宋连祯

( 山西省同煤集团同达热电，山西大同037003)

0 引言

循环流化床(CFB )燃烧技术是最近几十年发展起来的一种新型燃烧技术，由于循环流化床锅炉具有燃料适应性广、燃烧效率高、高效脱硫的特点，因此，近年来有了很大的发展，脱硫技术也成为目前电厂着重发展的方向。脱硫分为炉前脱硫、炉中脱硫、炉后脱硫三种，而本文探讨的石灰石脱硫就属于炉中脱硫。

1 循环流化床锅炉的特点与脱硫原理

1.1 大型循环流化床锅炉设备性能特点

燃烧组织方式使大型循环流化床锅炉在设备性能方面具有以下突出特点:①炉内脱硫脱硝，不需要另外安装脱硫和脱硝装置。②燃料适应性范围广。③调峰能力强。④水消耗量较少。

1.2 影响循环流化床锅炉炉内脱硫的因素

1)床温对脱硫的影响:SO2浓度随着床温的升高而单调增大，但是脱硫效率随着床温的升高会迅速下降，当床温低于800℃时，脱硫剂孔隙数少，孔径小，反应速度低，而且SO2析出速度慢，脱硫效果差;当床温高于950℃时，CaO 内部的孔隙结构会发生部分烧结而减少，降低CaO 与SO2的反应速度，导致脱硫效率降低。另外，床温过高时，已经生成的CaSO4会重新分解而释放出SO2。

2)Ca/S 摩尔比对脱硫的影响:炉内添加石灰石量的增加，脱硫效率逐渐提高，Ca/S 摩尔比过高还会带来一些副作用，比如灰渣热物理损失增大、锅炉热效率下降、NOx 排放浓度升高、尾部飞灰量增加、石灰石价格造成锅炉运行成本增加等。我厂Ca/S 摩尔比为 2 ～2.5。

3)石灰石入炉粒度对脱硫效率的影响:脱硫剂的粒径分布对脱硫效率也有较大的影响。脱硫剂越小，炉内脱硫效果越好，减少石灰石粒径能增加其表面积，从而提高反应面积。但脱硫剂并非越小越好，如果脱硫剂太小，会有很大部分随着烟气逃逸，增加尾部烟道的飞灰量，使除尘器负担加大。最佳的脱硫剂粒径分布与锅炉设计参数有关，一般在0 ～2 mm，属于比较合理的范围，平均为100 ～200 um。

4)石灰石品质对脱硫效率的影响:石灰石品质对脱硫效率影响十分敏感，不同品质的石灰石反应性能差异很大，在Ca-CO3含量、晶体结构和孔隙特征上也有所不同。一般应对石灰石做热重分析(TGA)，测定其反应率指标，从而准确推算出Ca/S 摩尔比。

5)煤种特性对脱硫的影响:循环流化床炉内脱硫效率的高低，直接取决于煤中含硫量的高低。一般来讲，燃煤中含硫量越高，脱硫效率就越高，但这并不代表SO2排放浓度低。在燃用高硫煤时，脱硫效率能达到90%，甚至更高，但SO2排放浓度仍然不能达到国家排放标准的要求。我厂现在的脱硫系统采用炉外、炉内脱硫相结合，这样可保证达到国家对电厂排放的新环保要求。

6)石灰石投放方式对脱硫效率的影响:我厂现在采用的是石灰石投放点设置在二次风口处，通过特设的风力管道输送系统将石灰石粉末送至二次风管口上方，随二次风进入炉膛，其优点是投放点分散均匀，在炉膛内沸腾扰动强烈，反应速度快程度高，从而使脱硫效率提高，缺点是系统复杂。

2 炉内脱硫在运行当中遇到的相关问题及解决方法

我厂炉内脱硫为连续石灰石输送系统，外购满足要求的石灰石粉(粒径＜1 mm)，由密封罐车运至电厂内，通过设置于密封罐车上的气力卸料系统将石灰石粉卸至石灰石粉储仓。在石灰石粉储仓底部，安装有气力输送系统，石灰石粉由高压空气通过管道直接输送至炉膛进行SO2吸收反应。采用连续运行方式，每套输送系统正常出力不小于一台锅炉燃用设计煤种BMCR 时炉内脱硫所需石灰石粉量的150%。

2.1 石灰石粉输送系统结构组成及接口工艺流程

石灰石粉输送系统结构图如图1 所示。

输送系统接口工艺流程:石灰石粉仓→手动插板阀→圆顶阀→收料仓→圆顶阀→给料仓→旋转给料阀→混合器→输粉管道→分配器→炉膛。

2.2 石灰石系统在实际中遇到的问题及解决方法

我厂2 台330 MW 循环流化床锅炉机组于2014 年1 月通过168 h 试运行，目前已转入商业运行。从目前运行状况来看，主要存在以下情况。

1)输送管路发生泄漏的解决方法:正常运行中，将助吹管道关闭，当发现机组SO2参数上升，入料不充足时，可适当开启助吹管道，持续几分钟，不要长时间开启，防止管道发生泄漏。

2)膨胀节发生膨胀变形的解决方法:在发现该问题后，重新按照施工图纸并结合现场实际膨胀位移量，重新将管道孔洞增大，满足管道的膨胀位移量，很好地解决了该问题。

3)上下缓冲仓发生积灰堵塞的解决方法:重新调节上下缓冲仓的进出料时间，使下缓冲仓的出料时间增长，进料时间缩短，上缓冲仓的出料时间缩短，进料时间缩短，有效地缓解上下缓冲仓的储料时间，防止出现上下缓冲仓发生积灰堵塞现象。

图1 石灰石粉输送系统结构图

3 结语

石灰石炉内脱硫作为循环流化床锅炉主要的脱硫技术已经得到了很大的发展，脱硫效率也基本保持在75% ～90%左右，基本达到国家环保要求。循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫，只要挑选活性高的优质石灰石，严格控制入炉石灰石的粒度，完善石灰石粉的储存和输送系统，防止板结、堵塞，并实施自动化控制、合理控制炉膛温度、选择合适钙硫比等措施，一定能获得较好的脱硫效果。石灰石炉内脱硫是循环流化床锅炉脱硫不错的选择，设备经济型好，脱硫效率高。目前我厂在投运石灰石炉内脱硫系统的情况下，又在炉后配备了炉外脱硫系统，即干法脱硫系统，其配合炉内脱硫系统很好地满足了国家对火电厂排放的标准要求，运行经济性也得到了很好的保证。

［1］于树辉. 循环流化床锅炉炉内添加石灰石脱硫的研究［J］.电力科技与环，2010(2) .

［2］吴凡.浅析循环流化床锅炉炉内脱硫技术［J］.中国科技纵横，2014(1).