白昌先;朱俊平
【摘 要】This paper introduces the application of furnace calcium injection system in circulating fluidized bed boiler, Through the cheap limestone desulfurization system in furnace, for sulfur content can be achieved discharge standards basical-ly in the coal below 0.35%; at the same time is the lowest cost of desulfurization operation mode. It analyzes coal sulfur content of more than 0.35%, throw into the furnace desulfurization, reduces the pressure furnace desulfurization, realizes the low cost operation of the FGD system. This is a successful case, which have extensive application prospect.%介绍了炉内喷钙系统在循环流化床锅炉上的应用，通过炉内廉价的石灰石脱硫系统，对于含硫量在0.35%以下的煤种基本可以实现达标排放，同时也是最低成本的脱硫运行方式。分析了对于含硫超过0.35%的煤种，投入炉内脱硫后，可以减轻炉后脱硫的压力，实现脱硫系统的低成本运行。得出了炉内脱硫系统在当前环保排放标准下应用于循环流化床锅炉上的成功案例及广泛应用前景。 【期刊名称】《科技创新与生产力》
【年(卷),期】2015(000)004
【总页数】3页(P105-107)
【关键词】石灰石;炉内脱硫;循环流化床锅炉
【作 者】白昌先;朱俊平
【作者单位】太原锅炉集团有限公司电力设计所，山西 太原 030021;太原锅炉集团有限公司电力设计所，山西 太原 030021
【正文语种】中 文
【中图分类】TK229
我国目前的能源利用状况是煤炭占能源消费总量比重约为70%。国务院2013年9月12号发布的《大气污染防治行动计划》明确规定，到2017年，煤炭占能源消费总量比重降到65%以下。这说明煤炭资源还将在一定时期内作为能源消费的主力军。同时2013年6月，国家能源局印发了《关于同意委托山西省核准低热值煤发电项目的函》 （国能电力〔2013〕2
28号），委托山西省负责“十二五”低热值煤发电项目规划布局及核准工作。这些文件的印发，为循环流化床锅炉的应用和发展带来新的契机，文件明确规定要加强脱硫、脱硝、高效除尘等相关污染物的控制。
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它炉内流化风速较高，在炉膛出口加装了气固物料分离器。被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。
基于循环流化床锅炉的燃烧原理，其具有如下的固有特点：一是燃烧温度低，循环流化床锅炉的炉膛燃烧温度在850~950℃之间，且炉膛内上下温度场温度相差不超过30℃。二是负荷调节范围广，通常循环流化床锅炉负荷调节范围在50%~110%，能有效满足外界运行工况的需求。三是煤种适应范围广，循环流化床锅炉适应煤种范围从低位发热值5 016~20 900 kJ/kg范围内均能稳定燃烧。
污染物排放低：由于炉膛燃烧温度低，同时在炉膛密相区处于还原性气氛，污染物排放指标均低于煤粉炉，属环保型锅炉。
边坡滑模施工
循环流化床燃烧脱硫技术是指在循环流化床锅炉中将石灰石原料粉碎，喷入炉膛中在炉内与煤同时燃烧，在800～900℃时，石灰石受热分解成CO2及多孔CaO，CaO与SO2发生反应生成CaSO4。由于循环流化床锅炉带有高温除尘器（旋风分离器），可使飞出去的未完全反应的脱硫剂又返回炉膛循环利用，同时，循环流化床较低的燃烧温度确保CaO不会烧结，从而提高了脱硫效率。其化学反应式为
式（1）为吸热反应，石灰石CaCO3分解为CaO和CO2的热分解温度为880℃左右。式（2） 中CaO与SO2反应的最佳温度为850～880℃[1]。由于循环床内的烟气流速为4.5～7.0 m/s，可以把相当数量的固体颗粒带出炉膛。安装在炉膛出口处的高效分离器能将被气流带出的固体颗粒分离出来，再将其送回炉膛底部，以维持炉膛内床料总量不变的连续工作状态。
由于循环流化床锅炉中被烟气带出的细颗粒能在旋风分离器中被分离出来并被送回炉内再利用，因而大大延长了脱硫剂的停留时间。在炉膛内的内循环和整个物料通过旋风分离器的外循环过程中，脱硫剂的颗粒会被磨碎而出现新的反应表面，而在整个固体物料的循环系统内有着均匀的温度分布，这一切大大地改善了脱硫性能，提高了脱硫剂的使用效率。
炉内石灰石脱硫时，发生的化学反应吸放热为
可见，从以上反应吸放热比得出，当Ca/S为2.45时，吸放热达到平衡。同时，当温度稳定，Ca/S为2.5时，脱硫效率也达到最佳。表1为某75 t/h循环流化床锅炉的脱硫效率与Ca/S比的关系[2]。
因此在Ca/S为2.5时，既可以得到最佳的脱硫效率，又可使得对锅炉燃烧的影响降到最低，是炉内石灰石脱硫的推荐运行参数。SO2的生成量按下列公式计算
式中：MSO2为烟气中SO2含量，t/h；K为燃料燃烧中硫的转化率（煤粉炉一般取0.9）；Bg为锅炉最大连续工况负荷时的燃烧量，t/h；q4为锅炉机械未完全燃烧的热损失，%；Sar为燃料收到剂硫分，%。
以TG-75/3.82-M中温中压锅炉，煤质14 630 kJ/kg为例，煤质成分见表2。
水力测功器
当煤质含硫量在0.325%时，煤耗量为17.06 t/h，烟气量为5.295 1 m3/kg（干基，6%含氧量）。将数据代入式（3）得
折算为为1 030 mg/m3。按现在标准排放浓度100 mg/m3计算，脱硫效率为 90.6%（即 Ca/S为2.5）时可满足当前环保排放要求。在此热质下，当含硫量超过0.35%时，炉内脱硫脱去其绝大部分，炉后采用简单的增湿或半干法脱硫可满足环保排放要求。
对于原有锅炉，环保排放标准为200 mg/m3，应用以上公式，则当含硫在0.65%时，脱硫效率为90.6%（即Ca/S为2.5）时可满足当前环保排放要求。
5.1 炉内脱硫石灰石输送系统工艺流程
炉内脱硫的工艺流程：系统包括1个石灰石粉仓和1套石灰石粉气力输送系统。石灰石粉仓的物料由散装罐车运来送入石灰石粉仓内。物料从石灰石粉仓的下部手动插板阀，通过气动进料阀进入混合器，利用压缩空气或罗茨风机将物料吹送到锅炉炉膛。
5.2 炉内脱硫系统运行及投资费用
以长春某能源自备电厂1台75 t/h为例。聚氨酯生产工艺
5.2.1 运行费用
脱硫系统投入运行后，运行费用主要包括：脱硫剂消耗、电耗、人工、设备维护等方面。
1）脱硫剂耗量：当S=0.325%时，年脱硫剂耗费约为108.8万元。羟乙基纤维素钠
2） 年耗电量：装机容量41.25 kW，则年耗电量：约14.52万元/a。
3） 年总运行费用：年总运行费用以脱硫剂消耗及电耗为主，约为108.8+14.52=123.32万元/a。
5.2.2 投资估算
1） 直接费用 （A）：设备及材料费用合计75.54万元。
热熔铜螺母2）间接费用（B）：含安装运输，不可预见，间接费合计约11.34万元。
3）税金（C）：C=（A+B）×10%=（75.54+11.34）× 10%=8.69万元。
4）总价：总价=A+B+C=75.54+11.34+8.69= 94.69万元。
5.2.3 经济分析
炉内石灰石脱硫系统相对其他脱硫方式投资和运行费用均为最低，且其运行时无废水产生，脱硫产物和灰渣一起可以综合利用。相比其他脱硫方式，每年节约脱硫费用60万元，投资费用节省40万元。
国内以煤炭为主要资源的格局在短时间内不会发生改变，循环流化床锅炉以其环保性和煤种适应性广将得到越来越多的应用，炉内脱硫作为循环流化床锅炉最廉价的脱硫方式应该得到广泛的应用，以降低循环流化床锅炉机组电站的脱硫运行成本，达到电厂运行和环保排放的协调统一。
灯管支架
【相关文献】
[1]杨海瑞,吕俊复,邢兴.循环流化床锅炉污染物排放规律的热态研究[J].电站工程系统,2000,16(3):131-134．
[2]马林转,宁平,卿春.循环流化床锅炉脱硫的试验研究[J].环境工程,2005,23(5):47-50．
[3]国家环境保护总局.HJ-T 179—2005火电厂烟气脱硫工程技术规范[S].北京:中国环境科学出版社,2005.
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