青山紙業(yè)鍋爐煙氣脫硫技改工程項目建議書(代可研報告)(31頁)-工程可研(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 通過調(diào)節(jié)注入反應(yīng)器內(nèi)的噴水量進行控制。 反應(yīng)器出口煙氣在進入靜電除塵器前采用空氣預(yù)熱器的熱空氣加熱。測量進入靜電除塵器的煙氣并用控制擋板調(diào)節(jié)熱 空氣量以保持煙氣恒定。 灰份再循環(huán)的控制 從 過濾器 到反應(yīng)器所投入的再循環(huán)灰量可以用給料器的速度進行控制。 電動機控制、分組控制 自動化 系統(tǒng) 也用于對電動機、電動閥門和電動擋板的控制，并對啟動停機進行聯(lián)鎖和順序控制。 12 選則方案 : 灰漿再循環(huán) 灰漿再循環(huán)是 LIFAC 的第三部分，一般電廠采用了爐內(nèi)噴鈣及爐后增濕，已滿足脫硫要求。當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)較高或?qū)υ?LIFAC 的兩步脫硫作進一步提高時應(yīng)考慮第三步的灰漿再循環(huán)?；覞{再循環(huán)的特點是把靜電除塵器灰斗的部分灰和水混合形成灰漿，此灰漿用類 似 LIFAC 噴水的基本方法把灰漿噴進反應(yīng)器內(nèi)。該系統(tǒng)在 LIFAC 的基礎(chǔ)上進行改造 ，使脫硫系統(tǒng)的整體效率達 90%以上。 噴鈣脫硫成套技術(shù)適用范圍 噴 鈣脫硫成套技術(shù)可以用于工業(yè)鍋爐、大中型電站在役鍋爐改造和新建鍋爐的煙氣脫硫配套設(shè)計。從鍋爐容量上看，可從幾噸的汽水鍋爐到 300MW、 600MW 的大型電站鍋爐。 4 工藝系統(tǒng)組成 為增加石灰石粉的爐膛內(nèi)的活化反應(yīng)能力，對噴進爐膛內(nèi)的石灰石粉的顆粒度要求特別細，即〈 40181。m 的顆粒要大于 90%，以保證有效的脫硫。作為吸附劑的石灰石純度 即 CaCO3 要求不小于 92%，以保證CaCO3在爐內(nèi)進行有效的化學(xué)反應(yīng)。 石灰石制粉系統(tǒng)主要設(shè)備有傳動裝置、鄂式和立軸式破碎機、微粉磨和分離機、以及各種輸送機和吸塵器等。 在電廠周圍選取品位較高、交通便利的石灰石礦作為礦源，在礦附近建立制粉廠。建儲存 1000 噸粉庫一座，在電廠鍋爐房附近建 300 噸粉倉。 石灰石粉由粉倉經(jīng)計量裝置送入輸粉管道，由給粉風(fēng)機送入的空氣正壓輸送到四個角上的噴射器內(nèi)。輸送過程中由母管到各個支管間設(shè)置分配器，使各支管流量相同。為使石灰石粉氣流能與爐內(nèi)主煙氣流 量混合均勻，進入爐膛前增加由空預(yù)器來的熱風(fēng)作為混合風(fēng)。噴射器出口流速為 30～ 90m/s。 LIFAC 脫硫工藝采用 DCS 集散控制系統(tǒng)，主要控制三個調(diào)節(jié)回路： a. 吸收劑給料量調(diào)節(jié)回路： 噴入 爐膛 內(nèi)的石灰石總量由給料機轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)，噴入總量可手動給定，也可以由鍋爐的給煤量和煤的含硫量給定。實測的 SO2 濃度用來作為反 13 饋量以修正噴入爐膛石灰石量。 b. 吸收劑噴射調(diào)節(jié)回路： 當(dāng)鍋爐負荷或者燃燒工況有較大變動時，鍋爐爐膛內(nèi)的溫度場與流場的波動較大。這種波動對爐內(nèi)噴射的脫硫效率影響較大，需要根 據(jù)爐內(nèi)溫度的變化，對噴射系統(tǒng)噴入的空氣量及空氣溫度和噴射角進行調(diào)整，以保證系統(tǒng)有較高的脫硫效率。 c. SO2濃度控制系統(tǒng)： 根據(jù)煙氣出口二氧化硫含量對石灰石的噴入量進行調(diào)整。 控制回路主要有：噴射系統(tǒng)的啟動與停用自動控制系統(tǒng)；噴射管道的堵塞檢測系統(tǒng)；系統(tǒng)各部分及各設(shè)備之間的連鎖控制系統(tǒng)。 5 主要性能保證 功能保證 噴鈣后對鍋爐的影響 噴鈣對結(jié)渣傾向的影響 爐 膛內(nèi)噴鈣可導(dǎo)致實際灰成份發(fā)生變化，一般認為爐內(nèi)灰的結(jié)渣傾向也會相應(yīng)發(fā)生變化。 實際上對于不同的煤，添加石灰石后煤 灰的熔融性變化有以下幾種情況： ① 灰熔點有所降低； ② 灰熔點先降低后又有所提高； ③ 灰熔點變化不顯著； ④ 灰熔點有所提高。 電 力部赴美國、芬蘭脫硫技術(shù)考察報告中介紹：從芬蘭 Inkoo 電廠5000 小時運行情況看，爐內(nèi)無結(jié)渣，表明采用噴鈣脫硫成套技術(shù)不會因結(jié)渣問題影響運行。在設(shè)計脫硫型鍋爐時，要對設(shè)計煤種，校核煤種和使用的石灰石取樣，進行燃料特性試驗分析和摻入一定比例石灰石后灰熔融特性分析，根據(jù)試驗結(jié)果采取相應(yīng)措施設(shè)計或完善爐膛和燃燒設(shè)備。 噴鈣對受熱面粘污、傳熱的影響 爐 內(nèi)添加石灰石，實際灰分的堿 /酸比增大，沾污傾向可能有所增強，但其變化程度與煤種及鈣基吸收劑本身特性有關(guān)。據(jù)美國環(huán)保局和電力研究所工業(yè)性試驗數(shù)據(jù)看：“噴入石灰石會降低灰熔化溫度，多數(shù)情況下，灰的固著強度降低，用常規(guī)的吹灰器比較容易清除”。芬蘭 Inkoo 電廠運行 5000 小時，清除受熱面上的積灰，無需增設(shè)吹灰器，根據(jù)負荷可以調(diào)整吹灰次數(shù)，即可解決受熱面沾污積灰問題，各極受熱面的傳熱特性不發(fā)生改變。國內(nèi)已開發(fā)有專項評估方法，能為可行性研究和設(shè)計運行提供具體數(shù)據(jù)。 噴鈣對受熱磨損的影響 14 石 灰石噴 入爐膛鍛煉反應(yīng)所生成的氧化鈣是帶有一定孔隙度的微團，其硬度遠低于粉煤灰，一部分氧化鈣硫化反應(yīng)后，孔隙和表面被生成的硫酸鈣填充和覆蓋，中位徑比飛灰略大一些，但硬度遠低于飛灰，長期運行不會對受熱面有較嚴重磨損?！鞍宋濉眹娾}脫硫示范工程──貴州輪胎廠“＃ 4 爐自 1995 年 9 月脫硫裝置投運后，幾次停爐檢查都未發(fā)現(xiàn)磨損問題，可以說，噴鈣后雖增加了飛灰量，但不加劇受熱面的磨損”。 脫硫設(shè)備投運對爐內(nèi)燃燒工況、氣溫的影響 爐 內(nèi)噴鈣脫硫是選擇一個合適的溫度區(qū)間將石灰石粉噴入爐膛，石灰石粉在煙氣溫度低于 1200℃的區(qū)間噴入，鍛燒反應(yīng)生成的氧化鈣固硫活性最佳。這個溫度區(qū)對于大容量電站鍋爐來說已接近爐膛出口，遠離燃燒器區(qū)域，故脫硫設(shè)備投運對爐內(nèi)燃燒工況沒有影響。 石 灰石粉的輸送介質(zhì)為空氣，脫硫設(shè)備投運時相應(yīng)增加了爐風(fēng)量，在Ca/S＝ 時，其輸送風(fēng)量相當(dāng)于總?cè)紵L(fēng)量的 1~3%，（對大容量鍋爐為下限），不會造成爐膛出口煙氣溫度的變化，也不會對氣溫帶來影響。 對 于大中容量電站鍋爐（大于 100MW）來說，石灰石粉鍛燒反應(yīng)最佳溫度區(qū)域位于上爐膛，爐膛上部受熱面設(shè)計布置可為石灰石鍛燒反應(yīng)留有一定時間，保證 鍛燒反應(yīng)和固硫反應(yīng)順利進行，只要考慮到噴鈣帶來的影響并采取相應(yīng)措施，鍋爐完全可以安全穩(wěn)定運行。 噴鈣后對爐內(nèi)灰分和靜電除塵器的影響 噴 鈣脫硫造成爐內(nèi)灰分增加，其主要來源是：吸著劑帶入的雜質(zhì)、碳酸鈣生成的氧化鈣以及固硫反應(yīng)后生成的硫酸鈣等。 經(jīng)估算，在 Ca/S=2 時，灰分增加：Δ A＝ Sar%。 影響電除塵器（ ESP）的主要因素有：煙氣量、粉塵比電阻、粉塵粒徑、氣流分布均勻性和煙氣含塵濃度等。噴鈣脫硫后影響 ESP 除塵效率的幾項因素是： ① 煙氣通過水合固硫反應(yīng)后，煙溫可降低約 100℃，煙氣體積減小，有利于提高除塵器效率；煙氣經(jīng)過增濕比電阻有所下降，有利于提高除塵器效率。 ② 噴鈣后飛灰與石灰石粉混合物的中位徑比飛灰略大一些，容易收集。 ③ 水合反應(yīng)器中煙氣速度較低，在該流動空間中有 20%~30%的塵被除去，降低了 ESP 的灰負荷。 噴鈣脫硫?qū)﹀仩t運行熱效率的影響 ① 電力部火電廠脫硫技術(shù)考察團于 1989 年 8 月 ~9 月對美國、芬蘭的脫硫技術(shù)進行了詳細考察。采用噴鈣脫硫的 Inkoo 電廠至 1989 年 9月累計運行 5000 多小時表明：鍋爐 熱效率下降 %。國內(nèi)計算，對于 35t/h 爐最保守的估計也不超過 ％。 ② 噴鈣脫硫成套技術(shù)攻關(guān)組在“七五”、“八五”研究過程中，分析影 15 響鍋爐熱效率的因素是： 噴射的鈣基吸著劑量過剩，導(dǎo)致吸著劑熱解吸熱，消耗爐內(nèi)熱量； 吸著劑的輸送介質(zhì)為冷空氣，相當(dāng)于增加鍋爐漏風(fēng)、排煙熱損失有所增加；但這兩種影響都很小。 二次污染 CaCO3 在爐內(nèi)分解成 CaO 和 CO2， CaO 在爐內(nèi)、尾部水合固硫器中與 SO2 反應(yīng)生成 CaSO42H2O，為中性物質(zhì)，不存在二次污染的問題；剩余的 Ca（ OH） 2 在空 氣中的最終產(chǎn)物是 CaCO3，也是中性物質(zhì)，也不存在二次污染。因此，從環(huán)境角度上來說，不存在二次污染。 脫硫設(shè)備投運對鍋爐參數(shù)可能的影響 ① 噴鈣時，受熱面沾污，傳熱系數(shù)會有所下降，但由于鍋爐設(shè)計時都預(yù)留有受熱面，能保證足夠的吸熱量。 ② 噴鈣對過熱器吸收的熱量可能有所影響，通過調(diào)整噴水量大小，能保證過熱蒸汽參數(shù)的穩(wěn)定。 ③ 大型電站鍋爐采用擋板調(diào)溫時，擋板調(diào)溫的幅度大，靈敏度高。合理調(diào)整擋板開度，可調(diào)整再熱器與過熱器、再熱器冷段與熱段吸收熱量的比例。 脫硫裝置的可用率 ① 脫硫裝置與 鍋爐設(shè)備之間是相互獨立的兩套系統(tǒng)，脫硫裝置可解列，解列后鍋爐照常運行。 ② 大部分脫硫設(shè)備使用的溫度區(qū)間較低，便于維護與檢修。送粉噴嘴在高溫區(qū)工作，其材料可用耐熱鋼或耐火材料，且有冷風(fēng)冷卻，故障時仍可即時更換。 ③ 噴鈣脫硫系統(tǒng)簡單，轉(zhuǎn)動設(shè)備只有風(fēng)機、水泵、壓縮機、埋刮板，這些產(chǎn)品都是定型產(chǎn)品，運行可靠，事故率低。 石灰石粒度：粒徑 100μ m 的粉量占總粉量的 94％以上，其中 80％不大于 32μ m 的條件下： Ca/S＝ （摩爾比）時，系統(tǒng)脫硫效率≥ 85％ 系統(tǒng)的使用年限 ≥ 30 年 系 統(tǒng)的平均電負荷 800kW 或自交貨驗收后一年計或自設(shè)備交貨后的兩年計，按以其中早到的時間計算，其保證期為 6500 運行小時 。 保證期不包括按磨損件設(shè)計的正常零件的磨損。當(dāng)設(shè)備已按說明書進行過維護，其保證期仍為有效。 當(dāng)設(shè)備進行過維修并且零件被更換過，則其保證期從維修后或從更 16 換后按上述的保證小時計算計。 SO2釋放量保證 SO2 的排放 所列出的 SO2排放量是以燃煤分析中含硫量（濕基）及 Ca/S 摩爾比 的前提下計算的。 例如： 煤中 硫 的含量 , % (濕 ) SO2 的釋放量 , mg/, 干煙氣 , O2=6% 454 783 上述數(shù)據(jù)是按保證為 80%脫硫效率計算。 圖 2: SO2 釋放量的保證值 SO2排放量，mg/nm3，干，O2=6%煤的含硫量，%（ 濕） 石灰石的質(zhì)量要求： : 顆粒度尺寸 : 80 % 40 ?m CaCO3的含量 : 92 % 最終的石灰石消耗量在實驗后給出。計算以 92 % 的 CaCO3純凈度為準(zhǔn)。 爐膛中需具有一個開孔區(qū)，該開孔區(qū)能使吸收劑噴射進入在 900～1200 oC 溫度區(qū)內(nèi)，并有足夠的滯留時間。 證 煙氣溫度 17 保證在 ESP 前的煙氣末端溫度為 70?C，該溫度高出了 SO3 和 水汽引起的酸露點，并高出水的露點溫度 15 oC 。因此由硫酸和水冷凝在過濾器和鋼制煙道中所引起的腐蝕不會比無脫硫裝置之前更為明顯。 除塵器前的灰塵密集度 保證的最大值為 77 g/Nm3。 壓力 損失 反應(yīng)器接觸面的進口至 ESP 接觸面的進口間的壓力損失保證不大于1 300 Pa. 系統(tǒng)參數(shù)要求 鍋爐 －蒸發(fā)量 400 t/h －年均運作時間 8000 h － 負荷范圍 50～ 100 % of MCR －負荷的差異率 +/－ 5 %/min of MCR 燃燒的煤 －耗煤量 44 t/h（年平均值） －低位發(fā)熱值 MJ/kg －分析 (濕 %)（按原煤計） C： H： S： O： N： H2O： 灰份： 以上的煤質(zhì) (濕 )分析的百分比除含硫量外 ,其它可在 ?5 %范圍內(nèi)變動。 煙氣中的 SO2 － 沒有 脫硫時 1800mg/Nm3 (估計最大值 ) －脫硫后煙氣 360 mg/Nm3 （最大），設(shè)計值 －脫硫后煙氣 454 mg/Nm3 （最大），保證值 － SO2的減少量，設(shè)計值 85% 設(shè)計值 － SO2的減少量，保證值 80% 保證值 進入爐膛內(nèi)的石灰粉 －物料輸送速度 t/h (最大 ) －鈣與硫的摩爾比率 －純凈度 (CaCO3) 90 % 18 －顆粒粒度 40 ?m 80 % 進入活化反應(yīng)器的煙氣 －進入活化反應(yīng)器的煙氣溫度為 120140 186。C －未脫硫時的煙氣流量 (濕態(tài) )為 550 000 Nm3/h. －空氣預(yù)熱器之后的煙氣溫度為 140170 oC. 活化反應(yīng)器內(nèi)的增濕水 －最大補給量