第五节 石灰石脱硫系统之令狐文艳创作

第五节石灰石脱硫系统
一、
令狐文艳
二、脱硫原理
在燃烧时掺烧一定比例的石灰石，经过以下反应降低硫化物的排放。

CaCO3 CaO+CO2
CaO+SO2+1/2O2 CaSO4
为了达到良好的脱硫效果，使脱硫剂和燃料良好混合，合理设计脱硫剂给料系统是非常必要的。

三、脱硫剂给料系统的主要形式
（一）混合给料系统
在厂区脱硫剂与煤混合，由输煤皮带煤仓，由给煤机经播煤管送入炉膛。

优点：系统简单造价低廉运行维护费用低
缺点：不能适时调节，脱硫剂利用率和脱硫效率低
容量小时用
（二）炉前混合给料系统
脱硫剂与煤有各自的料仓，在给煤机内混合，经播煤管送入炉膛。

可以调节脱硫剂的给料量。

系统简单，脱硫剂与煤混合不均匀，脱硫效率低。

适用于小容量锅炉。

（三）炉内混合给料系统
1.机械输送系统
成品脱硫剂粉脱硫剂储存仓——脱硫剂日用仓——脱硫剂给料机——播煤管——炉膛
给料机实现给料量的连续计量和调节。

2.气力输送系统
（1）破碎+气力输送系统
图3-37块料脱硫剂—一级破碎机—刮板给料机—脱硫剂料仓—刮板给料机—二级破碎机——成品脱硫剂粉—由压缩空气送入脱硫剂粉仓—气锁阀、给料机、风粉混合器—回料密封管道——炉膛
系统复杂，初投资大，占地面积大，运行管理工作量多。

购买脱硫剂块料便宜。

（2）气力输送系统
图9-38有给料机脱硫剂粉—脱硫剂储仓（5天用量）—仓泵（压缩空气）—日用仓—给料机—恒速旋转气锁阀——用送分风机通过炉膛四周的输送管道由给料口送入炉膛
脱硫剂与煤混合均匀，调节性能好。

（通过煤质和锅炉负荷变化进行调节；烟气中二氧化硫含量）系统复杂，造价高
图9-39无给料机
日用仓设计成三叉料斗——变速旋转气锁阀——分流器——炉膛
注意：气流速度应大于物料的悬浮速度。

四、影响CFB脱硫效率的主要因素
1.脱硫剂和给煤粒径的影响
减小脱硫剂粒径，脱硫效率提高。

如果太小会以飞灰形式逃逸，影响脱硫效率。

100-500微米。

给煤粒度大，颗粒破碎磨损严重，也不利于燃烧不利于脱硫。

给煤粒度太小也不好。

2.脱硫剂特性的影响
不同产地的石灰石，氧化钙和其它成分的含量不同。

一般选择CaO含量比较高的且煅烧后孔隙结构比较好的。

孔隙结构比较好的反应活性比较好。

人工脱硫剂在其中加入了活化剂。

3.Ca/S摩尔比的影响
投入炉膛脱硫剂的数量通常用Ca/S摩尔比表示。

Ca/S摩尔比的增加，脱硫效率增加。

如果太大会增加磨损，影响燃烧工况。

最佳值：1.5-2.5
4.床温的影响
床温改变时会改变脱硫反应速度、改变脱硫产物的结构分布等，影响脱硫剂的利用率和脱硫效率。

常用脱硫剂的最佳温度830-930℃。

当温度离开这一温度，脱硫效率明显下降。

建议900℃，低于850℃时N2O浓度高。

5.循环倍率的影响
循环倍率越大脱硫效率越高。

飞灰再循环延长了石灰石在炉内的停留时间，提高了脱硫剂利用率，尤其是细小颗粒。

6.压力的影响
运行实践表明，增加压力可改善脱硫效率，提高硫酸盐的反应
速度。

在增压条件下，石灰石不经燃烧就能与SO2反应。

CaCO3+SO2+1/2O2——CaSO4+CO2
7.给料方式的影响
给料方式分为同点给入或异点给入，床上给入或床下给入。

前墙给入，前后墙给入，两侧墙给入，循环回路密封器给入。

给料方式对燃烧和SO2排放都有较大影响。

小结:这一章我们了解了一下锅炉辅助设备及其系统。

包括：燃料的制备，给煤系统，风烟系统，冷渣与除渣系统，石灰石脱硫系统。

这些辅助设备的正常运行直接关系到锅炉的安全运行，希望大家学完这章对各辅助设备的基本原理，基本结构有所了解。

第十章循环流化床锅炉的运行调整
锅炉设备运行的目的是生产合格的蒸汽，然而在运行过程中反映运行工况的各状态参数会因一些外部或内部因素的变化而变化，为了保证各状态参数能在安全经济的范围内波动，就需要适当的调节来满足。

一、运行调整的主要内容和目的
●内容：燃烧调整、气温气压调整、给水调节
●目的：
➢满足机组负荷要求；
➢保持炉内燃烧稳定，不灭火，不超温结焦；
➢保持汽温、汽压稳定，并在控制范围内；
➢保持汽包水位稳定。

二、循环流化床锅炉的燃烧调整
1.负荷控制
●主要措施：给煤量、风量。

增加负荷时，先增加风量后
增加给煤量，反之，降负荷时，先减少给煤量，后减小风量，维持尾部烟气中的含氧量不变
✓循环流化床的变负荷能力比煤粉炉大。

范围：25％～110％；升负荷速度：5～7％/min；降负荷速度：10～15％/min；
✓根据炉型、燃料种类、性质，确定锅炉的负荷变化范围和合理的升、降负荷速度
●其他措施：
➢改变一、二次风比，以改变炉内物料浓度分布，从而改变传热系数，控制受热面的传热量来调节负荷。

炉内物料浓度改变，传热量必然改变。

➢改变循环灰量来调节负荷。

利用循环灰收集器或炉前灰渣斗，在增负荷时，加煤、加风、加灰渣量；在减负荷时减煤、减风、减灰渣量。

➢采用烟气再循环，改变炉内物料流化状态和供氧量，从而改变物料燃烧份额，达到调整负荷的目的。

2.风量调整
●进入循环流化床的风
➢一次风：50～70％
➢二次风：20～40％
➢播煤风、回料风：15％
✓挥发分较高的烟煤，一次风比可取下限；贫煤和无烟煤一次风比取上限？
●调节过程（以降负荷为例）
几种方式（*）
100％降至70％：上二次风可随之减少（最小风量要满足风口冷却的需要），播煤风和一次风不变；
继续降低负荷，一次风量适当减少，为满负荷一次风量的90％左右；
当负荷在稳定运行变化范围内下降时，一次风按比例下降；
当降至最低负荷时，一次风量基本保持不变，而大幅度降低二次风
✓一次风量下限：冷态空截面速度最低不能低于0.7～
0.8m/s，因此在低负荷时，采取高过量空气系数运行
✓运行中应以监视风量为主，风压为辅
3.床压控制
●风室静压与料层厚度有关（风量、物料密度等）
✓料层厚度可根据风室静压的变化来判断，当风量一定时，静压增高说明阻力增大，料层增厚。

✓床料(煤，石灰石、灰或其他外加物料)密度小，料层可厚一些，密度大，料层薄一些；满负荷时，物料循环量大，料层应厚，低负荷时，循环量小，料层应薄。

床层
流化正常时，风室静压指针呈周期摆动，当料层过厚，风室压力指针不再摆动，表明流化恶化
✓料层过厚时应适当放掉部分冷渣，降低料层厚度；料层自行减薄，可适当外加床料。

4.床温控制
●控制床温的意义：
温度太高：高温结焦、NOx生成增多、脱硫效果差
温度太低（600～700℃）：灭火；
无烟煤：950～1050℃；烟煤：850～950℃；
●床温——燃烧份额、密相区传热情况
●燃烧份额——煤的破碎程度、挥发分含量、一次风比
例。

煤越细挥发分越高，一次风比例越小，稀相区燃烧份额越大
●密相床区热量传递：一次风加热形成热烟气（最大）；
四周水冷壁吸收（最小）；循环灰带走的热量（居中）
●调节：
➢前期调节法——炉温、汽压稍有变化，及时地根据负荷变化趋势小幅度地调节燃料量；
➢冲量调节法——炉温下降时，立即加大给煤量。

加大的幅度是炉温未变化时的1～2倍，维持1～2min后，恢复原给煤量。

2～3min时间内炉温如果没有上升，将上述过程再重复一次，炉温即可上升；
➢减量调节法——指炉温上升时，不要中断给煤量，而是
把给煤量减到比正常时低得多，维持2～3min，观察炉温，如果温度停止上升，就要把给煤量恢复到正常值。

✓对于采用中温分离器或飞灰再循环系统的锅炉，用返回物料量和飞灰来控制炉温——当炉温突升时，增大循环物料或飞灰再循环量进入炉床，可迅速抑制床温的上升。

✓对于有外置式换热器的锅炉，也可通过外置式换热器进行调节；
✓对于设置烟气再循环系统的锅炉，也可用再循环烟气量进行调节。