300MW機組CFB鍋爐超低排放級聯(lián)合脫硫匹配方式試驗

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:為了全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造，加快現(xiàn)役燃煤發(fā)電機組超低排放改造步伐，2015年，國家環(huán)保部印發(fā)《全面實施燃煤電廠超低排放和節(jié)能改造工作方案》，其中要求東部地區(qū)300MW及以上公用燃煤發(fā)電機組2017年前總體完成。某電廠（以下簡稱“YS電廠”）2×300MW機組循環(huán)流化床（CFB）鍋爐采用爐內(nèi)干法脫硫，無法滿足2017年SO2超低排放的要求。

為此，該電廠2015年完成了2×300MW機組CFB鍋爐SO2超低排放綜合改造。脫硫技術(shù)路線在保留了原爐內(nèi)干法脫硫系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，新建煙氣半干法脫硫除塵一體化系統(tǒng)。采用爐內(nèi)干法與爐外煙氣半干法聯(lián)合脫硫后實現(xiàn)SO2的超低排放。但是，運行中存在消石灰耗量大，運行成本高的問題。為了提高脫硫系統(tǒng)運行經(jīng)濟性，本文通過理論分析并結(jié)合該電廠5號機組現(xiàn)場試驗結(jié)果，對爐內(nèi)干法與煙氣半干法兩級脫硫的匹配特性進行了研究。

1、鍋爐及脫硫系統(tǒng)概況

1.1鍋爐概況

YS電廠300MW機組CFB鍋爐機組配備1025t/h亞臨界CFB鍋爐，燃料以當(dāng)?shù)責(zé)o煙煤為主。鍋爐主要由膜式水冷壁爐膛、3臺汽冷式旋風(fēng)分離器和由汽冷包墻包覆的尾部豎井(HRA)3部分組成。每個汽冷式旋風(fēng)分離器下部各布置1臺J閥回料器，回料器為一分為二結(jié)構(gòu)，鍋爐外循環(huán)灰通過6路回料斜腿返回爐膛。鍋爐主要設(shè)計性能參數(shù)見表1。

由表1可見，鍋爐設(shè)計床溫910℃，爐內(nèi)干法脫硫效率設(shè)計值84.7%，以保證脫硫后煙氣中SO2排放質(zhì)量濃度不高于400mg/m3，石灰石的最大耗量9.58t/h。

1．2爐內(nèi)干法脫硫系統(tǒng)

YS電廠每臺300MW機組CFB鍋爐爐內(nèi)干法脫硫系統(tǒng)配套石灰石粉倉1座，石灰石輸送系統(tǒng)2套（含輸送管路），采用壓縮空氣作為輸送氣源。石灰石粉入爐點設(shè)置在返料器回料斜腿，爐內(nèi)干法脫硫系統(tǒng)如圖1所示，主要參數(shù)見表2。

由表2可見：石灰石粉倉容積可滿足鍋爐BMCR工況72h的用量需求；單套石灰石輸送系統(tǒng)最大出力約12t/h，滿足鍋爐B-MCR工況石灰石粉用量要求并保有一定裕量，日常運行中一用一備。

1．3煙氣半干法脫硫系統(tǒng)

煙氣半干法脫硫以消石灰作為脫硫劑，將生石灰消化制成干式消石灰粉，也可直接采購成品消石灰粉。將消石灰加入到脫硫塔內(nèi)，同時噴入減溫增濕水，使脫硫劑與煙氣在脫硫塔內(nèi)混合，發(fā)生強烈的物理化學(xué)反應(yīng)，對煙氣中的SO2進行脫除，主要化學(xué)反應(yīng)如下。

1）生石灰與液滴結(jié)合產(chǎn)生的水合反應(yīng)（生石灰的消化過程）：

CaO+H2O=Ca(OH)2

2）SO2液滴吸收的反應(yīng)：

SO2+H2O=H2SO3

3）Ca(OH)2與H2SO3的反應(yīng)：

H2SO3+Ca(OH)2=CaSO3˙1/2H2O+3/2H2O

4）部分CaSO3˙1/2H2O被煙氣中的O2氧化：

CaSO3˙1/2H2O+1/2O2+3/2H2O=CaSO4˙2H2O

煙氣半干法脫硫過程占主導(dǎo)的是離子反應(yīng)，反應(yīng)程度取決于液滴的數(shù)量和蒸發(fā)干燥時間。因此，影響煙氣半干法脫硫效率的參數(shù)主要包括脫硫裝置進出口煙氣溫度、水煙比（進入脫硫塔單位體積的煙氣噴入的減溫水量）等。其中，脫硫塔出口煙氣溫度要求在高于煙氣絕熱飽和溫度條件下取較小值，并保證脫硫塔內(nèi)物料不會因濕度過大而結(jié)塊掉落，工程經(jīng)驗一般取70~75℃。

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