化床锅炉投入石灰石系统后出现的问题及其分析.docx
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大型循环流化床锅炉投入石灰石系统后出现的问题及其分析
大型循环流化床锅炉投入石灰石系统后出现的问题及其分析
文章摘要：
摘要：
大型循环流化床锅炉最大的优势在于炉内脱硫，但石灰石系统投入后对流化床锅炉运行产生一些影响。
本文针对投入石灰石系统后流化床锅炉出现的一些问题进行分析，并提出了一些防范措施。
关键词：
循环流化床锅炉 脱硫 石灰石系统
0 前言
中国华电集团有限公司石家庄热电厂八期技改工程配套采用了四台410t/h循环流化床锅炉，每台锅炉配备一套炉内石灰石脱硫系统。
石灰石的4个给料口独立布置在炉膛前墙，同时由2台BK8011型石灰石罗茨风机（1台运行，1台备用）进行送粉，石灰石粉从粉仓经旋转给料阀（上）进入中间缓冲仓，从缓冲仓再经旋转给料阀（下）被石灰石输送粉风机通过输送管道送入炉膛密相区。
（见图1）
1－日用仓 2－暖冲仓 3－压缩空气 4－石灰石粉
5－石灰石风机 6－检修压缩空气 7－二次风 8－炉膛
图1 石灰石输送系统图
1 石灰石系统投运后出现的问题
为了缓解石家庄市区内的环保压力，我厂四台流化床锅炉的石灰石系统都进行了试运行，总体上达到了环保要求，但在系统长期稳定运行上仍存在一些问题：
（1） 石灰石粉仓上料系统，由于检修压缩空气系统供气量有限，常常因为压缩空气低致使石灰石上料系统无法正常向粉仓上粉。
（2） 检修用压缩空气带水，使石灰石粉受潮，结块。
石灰石粉仓内板结，造成下粉不畅。
（3） 石灰石系统送粉管路较细较长，中途弯头处极易发生堵塞。
（4） 石灰石粉质量问题，粒度不合理，运行时石灰石量加的很大，但脱硫效果不甚明显。
（5） 石灰石罐车内有杂物伴随石灰石进入粉仓或石灰石粉仓上部观察孔落下杂物造成旋转给料阀卡涩，造成不下粉，或下粉不畅。
（6） 投入石灰石后，造成炉膛床温降低。
（7） 炉膛床压迅速上涨，严重时需要投油助燃，降低床压。
（8） 运行中的冷渣器排渣量增大，并且容易结低温焦块，造成冷渣器堵塞。
2 原因分析
（1） 修压缩空气压力正常维持在0.6Mpa左右，而石灰石罐车所需要的内部上粉压力最低为0.3Mpa，因此单一台炉上粉时完全可以满足要求，如果两台炉或是多台炉同时上粉时便会造成检修压缩空气储气罐压力降低，上粉速度减慢，加之运行中如果再有其他用气点（如落渣管引渣用吹扫压缩空气等），将造成储气罐压力进一步降低，致使无法正常上粉。
（2） 氧门排出大量的潮湿蒸汽，造成石灰石粉罐长期处在潮湿的环境中。
石灰石细粉具有极强的吸湿性，长期处于潮湿的环境中,极易板结成块。
此外如果长期停运石灰石系统，而粉仓及送粉管路中仍存有大量石灰石粉，便很容易造成石灰石的板结，为再次投运带来不便，甚至需将管路解体逐段疏通，无形中增大了工作量。
（3） 石灰石送粉系统在运行中，送粉中途的管路不易堵塞，可是当加粉量短时内突然增大时，尤其是在弯头处，单凭输送风无法将石灰石粉送入炉膛，直接造成输送管路堵塞。
（4） 脱硫使用的石灰石粉要求，CaCO3≥94.06%，MgCO3≥1.8%，水分≤0.08%其他≤40.6%，石灰石粉粒度≤1.5mm（d50=0.45）。
脱硫剂粒度与燃煤粒度及其粒度分布对循环流化床锅炉的脱硫效率都有较大的影响：
a.采用粒度较小的石灰石粉，可以有效的提高循环流化床锅炉的脱硫效率；但过小的脱硫剂粒度会造成脱硫剂在炉膛内未能完全反应就被高速的烟气带走，影响脱硫效率，造成不必要的浪费。
b.采用粒度较大的石灰石粉就会减少反应生成的CaO与烟气中SO2的接触面积，一样影响脱硫效率。
合理的钙硫摩尔比也是影响脱硫效率的主要因素。
我厂四台循环流化床锅炉设计钙硫摩尔比为2.3；石灰石粉消耗量4.8t/h。
随着石灰石粉量（钙硫摩尔比）的增大，二氧化硫的排放量明显降低，脱硫效果十分显著。
但当石灰石粉量高于设计值，仍继续加大给料量时，脱硫效率提高的很少；同时造成一些负面的影响，如：
由于石灰石给料量过大造成床温下降；床压上升；从而影响锅炉负荷，使得NOx排放升高。
在实际运行过程中我们通过对石灰石下粉量与旋转给料阀转速的计算，发现在80％以上额定负荷时，燃烧实际煤种，投入石灰石量应较大于设计值,为5~7t/h。
投石灰石前，SO2排放量约为2000mg/m3以上；投石灰石后，SO2排放量低于设计值404mg/m3，脱硫效率达到了90%。
（5） 送入炉膛的石灰石质量不过关或没有严格的成分化验通知单，使得运行人员无法及时了解石灰石的成分。
（6） 由于石灰石自锅炉燃烧室前墙送入，从DCS床温测点显示，前墙一侧的床温降低较多，但总体平均床温变化不大，基本能够保持最佳的脱硫反应床温在850℃左右。
投运前床温（℃）
达到要求后床温（℃）
870
859
（7） 投入石灰石后，对床压的影响很大。
通过上面的计算，当燃用实际煤种，使得SO2排放达到环保要求时，石灰石用量约为5~7t/h。
通过4台炉一年的运行情况来看，燃用的实际煤种带额定负荷，已经比设计煤种多3~4t/h，灰份极大，如果再加入5~7t/h的石灰石，就大大的加大了底渣量，若要保证炉膛床压在规定范围内，必须加大底渣排放量。
以22炉为例（2004年2月29日石灰石系统投运状况）：
负荷
t/h
煤量
t/h
石灰石风机电流
A
给料阀转速r/m
二氧化硫
Mg/m3
床压
kpa
A
B
左
右
407
50.8
0
0
0
2046
5.7
5.8
408
51.2
60
55
57
1250
5.9
6.1
409
51.1
75
205
208
393
6.5
6.7
411
50.7
82
253
255
264
7.3
7.4
401
49.1
67
93
94
1624
7.8
8.0
385
47.9
62
60
64
1990
8.1
8.4
表中阴影的数据显示，随着给料阀转速的提高，SO2呈下降趋势，而床压则呈上升趋势。
（8） 流化床锅炉带额定负荷，床温在890℃，投入石灰石粉之后床温下降7~10℃，同时冷渣器排渣量增多，炉膛内部分未燃尽煤粒随同石灰石粉从落渣管排入冷渣器，未燃尽的煤粒在冷渣器富氧环境下继续燃烧，造成选择室床温升高，严重时，选择室床温会高于炉膛床温；在高温下石灰石于高温渣粒粘结成块儿，渣块儿在选择室内形成堆积，床温测点不能准确的反应选择室床温，选择室床压逐渐增高，最终造成冷渣器堵塞。
在实际的冷渣器清扫过程中，选择室内掏出大量的含石灰质的渣块儿，这是造成投入石灰石系统后冷渣器发生频繁堵塞的主要原因。
3 防范措施
（1） 保证检修空压机稳定运行和储气罐压力的稳定,注意检查各个用气点，防止漏气。
合理安排各炉的上粉时间，尽量避免两台炉同时上粉，并保持压缩空气干燥，以免石灰石受潮，形成板结。
（2） 将高脱排氧门移至汽机侧或延伸至锅炉顶棚以上，避免石灰石粉仓长期处在潮湿的环境中。
（3） 在石灰石送粉管炉的弯头处加装压缩空气吹堵装置。
（4） 投运石灰石系统时应逐渐加大石灰石粉的给料量，并注意监视石灰石送粉风机电流及出口风压与石灰石粉量的对应关系。
如发现系统管路堵塞，及时打开吹堵阀吹扫；吹扫无效，敲打管路，使之通畅。
另外，保证检修压缩空气储气罐压力，定时对石灰石送粉管路进行吹扫（间隔30min~40min）。
石灰石系统停运或机组停运时，应尽量将石灰石粉罐内的石灰石粉排净，避免石灰石粉板结；如果在短时间内停炉或停石灰石送粉系统，应对送粉管道进行吹扫，确认系统送粉管路确实通畅，再停运石灰石系统。
目前，风机电流和管道压力能较准确的反映石灰石下粉情况（见下表）：
参数
空载
达到脱硫效果
风机电流A
60
80
管道风压kpa
16~17
26~29
二氧化硫mg/m3
2000以上
350
（5） 对石灰石粉成分及粒度进行严格审核，石灰石厂接到石灰石合格通知单，方能将石灰石粉装车，进行对粉仓上粉。
（6） 投入石灰石后，排渣量增大。
在运行中应加大冷渣器的监视力度，严格将冷渣器的选择室床温控制在750℃以下，同时严格执行冷渣器的定期切换制度，确保冷渣器的稳定运行。
4 结论
随着城市环保标准的日趋严格，对大型发电企业的环保要求也越来越严格，创优秀发电企业需要大家的努力，以上的防范措施对循环流化床锅炉加装石灰石后稳定运行起到了一定的作用，但是随着机组的运行工况的不断变化，新的问题仍在出现，还需要我们的不断摸索和总结。
希望大家能多提宝贵意见，不足之处给预修正。
参考文献：
岑可法，倪明江，骆仲泱等著，循环流化床锅炉理论设计与运行，北京：
中国电力出版社，1997。
刘德昌主编，流化床燃烧技术的工业应用，北京：
中国电力出版社，1998.9。
作者简介：
吕毅，男，1977年生，助理工程师，中国华电集团公司石家庄热电厂，从事CFB锅炉专业方面的理论与技术研究。
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