青山纸业锅炉烟气脱硫技改工程项目建议书(代可研报告)(31页)-工程可研(编辑修改稿)

青山纸业锅炉烟气脱硫技改工程项目建议书(代可研报告)(31页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

通过调节注入反应器内的喷水量进行控制。 反应器出口烟气在进入静电除尘器前采用空气预热器的热空气加热。 测量进入静电除尘器的烟气并用控制挡板调节热 空气量以保持烟气恒定。 灰份再循环的控制 从 过滤器 到反应器所投入的再循环灰量可以用给料器的速度进行控制。 电动机控制、分组控制 自动化 系统 也用于对电动机、电动阀门和电动挡板的控制，并对启动停机进行联锁和顺序控制。 12 选则方案 : 灰浆再循环 灰浆再循环是 LIFAC 的第三部分，一般电厂采用了炉内喷钙及炉后增湿，已满足脱硫要求。 当排放标准较高或对原有 LIFAC 的两步脱硫作进一步提高时应考虑第三步的灰浆再循环。 灰浆再循环的特点是把静电除尘器灰斗的部分灰和水混合形成灰浆，此灰浆用类 似 LIFAC 喷水的基本方法把灰浆喷进反应器内。 该系统在 LIFAC 的基础上进行改造 ，使脱硫系统的整体效率达 90%以上。 喷钙脱硫成套技术适用范围 喷 钙脱硫成套技术可以用于工业锅炉、大中型电站在役锅炉改造和新建锅炉的烟气脱硫配套设计。 从锅炉容量上看，可从几吨的汽水锅炉到 300MW、 600MW 的大型电站锅炉。 4 工艺系统组成 为增加石灰石粉的炉膛内的活化反应能力，对喷进炉膛内的石灰石粉的颗粒度要求特别细，即〈 40181。 m 的颗粒要大于 90%，以保证有效的脱硫。 作为吸附剂的石灰石纯度 即 CaCO3 要求不小于 92%，以保证CaCO3在炉内进行有效的化学反应。 石灰石制粉系统主要设备有传动装置、鄂式和立轴式破碎机、微粉磨和分离机、以及各种输送机和吸尘器等。 在电厂周围选取品位较高、交通便利的石灰石矿作为矿源，在矿附近建立制粉厂。 建储存 1000 吨粉库一座，在电厂锅炉房附近建 300 吨粉仓。 石灰石粉由粉仓经计量装置送入输粉管道，由给粉风机送入的空气正压输送到四个角上的喷射器内。 输送过程中由母管到各个支管间设置分配器，使各支管流量相同。 为使石灰石粉气流能与炉内主烟气流 量混合均匀，进入炉膛前增加由空预器来的热风作为混合风。 喷射器出口流速为 30～ 90m/s。 LIFAC 脱硫工艺采用 DCS 集散控制系统，主要控制三个调节回路： a. 吸收剂给料量调节回路： 喷入 炉膛 内的石灰石总量由给料机转速调节，喷入总量可手动给定，也可以由锅炉的给煤量和煤的含硫量给定。 实测的 SO2 浓度用来作为反 13 馈量以修正喷入炉膛石灰石量。 b. 吸收剂喷射调节回路： 当锅炉负荷或者燃烧工况有较大变动时，锅炉炉膛内的温度场与流场的波动较大。 这种波动对炉内喷射的脱硫效率影响较大，需要根 据炉内温度的变化，对喷射系统喷入的空气量及空气温度和喷射角进行调整，以保证系统有较高的脱硫效率。 c. SO2浓度控制系统： 根据烟气出口二氧化硫含量对石灰石的喷入量进行调整。 控制回路主要有：喷射系统的启动与停用自动控制系统；喷射管道的堵塞检测系统；系统各部分及各设备之间的连锁控制系统。 5 主要性能保证 功能保证 喷钙后对锅炉的影响 喷钙对结渣倾向的影响 炉 膛内喷钙可导致实际灰成份发生变化，一般认为炉内灰的结渣倾向也会相应发生变化。 实际上对于不同的煤，添加石灰石后煤 灰的熔融性变化有以下几种情况： ① 灰熔点有所降低； ② 灰熔点先降低后又有所提高； ③ 灰熔点变化不显著； ④ 灰熔点有所提高。 电 力部赴美国、芬兰脱硫技术考察报告中介绍：从芬兰 Inkoo 电厂5000 小时运行情况看，炉内无结渣，表明采用喷钙脱硫成套技术不会因结渣问题影响运行。 在设计脱硫型锅炉时，要对设计煤种，校核煤种和使用的石灰石取样，进行燃料特性试验分析和掺入一定比例石灰石后灰熔融特性分析，根据试验结果采取相应措施设计或完善炉膛和燃烧设备。 喷钙对受热面粘污、传热的影响 炉 内添加石灰石，实际灰分的碱 /酸比增大，沾污倾向可能有所增强，但其变化程度与煤种及钙基吸收剂本身特性有关。 据美国环保局和电力研究所工业性试验数据看：“喷入石灰石会降低灰熔化温度，多数情况下，灰的固着强度降低，用常规的吹灰器比较容易清除”。 芬兰 Inkoo 电厂运行 5000 小时，清除受热面上的积灰，无需增设吹灰器，根据负荷可以调整吹灰次数，即可解决受热面沾污积灰问题，各极受热面的传热特性不发生改变。 国内已开发有专项评估方法，能为可行性研究和设计运行提供具体数据。 喷钙对受热磨损的影响 14 石 灰石喷 入炉膛锻炼反应所生成的氧化钙是带有一定孔隙度的微团，其硬度远低于粉煤灰，一部分氧化钙硫化反应后，孔隙和表面被生成的硫酸钙填充和覆盖，中位径比飞灰略大一些，但硬度远低于飞灰，长期运行不会对受热面有较严重磨损。 “八五”喷钙脱硫示范工程──贵州轮胎厂“＃ 4 炉自 1995 年 9 月脱硫装置投运后，几次停炉检查都未发现磨损问题，可以说，喷钙后虽增加了飞灰量，但不加剧受热面的磨损”。 脱硫设备投运对炉内燃烧工况、气温的影响 炉 内喷钙脱硫是选择一个合适的温度区间将石灰石粉喷入炉膛，石灰石粉在烟气温度低于 1200℃的区间喷入，锻烧反应生成的氧化钙固硫活性最佳。 这个温度区对于大容量电站锅炉来说已接近炉膛出口，远离燃烧器区域，故脱硫设备投运对炉内燃烧工况没有影响。 石 灰石粉的输送介质为空气，脱硫设备投运时相应增加了炉风量，在Ca/S＝ 时，其输送风量相当于总燃烧风量的 1~3%，（对大容量锅炉为下限），不会造成炉膛出口烟气温度的变化，也不会对气温带来影响。 对 于大中容量电站锅炉（大于 100MW）来说，石灰石粉锻烧反应最佳温度区域位于上炉膛，炉膛上部受热面设计布置可为石灰石锻烧反应留有一定时间，保证 锻烧反应和固硫反应顺利进行，只要考虑到喷钙带来的影响并采取相应措施，锅炉完全可以安全稳定运行。 喷钙后对炉内灰分和静电除尘器的影响 喷 钙脱硫造成炉内灰分增加，其主要来源是：吸着剂带入的杂质、碳酸钙生成的氧化钙以及固硫反应后生成的硫酸钙等。 经估算，在 Ca/S=2 时，灰分增加：Δ A＝ Sar%。 影响电除尘器（ ESP）的主要因素有：烟气量、粉尘比电阻、粉尘粒径、气流分布均匀性和烟气含尘浓度等。 喷钙脱硫后影响 ESP 除尘效率的几项因素是： ① 烟气通过水合固硫反应后，烟温可降低约 100℃，烟气体积减小，有利于提高除尘器效率；烟气经过增湿比电阻有所下降，有利于提高除尘器效率。 ② 喷钙后飞灰与石灰石粉混合物的中位径比飞灰略大一些，容易收集。 ③ 水合反应器中烟气速度较低，在该流动空间中有 20%~30%的尘被除去，降低了 ESP 的灰负荷。 喷钙脱硫对锅炉运行热效率的影响 ① 电力部火电厂脱硫技术考察团于 1989 年 8 月 ~9 月对美国、芬兰的脱硫技术进行了详细考察。 采用喷钙脱硫的 Inkoo 电厂至 1989 年 9月累计运行 5000 多小时表明：锅炉 热效率下降 %。 国内计算，对于 35t/h 炉最保守的估计也不超过 ％。 ② 喷钙脱硫成套技术攻关组在“七五”、“八五”研究过程中，分析影 15 响锅炉热效率的因素是： 喷射的钙基吸着剂量过剩，导致吸着剂热解吸热，消耗炉内热量； 吸着剂的输送介质为冷空气，相当于增加锅炉漏风、排烟热损失有所增加；但这两种影响都很小。 二次污染 CaCO3 在炉内分解成 CaO 和 CO2， CaO 在炉内、尾部水合固硫器中与 SO2 反应生成 CaSO42H2O，为中性物质，不存在二次污染的问题；剩余的 Ca（ OH） 2 在空 气中的最终产物是 CaCO3，也是中性物质，也不存在二次污染。 因此，从环境角度上来说，不存在二次污染。 脱硫设备投运对锅炉参数可能的影响 ① 喷钙时，受热面沾污，传热系数会有所下降，但由于锅炉设计时都预留有受热面，能保证足够的吸热量。 ② 喷钙对过热器吸收的热量可能有所影响，通过调整喷水量大小，能保证过热蒸汽参数的稳定。 ③ 大型电站锅炉采用挡板调温时，挡板调温的幅度大，灵敏度高。 合理调整挡板开度，可调整再热器与过热器、再热器冷段与热段吸收热量的比例。 脱硫装置的可用率 ① 脱硫装置与 锅炉设备之间是相互独立的两套系统，脱硫装置可解列，解列后锅炉照常运行。 ② 大部分脱硫设备使用的温度区间较低，便于维护与检修。 送粉喷嘴在高温区工作，其材料可用耐热钢或耐火材料，且有冷风冷却，故障时仍可即时更换。 ③ 喷钙脱硫系统简单，转动设备只有风机、水泵、压缩机、埋刮板，这些产品都是定型产品，运行可靠，事故率低。 石灰石粒度：粒径 100μ m 的粉量占总粉量的 94％以上，其中 80％不大于 32μ m 的条件下： Ca/S＝ （摩尔比）时，系统脱硫效率≥ 85％ 系统的使用年限 ≥ 30 年 系 统的平均电负荷 800kW 或自交货验收后一年计或自设备交货后的两年计，按以其中早到的时间计算，其保证期为 6500 运行小时。 保证期不包括按磨损件设计的正常零件的磨损。 当设备已按说明书进行过维护，其保证期仍为有效。 当设备进行过维修并且零件被更换过，则其保证期从维修后或从更 16 换后按上述的保证小时计算计。 SO2释放量保证 SO2 的排放 所列出的 SO2排放量是以燃煤分析中含硫量（湿基）及 Ca/S 摩尔比 的前提下计算的。 例如： 煤中 硫 的含量 , % (湿 ) SO2 的释放量 , mg/, 干烟气 , O2=6% 454 783 上述数据是按保证为 80%脱硫效率计算。 图 2: SO2 释放量的保证值 SO2排放量，mg/nm3，干，O2=6%煤的含硫量，%（ 湿） 石灰石的质量要求： : 颗粒度尺寸 : 80 % 40 m CaCO3的含量 : 92 % 最终的石灰石消耗量在实验后给出。 计算以 92 % 的 CaCO3纯净度为准。 炉膛中需具有一个开孔区，该开孔区能使吸收剂喷射进入在 900～1200 oC 温度区内，并有足够的滞留时间。 证 烟气温度 17 保证在 ESP 前的烟气末端温度为 70C，该温度高出了 SO3 和 水汽引起的酸露点，并高出水的露点温度 15 oC。 因此由硫酸和水冷凝在过滤器和钢制烟道中所引起的腐蚀不会比无脱硫装置之前更为明显。 除尘器前的灰尘密集度 保证的最大值为 77 g/Nm3。 压力 损失 反应器接触面的进口至 ESP 接触面的进口间的压力损失保证不大于1 300 Pa. 系统参数要求 锅炉 －蒸发量 400 t/h －年均运作时间 8000 h － 负荷范围 50～ 100 % of MCR －负荷的差异率 +/－ 5 %/min of MCR 燃烧的煤 －耗煤量 44 t/h（年平均值） －低位发热值 MJ/kg －分析 (湿 %)（按原煤计） C： H： S： O： N： H2O： 灰份： 以上的煤质 (湿 )分析的百分比除含硫量外 ,其它可在 5 %范围内变动。 烟气中的 SO2 － 没有 脱硫时 1800mg/Nm3 (估计最大值 ) －脱硫后烟气 360 mg/Nm3 （最大），设计值 －脱硫后烟气 454 mg/Nm3 （最大），保证值 － SO2的减少量，设计值 85% 设计值 － SO2的减少量，保证值 80% 保证值 进入炉膛内的石灰粉 －物料输送速度 t/h (最大 ) －钙与硫的摩尔比率 －纯净度 (CaCO3) 90 % 18 －颗粒粒度 40 m 80 % 进入活化反应器的烟气 －进入活化反应器的烟气温度为 120140 186。 C －未脱硫时的烟气流量 (湿态 )为 550 000 Nm3/h. －空气预热器之后的烟气温度为 140170 oC. 活化反应器内的增湿水 －最大补给量。