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小型循环流化床锅炉投入石灰石脱硫对锅炉运行的影响及改进措施

2017-01-13 14:11:01 来源:

通过对小型循环流化床锅炉投入石灰石脱硫运行后的情况分析,提出循环流化床锅炉实际脱硫过程中存在的诸多问题及技术因素和经济因素,指出循环流化床锅炉烟气可以达标排放且能保证流化床锅炉效率更可靠、更实用、更经济的改造方案。

脱硫

循环流化床锅炉发展的核心问题是环保问题和锅炉热效率问题,即在保证效率的同时,降低污染物排放。目前,对循环流化床锅炉环保问题的研究已进行得非常深入,不仅对低NOX排放、炉内石灰石脱硫等重大问题有了较为深入的了解,而且对N2O、CO、CXHY等原来不太被人们重视的问题也给予了充分关注,同时,设计单位和各电厂对如何保证和提高循环流化床锅炉效率也有了一定的认识。

更可靠实用、更经济的循环流化床锅炉炉内脱硫系统优化设计方案的重点是强化系统防堵设计、合理布置炉膛接口、选择合适脱硫固化剂,能够保证循环流化床锅炉烟气脱硫效率,烟气能够达标排放,灰渣能够综合利用。

实施方案

我公司目前有4×75t/h和1×220t/h中温中压循环流化床锅炉,分别在2005年后陆续安装了炉内喷钙脱硫系统,但因为设备选型老旧和其它原因脱硫设备一直未能良好的投入使用,由于环保要求日益提高,在2013年我公司将五台循环流化床锅炉原有的喷钙脱硫系统进行整体优化改造。#1-#5锅炉脱硫系统改造目标:使脱硫系统实现提高安全可靠性,系统操作简便,维护量小系统运行稳定,便于DCS集中操作监控,脱硫实现系统脱硫效果满足<400mg/m³。

因循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广、负荷调节灵活、环保性能好等优点,但传统的炉内脱硫系统设计存在着脱硫设备故障率高,石灰石粉输送不畅,导致循环流化床锅炉脱硫效率低下。在实际锅炉运行后停炉检修发现炉膛内部磨损严重,尾部积灰厚的现象,脱硫固化剂的消耗量却非常可观,即使采用廉价的石灰石脱硫也使发电成本显著增加。

原有脱硫系统不能满足正常使用和脱硫效率要求,设备选型及管路系统配置不能满足目前环保设计要求,因此本次改造需要更换原有的脱硫输送设备及管路配置。针对目前环保检测要求,将对锅炉脱硫系统进行从设备至工艺管道控制系统的全面改造,具体改造方案如下:

1、拆除原有的输送设备及管道,系统保留原有石灰石钢仓及钢仓附属设备。

2、更换原有输送给料设备,包括更换部分输送风机,输送锁气给料机,混料加速室,输送管路,成套就地控制单元,以及脱硫输送系统的其他辅助系统的配套改造。

3、料仓用气化装置,安装在粉仓底部,加热过的空气通过多孔板使干燥的粉粒状的物料流化,增加物料的流动性,防止物料板结、起拱。在料仓内壁上增加设计高压热风气化板。

4、针对石灰石粉落料不畅情况,落料管到增设落料助流组件,防止落料管道阻塞;每根石灰石粉输送管道,加装输送管路手动助吹防堵管道阀门;增加管路落料流化助吹装置,及管道防吹堵装置,每套脱硫装置增加炉口喷射设备1套。

5、针对控制系统,提供就地控制盘柜,实现风机及给料输送系统的就地控制,及加热器就地温控功能,同时提供DCS远程控制接口,实现DCS远方集中监控。

6、输送风机气源部分,提供送风机,风机气源配套手动阀门及气源放空阀,更换原来的排气管路使排气管路顺畅。

7、更换流化气管路、吹堵气管路,使用罗茨风机提供气源用气。根据现场的实际情况选高压罗茨风机,在喷射供料器上增设备用风,风源为压缩空气。防止在输送风压不足时石灰石输送系统堵塞,设计风加热装置以确保整个系统能用热风吹扫。

8、检查修复原系统的加热器设备。对粉仓设计保温层,用电加热器将石灰石风机送出的风加热到一定温度,使输送管路中的物料顺畅流动。石灰石粉仓系统的电加热器能保证在气候极端潮湿的情况下,脱硫剂粉不发生结块,以防止堵料。

锅炉喷钙脱硫系统通过上述优化改造后,已能保证锅炉脱硫系统正常投入使用,期间不间断的投入石灰石保证锅炉排放指标运行。

投运后存在问题及解决措施

#5炉(220t/h)炉内喷钙脱硫投运后,在连续运行3个月后停炉检查中发现,锅炉尾部各级受热面积灰严重,从低温段过热器依次向下排列的各级受热面积灰都较以往未投入石灰石脱硫积灰量大得多,积灰基本上覆盖了管排之间的间隙,吊挂管管壁积灰厚度达10mm,而且存在一定的粘度,从上至下受热面积灰越来越厚,空预器至除尘器尾部水平烟道积灰达1米以上,超过烟道1/2截面,已经影响到锅炉风机运行参数,过厚的积灰对锅炉受热面换热造成很大的影响,从而影响锅炉综合热效率。严重的积灰对锅炉运行影响如下:

1、降低了锅炉出力。

2、降低了锅炉热效率,增加了煤耗。

3、降低了锅炉的使用寿命。

4、降低了锅炉机组的可用率。

5、由于堵塞,使局部受热面处的烟速过高,磨损增大,且使受热面的外部腐蚀加快,容易诱发泄漏、爆管等安全事故的发生针对上述问题,我公司相关技术人员经过多次研究和讨论,同时咨询和调研周边同类机组运行情况,根据存在的问题,以减少石灰石粉投入量,减少锅炉炉膛内部磨损,减少炉内积灰量,提高锅炉受热面换热效率并确保锅炉环保排放指标为目标进行如下改进:

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