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國內(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)成為中國燃煤電廠煙氣脫硫的首選工藝，該工藝投資大，運行成本高，不適宜資源綜合利用小型熱電廠應用。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 工藝設計

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％ 。

針對某能源分公司現(xiàn)場實際情況，將燃料與石灰石在5號皮帶輸送機混合后加入爐前倉，由給煤機給人爐內(nèi)燃燒、脫硫。
1．3 設備選型

(1)石灰石料倉為方便給料并盡量減少上料的次數(shù)，石灰石料倉的總高度為2400ram(距地面標高為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)振動器

為防止石灰石下料不暢，在石灰石料倉側(cè)壁上安裝一臺倉壁振動器，可在就地和控制室進行控制。

(3)監(jiān)視器

在石灰石料倉頂部、上料皮帶上部及5號皮帶上方各裝設一臺監(jiān)視攝像頭，可在控制室通過工業(yè)電視監(jiān)視器來監(jiān)視料倉的物料和皮帶的上料。

(4)螺旋給料機

采用變頻控制的~150mm的螺旋給料機，密封性能好，下料均勻，可根據(jù)給煤量來調(diào)整螺旋給料機的轉(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

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耳軸。配2000型稱重儀表。顯示石灰石的瞬時流量和累積流量。

(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，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)燃料輸送量進行控制和自動調(diào)節(jié)。根據(jù)設定的燃料的應用基硫分、給定鈣硫比、石灰石純度等參數(shù)，PLC通過配料皮帶秤檢測到的燃料量，自動計算出石灰石的添加量，并與皮帶秤檢測到的石灰石量相比較，用變頻器來控制螺旋給料機的旋轉(zhuǎn)速度，從而來控制石灰石的給料量。

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

在CRT上設計了整個系統(tǒng)運行過程中的組態(tài)畫面，通過組態(tài)畫面可以了解配煤系統(tǒng)中各種動力設備的參數(shù)和狀態(tài)；運用軟件中設計的計算公式，可方便調(diào)整石灰石的輸送量，保證脫硫裝置達到脫硫的設計要求。

2 運行及測試情況

2．1 運行調(diào)試

2005年7月7日開始對系統(tǒng)進行運行調(diào)試，測試了各種工況二氧化硫的排放情況。

2．1．1 測試工況

(1)不加固硫劑，鍋爐沸中溫度為900~C時，穩(wěn)定運行2h以上，測一組數(shù)據(jù)；

(2)不加固硫劑，鍋爐沸中溫度為880℃時，穩(wěn)定運行2h以上，測一組數(shù)據(jù)；

(3)固硫劑與燃料按比例充分混合后進行燃燒，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，穩(wěn)定運行2h以上，測一組數(shù)據(jù)。

(4)固硫劑與燃料按比例充分混合后進行燃燒，鈣硫比為2．5，鍋爐沸中溫度為800℃時，穩(wěn)定運行2h以上，測一組數(shù)據(jù)。在各工況下，鍋爐的主要參數(shù)波動允許值按以下標準執(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 社會效益分析

(1)隨著全社會對環(huán)境保護的日益重視，各級政府環(huán)境監(jiān)管力度的不斷加大，s0 達標排放勢在必行，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)；由于運行成本較低，可以長期穩(wěn)定運行，有望實現(xiàn)s0 長期穩(wěn)定達標排放，大幅度降低s0 排放量。根據(jù)上述實驗情況，按照2．5左右的鈣硫比長期運行，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)，具有強勁的發(fā)展勢頭，根據(jù)中國電力聯(lián)合會的統(tǒng)計，目前在運行的循環(huán)流化床鍋爐超過2000臺，每年還在快速增長，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)脫硫項目實施后，有效地降低了二氧化硫的排放量，按照濟寧市環(huán)境監(jiān)測站的測試(鈣硫比為2時)，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計算，應減少排污費49．1萬元／a?？蹨p脫硫設施的運行費用(包括固硫劑費用等)，應減少排污費近10萬元／a。

4 結(jié)語

從配煤脫硫系統(tǒng)的運行、測試情況可以看出，在Ca／S摩爾比為2．5、鍋爐溫度不大于900℃時，脫硫效率都在80％以上，與獨立式氣力輸送石灰石給料系統(tǒng)相比，存在調(diào)節(jié)滯后比較大的問題(對于燃料供應較穩(wěn)定的電廠，該問題對脫硫影響很小)，脫硫效率也可能稍微低一些，但是面對我國的國情，進行綜合分析，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，這里不再進行比較。與獨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，其投入也不會有太大增加。而采用獨立式氣力輸送石灰石給料系統(tǒng)，其投資至少應在200萬元以上。

4．2 系統(tǒng)簡單

通過系統(tǒng)對比可以看出，配煤脫硫系統(tǒng)簡單，可靠性高，維護量小，運行費用低。

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，加工費用較高，本地價格為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的石灰石價格為40元／h左右，運行成本差別較大。

4．4 有利于循環(huán)流化床鍋爐的運行

燃用高發(fā)熱量、低灰分燃料的循環(huán)流化床鍋爐，往往因為循環(huán)物料量不足而難以穩(wěn)定運行，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、燃料適應性廣、負荷調(diào)節(jié)靈活、環(huán)保性能好等優(yōu)點，技術(shù)日趨成熟，近年來發(fā)展非常迅速。但是在脫硫方面的工作還做得遠遠不夠，在已投運的鍋爐中，真正投入石灰石脫硫系統(tǒng)并正常運行的并不多見，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行成本使得電廠不堪重負，許多企業(yè)消極對待，經(jīng)常停用脫硫設施。采用配煤脫硫系統(tǒng)投資、運行費用很低，比較適用于目前中國同類型電廠脫硫長期穩(wěn)定運行的需要。

 

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