CFB锅炉掺烧高钙煤矸石自脱硫性能试验研究

北极星环保网讯:洁净煤发电技术中,循环流化床锅炉以其煤种适应性强､燃烧效率高､环保性能好､负荷调节范围广和灰渣能综合利用等优点脱颖而出,成为行业领域内鼓励发展的一种锅炉类型｡2011年国家颁布的《火电厂污染物排放标准》中对SO2排放要求更加严格,2014年7月1日起现有火电厂必须达到SO2排放量200mg/m以内｡要达到新标准的要求,只能燃用低硫煤,或者加大石灰石的投入量｡

但是当石灰石投量增加时,脱硫剂的利用率会下降约50%,炉内的灰渣量和飞灰量也会增加,而且还会造成燃料不能充分燃尽,从而降低锅炉的燃烧效率,使经济效益变差;各地的研究学者们都开始寻求深度脱硫方式;宋树亮等人建议采用炉内投石灰石加简易石膏法结合的两级组合脱硫方式;郭新法等人提出采用湿式氨法脱硫法;广东云浮电厂建立的世界上首台CFB锅炉石灰石-石膏湿式深度脱硫装置湿法烟气脱硫虽然脱硫效率高,但存在初投资大,对老电厂机组改造困难,脱硫后烟气对烟道和烟囱腐蚀性等问题;有文献指出煤自身中的CaO与SO2发生反应的可能性远大于外来石灰石;陈鸿伟等人分析了床温､钙硫比对混矸煤自脱硫性能的影响机理｡

针对上述问题,以某电厂200MWCFB锅炉为实验对象,进行了不同配比混矸煤种自脱硫性能和在炉内喷钙工况下脱硫性能的试验研究,以便寻求更为科学､规范的掺烧配比方式,为CFB锅炉的高效低成本脱硫提供参考｡

1、试验系统和方法

1.1研究对象

该厂CFB锅炉采用自然循环､一次中间再热､平衡通风､固态排渣;锅炉汽水系统中过热蒸汽采用六级加热,二级减温方式,炉膛外集中下降管布置结构;循环物料的分离采用高温分离器,立管处采用汽冷形式｡共设有4台给煤机和1台石灰石给料机｡设计混矸煤成分组成为烟煤20%､煤矸石60%､煤泥20%;采用循环流化床燃烧方式,通过在石灰石投运系统,石灰石粉和混矸煤一起送入炉内实现燃烧中脱硫,图1为CFB锅炉示意图,表1为锅炉主要技术参数｡

1.2试验方法

试验方法主要涉及烟气流量的测量及烟气成分的测量｡烟气流量的测量是用切贝切夫法在除尘器入口前烟道通流截面上选点测量各点处的烟气动压､静压和温度,然后根据下列公式求出烟气流量:

式中:v—烟道内气体流速,m/s;k—修正系数;Pd—动压平均值,Pa;ρsj—实际烟气密度,kg/m;ρ0—标况下烟气密度,kg/m3;tsj—实际烟气温度,℃;Pact—环境大气压力,Pa;psj—实测烟气静压,Pa;A—烟道截面积,m2;qv—实测烟气体量,m3/h;qv0—标况下烟气体积流量,Nm3/h｡

图2为除尘器入口前烟道中烟气成分测试系统示意图,在两侧烟道上采用网格法分别抽取烟气样品,烟气样品经烟气混合器混合后通过微型真空泵被送入前置烟气预处理器除水､除灰处理后,分别进入二氧化硫分析仪ROSEMOUNTNGA2000和烟气分析仪TEST350中分析其SO2､O2氧气浓度,每15min测量一次｡

TEST350在每次试验前､后都使用标准气体进行标定,必要时可对所测氧量进行修正｡对脱硫效率的计算中,为了便于对比分析,假设煤种中的硫在燃烧的过程中全部转移到挥发分中｡

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