300MW CFB鍋爐飛灰再循環(huán)技術(shù)分析

北極星環(huán)保網(wǎng)訊:循環(huán)流化床鍋爐由于具有燃料適應(yīng)性廣、清潔燃燒等優(yōu)點(diǎn)，在我國(guó)發(fā)展迅速，并占有我國(guó)能源市場(chǎng)較大的市場(chǎng)份額。燃煤在循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃燒、脫硫劑在爐內(nèi)脫硫之后，所產(chǎn)生的高溫?zé)煔鈹y帶大量顆粒（包含：煤灰和脫硫產(chǎn)物、未燃盡的碳顆粒、未反應(yīng)的脫硫劑）離開(kāi)鍋爐后進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行氣固分離，大顆粒被撲捉下來(lái)經(jīng)立管和返料器返回爐膛，煙氣攜帶細(xì)顆粒（即飛灰）進(jìn)入尾部換熱器放熱后進(jìn)入除塵器，絕大部分飛灰（超過(guò)99%）被除塵器捕捉并送往灰?guī)欤龎m后的清潔煙氣經(jīng)煙囪排入到大氣當(dāng)中。

由于煤顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間有限、循環(huán)流化床鍋爐燃燒溫度較低（一般低于950℃）等原因，鍋爐的飛灰含碳量一般在3%～20%之間，甚至高達(dá)30%，循環(huán)流化床鍋爐的飛灰含碳量高是導(dǎo)致鍋爐效率降低的主要原因之一。絕大部分循環(huán)流化床鍋爐石灰石粉作為脫硫劑進(jìn)行爐內(nèi)脫硫，由于石灰石粉在爐內(nèi)停留時(shí)間短等原因，為了達(dá)到理想的脫硫效率，一般需要過(guò)多添加脫硫劑，鈣硫摩爾比一般在2.5以上，石灰石的利用率一般低于40%，如果石灰石粉的粒度偏小，顆粒度過(guò)小的石灰石粉經(jīng)煅燒后還未在爐膛內(nèi)充分參與脫硫反應(yīng)就被煙氣攜帶出爐膛、進(jìn)入除塵器內(nèi)并被收集、輸送到灰?guī)熘?，石灰石的利用率更低，脫硫用石灰石耗量大。為了?shí)現(xiàn)脫硫目的往爐膛內(nèi)過(guò)多添加脫硫劑存在如下缺點(diǎn)：

①脫硫劑成本增加；

②石灰石在爐內(nèi)分解吸熱，降低鍋爐效率；

③石灰石輸送系統(tǒng)輸送量增加，故障率提高；

④飛灰量增加，除塵器和輸灰系統(tǒng)的負(fù)荷增加、故障率增加，造成煙氣的粉塵排放濃度超標(biāo)；

⑤飛灰中含有大量未參與脫硫反應(yīng)的煅燒石灰石粉，不利于飛灰作為水泥的原料，難于綜合利用。

飛灰再循環(huán)技術(shù)可以有效解決循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量高、脫硫劑利用率偏低等問(wèn)題，并得到工程應(yīng)用：將除塵器撲集下來(lái)的飛灰通過(guò)輸送裝置送回到爐膛，飛灰中未燃盡的碳粒在爐膛內(nèi)再次進(jìn)行燃燒，未參與脫硫反應(yīng)的煅燒石灰石顆粒再次參與脫硫反應(yīng)。通過(guò)采用飛灰再循環(huán)技術(shù)，鍋爐飛灰的含碳量明顯降低、石灰石的利用率顯著提高。飛灰再循環(huán)裝置安裝在容量為45t/h和240t/h、燃用無(wú)煙煤的CFB鍋爐后，飛灰含碳量從降低了5%和17%，鍋爐熱效率得到顯著提高，煙氣中的二氧化硫的排放濃度從300mg/m3以上降低到100mg/m3以下，石灰石的利用率得到明顯提高。

本文針對(duì)某300MW機(jī)組配套CFB鍋爐配置飛灰再循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析，以期對(duì)同類型鍋爐的配套設(shè)計(jì)和節(jié)能減排改造工程提供借鑒。

1鍋爐設(shè)計(jì)規(guī)范

1.1燃料特性

采用劣質(zhì)無(wú)煙煤作為300MWCFB鍋爐的燃料，燃料特性見(jiàn)表1。

燃煤的含硫量高達(dá)3.54%，揮發(fā)分含量14.99%，屬于高硫、難燃煤種，適宜采用飛灰再循環(huán)技術(shù)降低爐內(nèi)脫硫的石灰石耗量、提高石灰石利用率，降低飛灰含碳量、提高鍋爐效率。

1.2鍋爐參數(shù)

300MWCFB鍋爐1025t/h為一次中間再熱、平衡通風(fēng)、亞臨界自然循環(huán)汽包爐，通過(guò)爐內(nèi)添加石灰石脫硫。鍋爐的汽水參數(shù)見(jiàn)表2。

延伸閱讀：

循環(huán)流化床鍋爐脫硫石灰石粉添加系統(tǒng)的改進(jìn)

提高循環(huán)流化床脫硫效率的方法及選擇

淺談1180t/h循環(huán)流化床鍋配套兩級(jí)脫硫系統(tǒng)的節(jié)能和優(yōu)化