第一篇:锅炉软化水工程运行工艺原理详细说明
锅炉软化水工程运行工艺
原理详细说明
锅炉软化水工程主要是用来降低水质硬度的一种水处理工艺,世韩软化水设备通过吸附过滤原水中的钙、镁离子,使原水变软,但是有一点需要了解就是在整个软化水处理过程中,不能降低原水中的总含盐量,如果需要对水质有更一步的要求,就需要采用后期处理工艺。
锅炉软化水工程运行原理
软化水处理核心技术采用离子交换原理,去除原水中的钙、镁等结垢离子。当含有硬度离子的原水通过交换器内树脂层时,水中的钙、镁离子会被树脂所吸附,钠离子发生置换,树脂吸附了钙、镁离子而钠离子进入水中,这样从交换器内流出的水就是去掉了硬度的软化水。
由于水的硬度主要由钙、镁形成及表示,故一般采用阳离子交换树脂,将水中的Ca2+、Mg2+置换出来,随着树脂内Ca2+、Mg2+的增加,树脂去除Ca2+、Mg2+的效能逐渐降低。
世韩软化水设备中当树脂吸收一定量的钙、镁离子后,就必须进行再生过程,就是用盐箱中的食盐水冲洗树脂层,把树脂上的硬度离子在置换出来,随再生废液排出罐外,树脂就又恢复了软化交换功能。
锅炉软化水工程吸盐技术阐述
吸盐工艺就是将盐水注入树脂罐体的过程,传统装置是采用盐泵将盐水注入,而全自动的设备是采用专用的内置喷射器将盐水吸入。设备在实际工作过程中,盐水以较慢的速度流过树脂的再生效果比单纯用盐水浸泡树脂的效果好,所以去离子水装置都是采用盐水慢速流过树脂的方法再生,这个过程一般需要半个小时左右即可,实际时间受用盐量的影响。
锅炉软化水工程安装调试
1、再生盐罐及树脂的位置应该尽量安放在交换柱的附近,为了充分利用盐水溶液,应该尽可能地缩短吸盐塑料管的尺寸。
2、软水设备的位置选择应放置于牢固的水平地面上,距离排水沟的距离要短,绝对要禁止靠近酸性液体或气体的地方。
锅炉软化水工程以精湛的过滤工艺,完善的后期维护,而且在整个处理过程中不产生二次污染,不会对环境造成任何影响的优势被广泛运用在各个水处理领域中。
第二篇:锅炉软化水设备具有先进的工艺设计
锅炉软化水设备具有先进的工艺设计锅炉软化水设备先进的工艺设计使盈都牌锅炉软化水设备结构紧凑,占地面积明显减小。安装地基只需水平,无特殊要求,并可根据场地世纪情况灵活布置,节省土建投资。
由于人们对饮水安全的重视,饮水处理已经由片面的纯净水宣传转向洁净水,提倡喝有硬度的水。有硬度的水有结垢问题,使用普菲特牌锅炉软化水设备,可以有效地解决问题。
淄博普菲特水处理设备厂生产的全自动锅炉软化水设备,控制方式有时间控制和流量控制两种。时间控制是根据小时产量和周期制水量来设定再生周期,一般适合于用水量比较稳定的场合。流量控制是根据周期制水量来启动再生程序,设备运行时由专用流量计统计总产水量,当总产水量达到设定的周期制水量时,控制器启动再生程序进行自动再生,设备的再生与运行时间无关,一般适合于用水量不稳定,连续用水等的场合。锅炉软化水设备的工作原理:
锅炉软化水设备由交换、自控、再生三个系统组为一体,形成单阀双柱、浮床型自动交换器,采用特种设计的旋转阀,根据对位原理在设计的程序控制下,周期转动,实现各柱液相、程序的准确切换,从而实现了产水的连续化和自动化。
锅炉软化水设备(水软化器,水软化设备)是应用离子交换技术,通过树脂上的功能离子与水中的钙、镁离子进行交换,从而吸附水中多余的钙、镁离子,达到去除水垢(碳酸钙或碳酸镁)的目的。软化水树脂的再生是用氯化钠和水的稀溶液进行的。在再生过程中,首先停止水软化器的工作水流,从盐水槽引出的盐水与另外的稀释水流混合,稀盐水溶液流经树脂,与附有钙、镁离子的树脂接触。尽管钙和镁离子带有的电比钠离子强,但浓盐溶液含有千百万个较弱电荷的钠离子,有取代数目较少的钙和镁离子的能力。这样,当钙、镁离子被取代交换后,树-脂就再生了,便为下一次软化工作做好了准备。如此循环往复。锅炉软化水设备特点:
自动化程度高,锅炉软化水设备按预先设置的程序,自动完成软化再生等循环过程。日常运行除加盐外无须人工操作。占地面积小,设备结构紧凑,小巧轻便。
抗腐蚀性强,罐体采用玻璃钢及工程塑料或不锈钢制作,可避免再生剂对设备的腐蚀。
性能可靠,出水水质稳定。
选型灵活,可根据需要选择单罐、双罐、多罐系统;时间、流量控制方式;同时再生、交替再生等运行方式。
锅炉软化水设备后期保养:
定期检查锅炉软化水设备射流器及吸盐管路的气密性,防止漏气而影响再生效果。每年要将软水器拆卸一次,清理上下布水器及石英砂垫层内的杂质,并检查树脂的损耗量和交换能力,更换老化严重的树脂,对于铁中毒的树脂可用盐酸溶液进行复苏。
保证锅炉软化水设备输入的电压电流稳定,防止电控装置烧损。电控装置外部应安装密封罩,防止受潮和水浸。定期向盐箱内加固体颗粒食盐,必须保证盐箱内食盐溶液处于过饱和状态。加盐时要注意不要将固体颗粒食盐撒入到盐井内,防止在盐阀上结生盐桥,堵塞吸盐管路。
一般来说,锅炉软化水设备运行都是要经过产水、反洗、再生、慢冲洗、快冲洗五个过程。不同类型的设备的所有工序非常接近,只是由于实际工艺的不同或控制的需要,可能会有一些附加的流程。任何以钠离子交换为基础的软化水设备都是在这五个流程的基础上发展来的。
技术资料由北京锅炉软化水设备公司提供
第三篇:锅炉加药全自动软化水设备安全运行
锅炉加药全自动软化水设备安全运行加药处理法就是通过向锅炉给水加一定数量的软水剂也称除垢剂,阻垢剂。使锅炉给水中的结垢物质转变成水渣,然后通过排污将其从锅内排出,从而达到减缓水垢结成的目的。这种水处理的好处是投资小,成本低。
锅炉加药全自动软化水设备注意事项
(1)必须对症下药:即一定要做到什么样的水质,选择什么样的药剂。
(2)必须量水投药:按上水的数量和质量,投加一定数量的药剂,切不可多投或少投。
(3)必须科学排污:一定要按照化验结果进行科学的排污。
(4)必须严格监督:一定要严格地监督锅水的品质,以指导加药和排污作业。苏联曾建议在1.5MPa以下的锅炉,都可以采用加药处理法,但其前提条件是:没有水冷壁管。在运行中能保证可靠地排除锅内形成的水渣,而不会影响运行安全。使用单位对锅炉蒸汽质量要求的不高等。
工业全自动软化水设备加药装置安装要点:
1、无须专做安装基础,地基水平即可。距墙约250-450mm,可根据实际情况靠边角布置。
2、进、出水管为标准法兰或螺纹连接,需固定支撑好,不能依托阀体做支撑,以防产生应力。
3、进水管上应装水压表。设备运行时有冲洗水排放,周围就近应设置地漏或排水沟。排污管不要长于6米,不要装截止阀,出口不要高于阀体,终端开口[以免产生虹吸],弯头越少越好。
4、入口水压如低于0.2MPa,须加装管道泵。
5、使用前须先冲洗管道,避免杂质堵塞阀体,污染树脂。
6、软水机出口处一般应设计贮水箱,贮水箱体积≥产水量×3小时,并安装水位控制装置。
7、盐水管:盐水箱应尽量靠近软化罐,盐水管越短越好。
8、在设备附近的墙上安置配电插座,应装有保险丝[一般不要装开关],要求接地良好。
锅炉全自动软化水设备进水加药处理时限制给水总硬度≤3.5毫克/升。这要求锅炉需定期清洗,保证热强度最大的受热面上每年可结水垢厚度不超过0.5毫米。如果给水硬度再大,锅炉的安全经济运行就较难保证了。
第四篇:锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计(精)
锅炉烟气除尘脱硫工程工艺设计
目前, 世界上烟气脱硫工艺有上百种, 但具有实用价值的工艺仅十几种。根据脱硫反应物和脱硫产物的存在状态可将其分为湿法、干法和半干法3 种。湿法脱硫工艺应用广泛, 占世界总量的85.0%, 其中氧化镁法技术成熟, 尤其对中、小锅炉烟气脱硫来说, 具有投资少, 占地面积小, 运行费用低等优点, 非常适合我国的国情。
采用湿法脱硫工艺, 要考虑吸收器的性能, 其性能的优劣直接影响烟气的脱硫效率、系统的运行费用等。旋流板塔吸收器具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 可以快速吸收烟尘, 具有很高的脱硫效率。主要设计指标
1)二氧化硫(SO2)排放浓度<500mg/m3, 脱硫效率≥80.0%;
2)烟尘排放浓度<150mg/m3, 除尘效率≥99.3%;
3)烟气排放黑度低于林格曼黑度Ⅰ级;
4)处理烟气量≥15000m3/h;
5)处理设备阻力在800~1100 Pa之间, 并保证出口烟气不带水;
6)出口烟气含湿量≤8.0%。2 脱硫除尘工艺及脱硫吸收器比较选择 2.1 脱硫除尘工艺比较选择
脱硫除尘工艺比较选择如表1 所示
湿法
脱硫工艺 石灰石石膏法
脱硫效率/% 可靠性 钠法
双碱法 90~98 高 不结垢 不堵塞
氧化镁法
氨法
海水法 70~90 高 不结垢 不堵塞
喷雾干燥
炉内喷钙
循环流化
床
等离子体
半干法
干法
90~98 高 90~98 高 不结垢
90~98 高
90~98 一般 不结垢 不堵塞
70~85 一般
60~75 一般
60~90 高
≥90 高
结垢 易结垢 不结垢 易结垢 易 易 不结垢
堵塞 堵塞 堵塞 不堵塞 堵塞 堵塞 堵塞 不堵塞
占地面积 运行费用 投资 大 小 中 小 大 中 中 中 中 中
高 很高 一般 低 高 低 一般 一般 一般 一般
大 小 较小 小 大 较小 较小 小 较小 大
通过对脱硫除尘工艺———湿法、半干法、干法的对比分析: 石灰石-石膏法虽然工艺非常成熟,但投资大, 占地面积大, 不适合中、小锅炉。相比之下, 氧化镁法具有投资少、占地面积小、运行费用低等优点, 因此, 本方案选用氧化镁法脱硫工艺。2.2 脱硫吸收器比较选择
脱硫吸收器的选择原则, 主要是看其液气接触条件、设备阻力以及吸收液循环量。脱硫吸收器比较选择如表2 所示。
吸收器类型 喷淋塔 填料塔 湍球塔 筛板塔 旋流板塔 持液量 低 高 中 中 高
逆流接触
是 是 是 是 是
防堵性能
中 差 好 中 好
操作弹性 较好 较好 中 中 好
设备阻力
低 中 中 中 低
除尘性能
差 中 较好 较好 好
表2 吸收设备中: 喷淋塔液气比高, 水消耗量大;筛板塔阻力较大, 防堵性能差;填料塔防堵性能差, 易结垢、黏结、堵塞, 阻力也较大;湍球塔气液接触面积虽然较大, 但易结垢堵塞, 阻力较大。相比之下, 旋流板塔具有负荷高、压降低、不易堵、弹性好等优点, 适用于快速吸收过程, 且具有很高的脱硫效率。因此, 选用旋流板塔脱硫除尘器。3 脱硫除尘原理 3.1 氧化镁法脱硫原理
氧化镁法脱硫的主要原理: 在洗涤中采用含有MgO的浆液作脱硫剂, MgO被转变为亚硫酸镁(MgSO3)和硫酸镁(MgSO4), 然后将硫从溶液中脱除。氧化镁法脱硫工艺有如下特点:
1)氧化镁法脱硫工艺成熟, 目前日本、中国台湾应用较多, 国内近年有一些项目也开始应用。
2)脱硫效率在90.0%~95.0%之间。
3)脱除等量的SO2, MgO 的消耗量仅为CaCO3 的40.0%。
4)要达到90.0%的脱硫效率, 液气比在3~5L/m3之间, 而石灰石-石膏工艺一般要在10~15L/m3之间。
5)我国MgO储量约80亿t, 居世界首位, 生产量居世界第一。3.2 旋流板塔吸收器脱硫除尘原理
来自锅炉的含尘烟气首先进入文丘里管, 进行初级喷雾降尘脱硫处理, 而后以15~22m/s 的流速切向进入旋流板塔筒体, 首先通过离心力的作用,烟气中的大颗粒被甩向塔壁, 并被自上而下流动的吸收液捕集。当烟气高速通过旋流塔板时, 叶片上的吸收液被吹成很小的雾滴, 尘粒、吸收液和雾滴相互之间在碰撞、拦截、布朗运动等机理的作用下, 粒子间发生碰撞, 粒径不断增大。同时高温烟气向液体传热时, 尘粒被降温, 使水汽凝结在粒子表面, 粒子质量也随之增大, 在旋流塔板的导向作用下, 旋转运动加剧, 产生强大的离心力, 粉尘很容易从烟气中脱离出来被甩向塔壁, 在重力作用下流向塔底, 实现气固分离。
对于烟气中那些微细尘粒, 在通过一级塔板后不可能全部被捕集, 还有一定数量的尘粒逸出, 当其通过多层塔板后, 微细尘粒凝并, 质量不断增大后被捕集、分离, 从而达到最佳除尘效果。4 脱硫除尘工艺设计 4.1 主要设计参数
主要设计参数: 处理烟气量15000 m3/h;烟气 温度150~160 ℃;脱硫除尘塔入口烟温150~160 ℃;脱硫除尘塔出口烟温55 ℃;脱硫塔入口烟气SO2 浓度2500mg/m3(计算值);脱硫效率>83.0%(设计值);脱硫剂氧化镁粉>200目, 纯度>90.0%;液气比2~3 L/m3;脱硫剂耗量14kg/h(max);脱硫剂浆液浓度10.0%;吸收塔入口烟气粉尘浓度22g/m3(计算值);除尘效率99.3%(设计值)。4.2 脱硫除尘工艺设计说明
烟气脱硫除尘工艺可分为脱硫剂配制系统、烟气脱硫除尘系统和循环水系统三大部分。
每台锅炉配备1台旋流板塔, 锅炉烟气从烟道切向进入文丘里而后高速进入主塔底部, 在塔内螺旋上升中与沿塔下流的脱硫液接触, 进行脱硫除尘, 经脱水板除雾后, 由引风机抽出排空。
脱硫液从旋流板塔上部进入, 在旋流板上被气流吹散, 进行气液两相的接触, 完成脱硫除尘器后从塔底流出, 通过明渠流到综合循环池。
4.3 脱硫剂制备系统工艺流程设计说明
脱硫剂MgO乳液的制备系统主要由灰斗、螺旋给料机、乳液贮槽、搅拌机、乳液泵等组成。4.4 脱硫除尘工艺设备设计说明
1)文丘里管: 文丘里管由满缩管、吼管和扩张管三部分组成。
2)旋流板塔: 脱硫除尘塔(旋流板塔)塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢,塔内件包括喷头、旋流板、脱水器、检修孔、支架、接管, 这些物件均采用316L不锈钢材质, 以确保整套装置的使用寿命。
设备外径为2540 mm(塔壁厚220mm), 高度为17000mm。
3)副塔: 塔体采用麻石砌筑, 主塔平台、支架、梯子等为碳钢, 塔内包括一层脱水器, 增加脱水效果。
设备外径为2000mm(塔壁厚200mm), 高度为17000mm。4.5 废水处理系统
脱硫废水产生量较小, 约0.5t/h, pH 在6~7 之间, 主要含SO3, MgSO4和固体悬浮物等, 建议将其汇入工厂原有沉淀池污水处理系统一并处理。4.6 烟气排放分析
经湿法脱硫洗涤净化后的冷烟气经脱水器脱水后, 温度降至露点以下, 通常为50~60 ℃, 所含水蒸气已近饱和, 极易结露, 对后续烟道腐蚀性较大, 采用蒸汽再热器提高烟气扩散温度(≥80 ℃)后经烟囱排放。
通过对锅炉烟气污染物净化, 最终排放烟气中污染物浓度预计为: 烟尘≤140mg/m3, SO2≤450mg/m3。5 投资估算和经济分析
1)工程主要费用: 46.01万元。
2)运行费用: 按月运行720h(30d×24h/d),电费0.6 元/度, 水费1.62 元/t, MgO450 元/t 计,职工月工资按800 元/人计, 各项运行费用合计0.69 万元/月。
3)效益: 环境效益, 每月减少烟尘排放472.0t, SO2排放45.4 t;综合社会效益, 按国内外资料统计, 以每排放1.0 t SO2引起综合经济损失500元计, 每月可减少综合经济损失2.27 万元;企业效益, 节支增收合计每月25.86 万元。5 结论
1)旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫工艺通过工程实例证明, 其系统运行可靠性高, 除尘脱硫效率高,完全达到了国家环保标准, 在技术上是完全可靠的。
2)旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫技术投资少,占地面积小, 运行费用低, 非常适合我国的国情。
3)旋流板塔氧化镁湿法除尘脱硫技术不但在技术和经济上是可行的, 而且经济效益和社会效益都非常显著。
第五篇:电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍
电厂循环硫化床锅炉脱硫工艺安全原理介绍
唐开永
(注册安全工程师、一级安全评价师)
1、流化床锅炉原理及影响脱硫效率的因素
流化床锅炉所采用的脱硫剂一般为石灰石(CaCO3)。锅炉床料大约90%是反应后的石灰石,2%左右是燃料,未反应石灰石和灰也分别占3%左右。新的石灰石进入炉膛后,在正常温度下去被作用燃烧,并释放出二氧化碳。燃烧过程中,燃料使石灰石硫化,其中的二氧化硫被石灰石吸收,石灰石也就转变成石膏。在石灰石燃烧阶段,石灰石的物理性能下降,容易被挤压成粉末,并由炉膛引风带走。如果燃料中的硫含量为2.5%或更大,则在燃烧过程中将产生足够的二氧化硫以使石灰石容易受到硫化。这样就加强了石灰石的物理性能,减少了由于石灰石被挤压成粉末而被抽出炉膛带来的石灰石损失。如果含硫量太低,就会增加这种由于研压造成的石灰石损失。为了保持适当的床料量和脱硫率,就必须加大石灰石投入量,以补偿这种损失。反应后石灰石(即硫酸钙)和一些未反应的过量石灰石在炉膛中被不断磨碎,然后离开炉膛,并在下游的烟气净化设备中被捕捉下来。脱硫剂投入流化床内受热分解产生CaO,在氧气含量充裕的情况下,CaO与燃烧中产生的SO2反应生成CaSO4,反应方程式下:
CaCO3=CaO+CO2 ①
CaO+SO2+1/2O2=CaSO4 ②
①式为煅烧过程,把石灰石煅烧成生石灰,是吸热反应;②式是硫酸盐化过程,把煤燃烧后产生的SO2通过与CaO、O2反应,而合成为CaSO4,通过此种方式达到脱硫的目的,这个反应为放热反应。流化床脱硫的效率受多方面的因素影响,但主要是以下几个方面:
(1)锅炉床温的影响。硫酸盐化反应的速度随温度的变化而变化,对流化床床温在850-900℃范围内脱硫效果最佳。50-900℃,石灰石与二氧化硫的反应速度会随着温度的降低而降低,使二氧化硫未能与氧化钙反应就被带出炉膛,如果要达到脱硫效果,就只有增加石灰石的投入量。这样不但使成本增加,同时也加大了底灰系统的负荷。
(2)钙硫比的影响。脱硫反应的钙硫摩尔比为1,但由于床内氧化钙和二氧化硫接触时间较短,二氧化硫的分压力低,而氧化钙颗粒表面反应生成的硫酸钙致密层又阻止二氧化硫与氧化钙进一步接触,所以氧化钙在脱硫反应中只有部分被利用。脱硫效率随钙硫比增加而增加,但增加得缓慢。对循环硫化床锅炉达到90%的脱硫效率所需钙硫比为1.5-2.0,鼓泡床需2.5-3甚至更高才能达到这样的脱硫效果。
(3)石灰石粒径的影响。有关实验表明,石灰石粒径对脱硫效率有影响,颗粒较小(小于0.5mm)的石灰石脱硫效果好,表现在脱硫反应维持的时间长。这是因为小颗粒石灰石能提供更多的外表面与二氧化硫进行反应。小颗粒硫酸盐化后,剩下的未反应核较小,石灰石利用率较高。石灰石粒径较大,剩下的未反应核较大,石灰石利用率较低。但粒径过小又会使石灰石在床内停留时间缩短,脱硫效率下降。对特定的循环流化床燃烧装置,采用特定的石灰石,应选用一个最佳的石灰石粒径,这要视石灰石的孔隙特性和分离器特性而定。以达到一个最佳的脱硫效率。如果石灰石颗粒太大,超过了300mm,综合起来有如下危害:
①石灰石耗量增加;
②锅炉床温高于正常值;
③降低炉膛传热,从而增大减温水水量,并提高了排烟温度;
④锅炉效率降低;
⑤底灰量超过设计值;
⑥为了床温恢复到正常值,不得不增大布风板的风量;
⑦由于燃烧空气的分级燃烧效应下降,并提高了排烟温度,使NOX生成量上升。
⑧加剧设备磨损。而如果石灰石太小,其结果也将使石灰石耗量上升,这是由于石灰石颗粒不能按照要求的停留时间在高温循环回路中进行循环。另一个不利影响就是飞灰系统和飞灰输送系统超负荷运行,同时由于未反应的石灰石在湿式除灰系统与水混合后产生大量的热,使除灰工作遇到困难。
(4)循环倍率的影响。脱硫剂在脱硫反应中只有部分被利用,对于循环流化床锅炉随着循环倍率的增加,石灰石在床内的停留时间加长,增加了反应时间,提高了石灰石的利用效率,从而提高了脱硫效率。
(5)其他因素的影响。脱硫剂在脱硫反应,不同种类的石灰石分解后产生的氧化钙孔隙直径分布是不一样的,小孔能在单位吸收重量下提供较大的空隙面积,但其如口处容易被硫酸盐堵塞,影响石灰石的利用率;大孔可提供向吸收剂内部的便利通道,却相比小孔隙直径的氧化钙反应表面有所减少。另外,煤质对脱硫效果也有影响,不同的煤质中碱金属、氧化钙含量不同,固硫能力也不相同。(含硫量较高的煤,脱硫性也较好)。
(6)某发电厂的石灰石系统运行中,出现了诸如石灰石缓冲仓因震打造成的缓冲仓法兰裂纹、输送空气管道堵塞等问题。这两样问题的出现对石灰石系统正常运行造成了一定的威胁,必须加以及时解决。后来,经过某发电厂技术人员的集体努力,通过加装法兰处橡皮膨胀节;输石空压机及干燥系统改造等方式,有效的解决了上述问题。
2、脱硫系统的组成及控制方式
脱硫系统通常包括脱硫剂的设备、厂外运输、厂内运输、炉前给料等几部分。这几个部分有机的配合在一起,成为连续、稳定的石灰石系统。该系统主要包括:
1、输石皮带,2、石灰石一级破碎机,3、输石皮带,4、石灰石颗粒仓,5、石灰石二级破碎机,6、气力输送仓泵,7、石灰石粉仓,8、石灰石输送绞龙,9、炉膛。
在某发电厂,石灰石开采后经一级破碎成小于25mm、平均粒径15mm石灰石颗粒,输送进入石灰石仓,然后在石灰石二级破碎机破碎成为小于1mm,平均粒径为500μm的颗粒,用力输送仓泵输送至石灰石粉仓。此粉仓的储藏量为48小时满负荷发电时的石灰石用量,最后再经过石灰石缓冲仓进入石灰石输送绞龙内,由专门的石灰石输送风机送入炉膛内(旋风分离器回料腿上)。由此进入炉膛后同煤一起燃烧。炉前给料也有采用机械系统的,如安装在锦州热电股份有限公司的75吨循环流化床锅炉的脱硫系统原理为,刮板给料机将石灰石由炉前石灰石送入循环灰入口管道,与循环物料一起进入炉膛(该炉实际没有脱硫系统)。石灰石的给料量应按一定的公式以及实际煤种、石灰石的情况来决定,加入过多或过少都对除硫或炉膛燃
烧产生影响,其给料量的大小应由如下公式决定:石灰石给料量=(100/32)×(Ca/S)×(Sar/Xcaco3)×Bj其中Ca/S——石灰石中钙总量与煤中硫总量之比,Sar——燃煤含硫量,%Xcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含 量,%Bj——计算燃料量,Kg/h石灰石给料量通常采用单回路控制,根据设定的钙硫比(钙硫比通常由锅炉设计单位根据排放指标或脱硫效率,考虑影响脱硫效率的各种具体因素确定)、燃煤含硫量、锅炉负荷的变化调整石灰石给料量,考虑煤质、锅炉床温等因素的影响通过检测烟气中二氧化硫含量变化来校正石灰石的给料量。
3、脱硫系统改造需注意的问题
1、脱硫剂用量及粒径分布的确定
脱硫反应与脱硫剂的活性有很大的关系,应尽量选择活性较好的石灰石。影响最佳脱硫率的对应的石灰石粒径分布的因素是多方面的。锅炉制造厂、锅炉设计单位给出的分布不同,法国通用电气阿尔斯通公司认为d50=120-150μm;美国ABB-CE公司认为小于1mm,平均粒径500。针对我国煤种宽筛分特性,浙江大学热能工程系提出石灰石粒径为0-2mm,鼓泡床则应更大些。石灰石用量由钙硫比确定。在工业发达国家,因其环保要求很高,其钙硫比是按满足排放要求和脱硫率90%取严格值,某发电厂循环流化床锅炉是从芬兰引进的机组,其设计已按照脱硫率90%进行设计和设备制造。当然我国的排放标准同发达国家相比还有一定的差距,不区分燃煤含硫量一味满足90%的脱硫率是不合适的,因此建议钙硫比应取满足我国现行标准,同时考虑钙硫比的发达国家钙硫比标准,使用时考虑一定的富裕量。对于脱硫系统改造更应如此,因为脱硫系统改造,远锅炉在设计时可能没有考虑脱硫的影响,过多加入石灰石不仅影响燃烧,而且会增加排渣量和漂尘排放量,对除尘、除灰系统带来不利影响,还可能使漂尘排放超标。在1996年某发电厂循环流化床锅炉投产以来,为了起到真正的循环流化床锅炉示范的作用,一直坚持以脱硫率90%来确定钙硫比。锅炉的脱硫系统、除渣系统、除灰系统等经受住了这样脱硫率加入石灰石带来的考验,各个系统运转正常。
2、加入脱硫剂后对现有锅炉及辅助设备系统的影响
(1)在设计中不但要考虑加入石灰石带来的物理热和脱硫反应生成物带走的物理热损失,也应考虑煅烧反应的吸热和硫酸盐化反应的放热。可将石灰石加入后物理损失统一在q6损失中考虑,单独考虑脱硫反应热。此项由下面两部分构成,即:碳酸钙煅烧的热损失应下一个公式计算:qcaco3=(Bcaco3Xcaco3×1.83×10)/(Bj×Qar,net,p)%硫酸盐化放热损失”qcaso4=(Sar×ηm×1.5×104)/ 4 3
(Qar,net,p其中Bcaco3——石灰石的给料量,Kg/hXcaco3——脱硫剂中碳酸钙的含量,%Sar——燃煤的含硫量,%Qar,net,p——燃料的低位发热量kj/kgBj——计算燃煤量,kg/ hηm——脱硫率,%)
(2)由上述公式我们可以知道,脱硫反应消耗氧。这必然使锅炉燃烧理论空气量增加。煅烧1mol碳酸钙产生1mol二氧化碳,反应中部分氧化钙吸收烟气中的二氧化硫,1mol氧化钙吸收1mol二氧化硫。总的来说,使烟气流量增加,对引风机,送风机的工作负荷产生了变化,这样就应该对引风机、送风机风量进行校核。
(3)脱硫反应的固体产物包括硫酸钙、氧化钙及石灰石中惰性物质。这些反应物增加了锅炉的排渣量、烟气中的含尘量,需要对分离器、回料装置、除尘器、除尘系统的容量进行较核,同时应考虑锅炉受热面的传热变化和磨损的问题,对引风机,送风机的压头也应进行较核。
(4)在某发电厂410T/h循环流化床锅炉除尘系统采用干式除尘系统,但在除灰到灰车上时,采用水来冷却及防止下灰时的环境污染,这样灰渣中的氧化钙遇水生成Ca(OH)2造成热污染,同时对除灰绞龙产生了较大的碱腐蚀,绞龙的使用年限教干除灰有所降低。在电除尘器,因烟气中二氧化硫的含量减少,使烟气比电阻变化,这样,就有可能使电除尘器的除尘效率下降。
3、脱硫系统的可能形式
采用气力输送系统布置灵活、可靠性高、便于控制、易于实现多点给料。但由于国内的流化床多是燃用劣质燃料,呈现宽筛分特性。即使是循环流化床,要求的石灰石的粒径也较大,这样气力输送不仅投资大而且能耗也高,尤其是炉前石灰石气力输送国产设备可靠性差,进口设备又价格昂贵。因此在进行脱硫系统改造或技术创新时,应考虑到脱硫系统的性价比。脱硫系统的种类有很多种,在选择石灰石的种类时,要本着经济实用的原则来进行,不能一成不变的照学其他电厂的石灰石情况,要根据自身的情况和煤及石灰石的情况来决定石灰石系统的安排及具体的设备等。在某发电厂循环流化床锅炉,使用的是气力输送系统,从1996年发电以来,出现过缓冲仓裂纹泄漏、石灰石入炉粉管堵塞等问题。但通过在缓冲仓法兰处加装橡皮缓冲膨胀节,较好的解决了因震打时造成的法兰连接处泄漏;通过对空压机的干燥系统的改造和空压机的改造,有效的解决了压缩空气带水的问题,也就解决了石灰石入炉粉管因带水而堵塞的问题。4 结束语
流化床锅炉脱硫系统的技术改造应贯彻安全、可靠、经济的原则,在充分考虑现有条件限制的同时,还要注意到改造对锅炉及其辅助设备系统的影响。脱硫系统的改造求全责备是没有意义的,应根据我国现有的环保标准、锅炉的运行水平,因地制宜选择适当的入炉方式、输送系统及控制方式,不应追求过高的脱硫效率和控制水平。改造首先选择在容量较大、运行稳定、燃煤含硫量较高的循环流化床上进行,这样可以用相对较小的投资和运行费用取得良好的环保效益。