影响CFB锅炉脱硫系统稳定运行的主要因素及应对措施

　　目前,国内在建及待批的300 MW容量等级CFB锅炉已近80台,但实际运行的一部分CFB锅炉脱硫效率比较低,烟气中SO2的排放浓度较高,不能满足《火电厂大气污染物排放标准》(2003)的要求。本文对影响CFB锅炉脱硫系统稳定运行的主要因素进行了分析,并从设计、调试、运行管理等方面提出了具体的应对措施。

　　1　影响CFB锅炉脱硫系统稳定运行的主要因素

　　1.1　石灰石品质

　　石灰石品质主要是指石灰石中CaCO3的含量、脱硫反应活性及粒度分布等。目前,我国的CFB锅炉用户衡量石灰石品质的指标仅限于CaCO3含量和粒度分布,而对石灰石的脱硫反应活性基本没有指标控制。实际运行中,如果投入CFB锅炉的石灰石中CaCO3含量偏低,脱硫反应的有效成分低,必然降低石灰石的脱硫效果;如果石灰石的脱硫反应活性(主要决定于石灰石矿的微观分子结构形式、石灰石煅烧产物的孔隙率及孔径的分布范围等)差,即使石灰石的CaCO3含量较高,也会导致石灰石的利用率偏低。石灰石的最佳粒度分布是指大部分石灰石颗粒能够参与炉内循环,并经多次循环利用后随烟气或底渣排出炉膛。如果投入锅炉的石灰石粒度过小,其未经分离器捕集一次通过锅炉直接进入尾部烟道形成飞灰的份额较多,这部分细石灰石粉由于与烟气接触的时间过短,利用率则偏低;如果投入锅炉的石灰石粒度过大,大部分石灰石不能参与循环,与高SO2浓度烟气接触时间与接触表面积均较小,而且由于CaO与SO2、O2反应生成的CaSO4体积大于CaCO3,会堵塞烟气中SO2进入石灰石内部的通道,导致大部分石灰石未充分参与脱硫便从排渣口排出,也使石灰石的利用率降低。

　　1.2　入炉煤煤质

　　对于某一台实际运行锅炉而言,其总热负荷是基本确定的,因此决定SO2排放量的是燃料的单位发热量下的含硫量,一般用折算硫分(单位发热量的硫分含量)作为判断依据。如果入炉煤发热量降低,在煤含硫量不变的情况下,折算硫分增加。锅炉实际燃用煤质如果偏离设计煤质太多,将会导致锅炉及其辅机选型不合适,不能满足机组正常运行和环保排放要求。例如,某电厂的设计煤种含硫量为0.5%,石灰石输送系统的设计出力为5 t/h,而锅炉实际运行中入炉煤的平均含硫量在1.5%左右,经常在2.5%以上,石灰石输送系统的实际运行出力仅能达到2~3 t/h,这样,原设计的石灰石脱硫系统将无法满足要求。

　　1.3　石灰石输送系统

　　石灰石粉具有硬度高、堆积密度大、颗粒离散性大和易吸水受潮结块等特性,属于较难输送的物料。在石灰石输送系统调试和运行中经常出现以下问题。

　　(1)粉库、缓冲仓下粉不畅　如果石灰石粉在粉库、缓冲仓内的停留时间过长,则石灰石粉易吸水受潮结块并附着在仓壁上,最终导致下粉不畅。另外,如果粉库密封不严或密封措施不当,容易造成粉库内漏,亦导致石灰石粉受潮结块,影响下粉,这种现象在雨季时尤为突出。