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CFB锅炉脱硫脱硝运行优化分析

北极星环保网来源:循环流化床发电 朴光俊2019/2/1 10:09:11我要投稿
所属行业: 大气治理  关键词:循环流化床 CFB SNCR

北极星环保网讯:某厂现有三台220t/h循环流化床(CFB)锅炉,型号为HG220/9.8-L.YM27锅炉。为了确保锅炉环保指标达标排放,近年对环保设施进行了一系列改造和扩容。

2012年-2013年进行了石灰石二级系统扩能改造,将单台石灰石添加量由原来的1t/h增加到5t/h。改造前因系统出力低,无法满足新环保要求,现SO2可以控制在180mg/Nm3以下,保证脱硫效率在80%以上。

2013年—2014年进行了锅炉电除尘改造,保留原有的1#、2#电场,将原3#、4#电场的极板、极线拆除,新安装布袋除尘器,将三台电除尘改造成电袋复合除尘器,这样进一步提高除尘效率,确保改造后烟尘排放指标达到国家最新环保标准。改造前颗粒物排放浓度为90~100mg/Nm3左右,无法满足新环保要求,现可以控制在20mg/Nm3以下,保证除尘效率在99.7%。

2014年进行石灰石一级输送出力提高的改造,将原有石灰石库储仓至石灰石日用仓的输送管线更换为内旁通双套管输送系统,提高出力至25t/h,确保石灰石量的一级输送。

2014~2015年新建锅炉SNCR脱硝系统,无脱硝设备时NOx排放浓度为250mg/Nm3左右,现可控制在180mg/Nm3以下,保证脱硝效率在63%以上。

1环保设施投运初期遇到的典型问题

1.1锅炉运行风量不足问题

无脱硝设施时,为了锅炉NOx指标达标排放,采取了减少风量运行方式。我厂锅炉配置大钟罩式风帽,入炉煤颗粒较大,煤矸石较多,平时较大风量运行。减少一次风量运行后,降低NOx指标确实起到一定的效果。但是因为一次风量不足,导致炉膛底部欠氧燃烧,甚至正常流化也受到影响,时有发生排渣管堵塞现象,有时还排出小焦块,而且排出的炉渣含碳量很高。另外减少二次风量运行,导致二次风管根部烧红,甚至使风管根部冒烟严重。1#炉停炉后在炉内检查发现,下二次风管已严重变形,变形风管和浇注料之间出现了较大空间。而且在这区域产生强烈涡流,涡流携带着床料冲刷浇注料脱落,导致有些水冷壁管已裸露在外,管表面有明显被冲刷痕迹,存在水冷壁爆管的危险。

锅炉飞灰、炉渣样本分析结果,含碳量均达到9%~10%之间,机械不完全燃烧热损失增加,造成锅炉热效率降低。

1.2环保排放数据偏差较大问题

集控室监控环保数据与烟气检测室数据,与上传到环保局、集团公司环保数据之间都存在着较大的偏差。主值班员监视的集控室电脑环保数据显示是合格的,但是烟气检测室或者上传至环保局、集团公司的环保数据,时有超标现象发生。通过观察发现,电脑与几台数采仪之间都有时间差,后来把时间尽量校准到同步;又考虑到数据偏差的存在,指标尽可能控制的稍低一些;同时提高锅炉主值班员调整水平,锅炉运行负荷和排放指标尽量控制的平稳一些,以保证没有超标数据上传。

1.3石灰石量消耗大

2015年为了大幅降低SO2指标,石灰石消耗量偏高,平均钙硫摩尔比为7.96,钙硫摩尔比最高达到12.46。石灰石消耗量远高于2.2的设计钙硫摩尔比,石灰石浪费现象十分严重。

2锅炉污染物排放优化调整

2.1锅炉负荷与烟气排放指标

2014年7月份大检修后,运行初期锅炉负荷相对较低,生成的NOx较少,在无脱硝设施情况下,NOx、SO2指标全部合格排放。(2014年冬季建成脱硝设施)8月12、15日分别针对1#、3#锅炉做大负荷试验,查看NOx、SO2指标情况,在单台锅炉负荷达到190~200t/h情况下,尽量减少石灰石添加量,两个指标同时均衡调控,NOx、SO2指标均超过200mg/Nm3标准。

8月25日公司装置用汽量逐渐增大,两台锅炉负荷共达到350t/h以上时,在保证SO2指标合格情况下,NOx排放超标次数逐渐增多。通过试验发现:

(1)随锅炉负荷量提高,给煤量增加,即SO2、NOx生成量增加。给煤量增多,入炉的S和N元素含量会增多,同时炉膛温度也会随即升高,促使反应更加活跃加速,SO2、NOx生成量自然会增加。

(2)煤中S、N元素含量因煤种不同而差别很大,S、N元素含量越高,燃烧中SO2、NOx生成量会越高。煤种中S、N元素含量大小,是烟气中SO2和NOx生成量的主要因素之一。

(3)随石灰石给料量增加SO2指标会下降,但是NOx指标反而上升,石灰石给料量减少结果相反。由此证明了随着石灰石给料量增多,炉内NOx生成量会相应增大。其原因为随着石灰石量的增加炉内循环灰中CaO含量也会随之增加,CaO是NOx生成的催化剂,所以NOx生成量会有所上升。

2.2锅炉风量配比与烟气排放指标关系试验

表1的试验运行符合为168t/h,入炉煤质稳定,石灰石和氨水耗量保持不变。试验数据如下:

QQ截图20190201100450.jpg

通过试验发现:

(1)随二次风量增加导致SO2下降、Nox上升、颗粒物上升(SO2降36mg/Nm3;NOx升47mg/Nm3;颗粒物升2mg/Nm3),二次风量减少结果正相反。

(2)二次风量过低,吨煤产汽下降,炉渣含碳量升高,机械不完全燃烧热损失升高。

延伸阅读:

CFB锅炉脱硫脱硝系统多目标优化

150MW循环流化床锅炉脱硫脱硝技术改造及燃烧优化

大型火电厂锅炉脱硫脱硝及烟气除尘方案探究

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