75t／h循环流化床锅炉冷碴机事故分析及改进措施

第一篇：75t／h循环流化床锅炉冷碴机事故分析及改进措施

t／h循环流化床锅炉冷碴机事故分析及改进措施

李明非，张国存，李文峰

（华电发电公司 河北石家庄 050021）

1998年9月18日，峰峰热电厂正式投产3台75 t／h循环流化床锅炉。为了降低工人劳动强度和改善环保条件，3台循环流化床锅炉配备了6台冷碴机设备。1998年9月3日2：00运行中的＃22炉＃1冷碴机发生爆炸，滚桶头部破损严重，水室内桶壁10 mm钢板被撕裂0．5 m长，滚桶飞离基础4 m，基础损坏，设备报废，造成停机停产的严重事故。下面就设备运行中存在的问题进行分析并提出解决问题的办法。冷碴机概况

1．1 设备结构

FSG0770－1型风水冷却式滚筒冷碴机，主要由筒体、进料与排风装置、进出水装置、传动装置、支架和底盘组成。

筒体为双层密封套筒，组成冷却水室，内筒固定有螺旋叶片。当整个筒体由传动装置的滚轮带动旋转时，锅炉排出的高温炉渣在筒体内由螺旋叶片导向连续输送，冷却水则连续在密封套筒内通过，冷却风也连续在筒体内通过，使热态炉渣逐步冷却。介质流程请参看图1，其中冷却水：软化水→水箱→泵→冷碴机冷却水入口→水室→冷却水出口→水箱，炉渣：锅炉排碴管→冷碴机热碴入口→冷碴出口→灰场。

1．2 工作条件

最大入料粒度150 mm，物料进口温度低于1 000℃，物料出口温度低于200℃，冷却水为软化水，冷却水用量3．2～20．0 t／h，冷却水进口压力低于0．4 MPa，冷却水进口温度20～35℃，冷却水出口温度40～55℃，冷却风为自然风。2 事故原因分析

2．1 设计问题

FSG0770－1型风水冷却式滚桶冷碴机在原设计中，缺少排空装置和防爆装置。设备在初始运行期间，按厂家说明书要求，首先进行冷态调试，冷却水系统正常投入、表压力小于0．4 MPa启动冷碴机。因设备缺少排空装置，在初始投入冷却水后，致使桶体水室内高位残存气体。

热态投入后，约900℃的热碴从入口进入风室，桶体转动由螺旋叶片导向，连续将热碴输送并逐渐充满风室空间，使水室的冷却水温度和残存气体温度升高，压力相对增大，被加热了的冷却水将残存的空气逐渐从水室口排出室外，水室出口管径仅50mm，短时间将产生气塞现象。

水室内桶壁的热碴入口处是最危险的部位，因为桶体水室的冷却水流动缓慢，内桶壁通过蒸汽膜进行传热，由于蒸汽的导热系数很低，沸腾放热系数也很低，与蒸汽锅炉受热面产生膜态沸腾相似，桶内壁温度将急剧升高，通常也称“传热恶化”。当温度升到450℃时，内桶壁碳钢板强度就会下降，仅为常态下的56．3％。

桶体水室内径为0．7 m，桶长7．2 m，内桶壁面积约16 m2，如果冷却水压力升到1 MPa时，水室内桶壁已承受了16×106 N的压力，由于热碴入口处温度最高，在水室的压力下，水室头部内桶壁最薄弱位置可能产生破裂，这和实际所发生的情况是相吻合的。2．2 安装问题

＃＃

事故发生后，对冷却水系统进行全面检查，发现1、2冷碴机的回水总阀门在基建中装反，而且旋塞已脱落，半堵在阀门内，而不是处在全开的位置，这也是导致冷却水流动缓慢的重要因素。2．3 人为因素

运行操作人员在巡回检测时已发现冷却水表压升到0．8 MPa，尽管冷却水系统仍在运行，但没有将问题及时反映给运行值长，没有及时采取防范措施，致使事故扩大。改进意见

a．要求生产厂家对所生产的冷碴机设备进一步完善，在外桶壁出水口侧加装排空阀门，在外桶壁中部加装防爆门并修改其厂家说明书。

b．及时恢复冷却水系统正常投入，检查系统中所有阀门和容易堵塞的部位，保证冷却水系统畅通。

c．更改冷碴机的运行规程，保证设备大修或长时间停机后启动，投冷碴机冷却水时应开启排空门，确保水满后关闭，要求运行人员认真学习厂家说明书和运行规程，认真监测冷碴机冷却水系统温度和压力变化，发现问题及时汇报并采取相应措施。结束语

脱硫热电机组所配套的冷碴设备，是热电厂重要辅机，如何确保机组安全运行和灰渣的综合利用，冷碴机起了很重要的作用，因此，热电厂应设法将冷碴机维护好、改造好、使用好。

（修稿日期：2000－01－04）

河北电力技术

HEBEI ELECTRIC POWER 2000年 第1卷 第2期 No.2Vol.1 2000

第二篇：循环流化床锅炉磨损原因及改进措施

循环流化床锅炉磨损原因及改进措施 金属件的磨损 1.1 布风装置磨损 1.1.1 原因分析

循环流化床锅炉布风装置的磨损主要有2 种情况: 第一种情况是风帽的磨损, 通常发生在循环物料回料口附近, 主要原因是由于较高颗粒浓度的循环物料以平行于布风板的较大速度冲刷风帽造成的。另一种情况是风帽小孔的扩大, 这类磨损将改变布风特性, 同时造成固体物料漏至风室。1.1.2 改进措施

a.改变风帽结构来延长风帽寿命, 用钟罩式结构的风帽来代替蘑菇状风帽, 有效减少磨损, 延长使用寿命。

b.在炉膛底部四周打1 圈台阶, 可使流化床锅炉中沿墙面下流的固体物料转而流向布风板上面的空间, 从而避免冲击炉底的布风板和周界的风帽。

1.2 水冷壁管的磨损 1.2.1 原因分析

循环流化床锅炉水冷壁管的磨损主要发生在炉膛下部敷设的卫燃带和水冷壁管交界的区域。造成磨损的原因有以下2 个方面: 一是在这个过渡区域内, 沿壁面下流的固体物料与炉内向上运动的固体物料运动方向相反, 因此在局部产生了旋涡流;另一个原因是沿炉膛壁面下流的固体物料在这个交界区域发生流动方向的改变, 对水冷壁管产生了冲刷。1.2.2 改进措施

a.采用金属表面热喷涂技术防磨。涂层的硬度高于基体的硬度, 且涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层, 提供更好的保护。

b.通过改变该区域的流体动力特性来达到水冷壁管防磨的目的。在水冷壁管过渡区域的一定位置加焊挡板或浇注料梁, 用以阻挡固体物料向下流动, 采用这种措施后水冷壁管的磨损大大减轻了。

c.另一种较常用的方法是改变水冷壁的几何形状, 耐火材料结合简易弯管使卫燃带区域与上部水冷壁管保持平直, 这样固体物料沿壁面平直下流时,撞击区下移至耐火材料部分, 消除了边界处造成的旋涡效应, 从而保护传热管不受磨损。d.炉膛下部壁面垂直段与渐缩段交界处、炉顶及炉膛出口等处, 都是易发生磨损的部位, 因此在设计时应在结构上给以考虑或加设防磨措施。1.3 省煤器的磨损 1.3.1 原因分析

省煤器尾部对流受热面的磨损也是不能忽略的。在省煤器尾部的烟道中烟气是向下流动的, 烟气中的颗粒受重力作用, 速度较大。高的颗粒浓度和颗粒速度, 导致省煤器尾部的受热面磨损严重。1.3.2 改进措施

一般在省煤器每级的第1、2 排管的烟气迎风面装上护瓦, 在贴炉墙处或弯头等易产生局部磨损部位装上护帘、护瓦等, 从而减少受热面的磨损。

1.4 管式空气预热器 1.4.1 原因分析

在管式空气预热器中, 烟气在管内纵向冲刷, 因此飞灰粒子对管子的磨损较小, 只在进口段管壁处磨损较严重。烟气在进入管前是平行流动的, 无旋涡。烟气进入管子后, 在入口处气流会产生收缩, 收缩处管壁附近就会出现负压旋流区, 吸引烟气, 所以收缩至最小截面后又会迅速扩张, 经过一定距离后才完全恢复与管壁的平行流动。在烟气流扩张过程中, 灰粒随烟气以一定的角度斜向冲击管壁, 产生了冲击磨损, 所以在烟气进口段(1～ 3)Dn(Dn为管子内径)的范围内会产生较严重的磨损, 很容易磨穿管壁造成漏风, 导致空气预热器低温腐蚀和堵灰, 降低锅炉效率。1.4.2 改进措施

在进口处加装防磨管或加防磨环。特别需要注意的是应使用外接防磨管, 防磨内套管是不可行的。因为在加装防磨内套管后, 空气预热器进口段虽受到了保护, 但防磨内套管出口处的烟气会突然扩张,产生旋涡区, 使出口处的管壁局部磨损加剧。所以加装防磨内套管不但不能有效防磨, 反而会加重磨损。2 耐火材料的磨损及破坏

循环流化床长期运行在高温条件下(温度可达900～ 1 000 ℃), 且温度变化频繁, 易造成循环热冲击, 此外炉内有大量高速流动的高温固体物料, 因此循环流化床锅炉常使用大量的耐火材料进行保护。这些区域主要包括燃烧室、分离器、烟道和物料回送管路。因耐火材料破坏而造成的事故是仅次于受热面磨损的第二大事故原因。因此正确设计、选择及安装耐火材料对循环流化床锅炉的安全运行至关重要。2.1 耐火材料破坏的主要原因

2.1.1 温度循环波动和热冲击以及机械应力造成了耐火材料的裂缝和剥落。温度循环波动时, 由于耐火材料骨料和粘合料的热膨胀系数不同, 继而形成内应力破坏耐火材料, 温度循环波动常常造成耐火材料内衬的大裂缝和剥落。温度快速变化产生的热冲击(如启动时)可使耐火材料内的应力超过抗拉强度而产生剥落。机械应力造成的耐火材料的破坏则主要是由于耐火材料与穿过耐火材料内衬处金

属件热膨胀系数不同而造成, 因此在设计时应考虑增加适当的膨胀空间来避免耐火材料的剥落。2.1.2 固体物料的冲刷造成了耐火材料的破坏。循环流化床锅炉耐火材料的易磨损区域主要包括边角区、旋风分离器和固体物料回送管路等部分。耐火材料的磨损随冲击角的增大而增加, 因此应尽量减少旋风分离器、烟道等的冲击角。2.2 各部位耐火材料的设计注意事项

主要采用循环流化床锅炉膛和高温旋风分离器区域的耐火层主要采用水冷壁衬里, 用短销钉将25～ 50mm 厚的致密耐火材料支撑在烟气侧的锅炉管件上。外侧(即非向火侧)则采用常规保温材料来保持温度。薄衬里比厚衬里更能经得起热冲击。为增加刚性和抗冲击性能, 常在水冷壁衬里内增加纤维。一般说来薄衬里的厚度为150mm , 通常分为致密的工作层和保温层。使用分层衬里比使用厚衬里更为经济, 也更易于维修。但是, 对于较高温度的外壳(温度范围为150～ 260 ℃的情况), 会因使用薄衬里而散热多, 降低机组效率。厚衬里通常由2 层或3 层构成, 总厚度为300～ 460mm。最里面一层是致密的耐热工作表面, 由耐磨砖、耐磨可塑料砌筑而成或由浇注料浇注而成,防止受热面受到高温高速运动的物料颗粒的磨损。打底保温材料可减少热损失, 从而提高整台机组效率。2.2.1 炉膛

炉膛部分采用厚衬里, 由75～ 150mm 的致密抗磨损的浇注料或可塑料覆盖住相似厚度的保温材料构成。对于有缺陷的区域, 可用磷酸盐黏合剂来修补。磷酸盐黏合剂体积稳定, 抗磨特性好, 且具有与现有材料结合力好的特点。修补的区域至少应使用2个销钉, 暴露在高温区的可塑料衬里应使用陶瓷或铸造合金销钉。2.2.2 旋风分离器

旋风分离器筒体和锥体都承受着相当恶劣的工作条件。对许多衬里来说, 反复的热冲击和温度循环变化、磨损及挤压剥落是导致大面积损坏的原因。修补的方案之一是用耐火砖或耐火预制块来代替浇注的厚衬里, 用磷酸黏结可塑料进行修补。分离器锥体所处的工作状况与其筒体大致相同。建议使用震动浇注来保证衬里具有足够的强度和耐磨性能, 锥体部分建议使用膨胀系数低的浇注料。2.2.3 返料回路及返料机构

热冲击、严重的磨损及温度循环变化是导致这部分经常损坏的原因。可采用厚的密实保温浇注料,但缺点是施工困难。最好在耐磨浇注料中适当添加不锈钢纤维丝, 也可用保温砖或浇注料打底, 上铺耐磨砖。3 结束语

循环流化床燃烧技术在我国还是一门新技术,其金属构件和耐火材料磨损存在着比较突出的问题, 应根据不同部位, 不同磨损机理, 采取不同的防磨措施。

第三篇：预防循环流化床锅炉燃烧事故措施

预防循环流化床锅炉燃烧事故措施

流化床锅炉燃烧不易发生炉膛爆炸和熄火，但不是说CFB锅炉就不发生事故，因此要杜绝人为因素造成燃烧事故。

一、燃烧事故的基本原因：

在锅炉炉膛内由剩余的可燃物与适当比例的空气组成的危险可燃混合物，在提供点火源的条件下将导致快速的或非控制的燃烧。如果可燃混和物的数量及空气燃料比例会使锅炉炉膛内产生爆炸力的话，则一经点火就会发生爆炸。产生爆炸条件原因：

（1）、燃料、空气或燃烧器的点火源被切断，足以导致瞬间熄火，经恢复并延时后，聚积的可燃物被重新引燃；

（2）、辅助燃料泄漏到未燃烧的炉膛中，通过火花或其他的点火源点燃累积的可燃物；

（3)、重复多次未能点燃辅助燃料，而又不进行适当的吹扫，导致易爆炸混合物的累积；

（4）、由燃料和空气组成的爆炸性混合物，作为主燃料进入点火温度的床中积累起来，被火花或其他点火源点燃；

（5）、用过高的风量吹扫，将灰斗中的阴燃的可燃物搅起；（6）、通入所有床室或部分床室的风量不足，造成不完全燃烧和可燃物的积累；

（7）、在锅炉炉膛内或机组的其他部分可能存在可燃物之易于积累的死区，这些积累的可燃物质点火后可能产生爆炸力。

第四篇：75t／h循环流化床锅炉后部燃烧及预防措施

75t/h循环流化床锅炉后部燃烧及预防措施

许传贵

(山东郯化集团，山东郯城276100)

1前言

循环流化床锅炉由于具有煤种适应性广、负荷调节性能好、高效节能等方面的优势，最近几年迅速得以推广，尤其是以煤为原料的氮肥企业，将造气炉渣、无烟煤沫与烟煤混合作为流化床锅炉的燃料，既解决了造气炉渣的处理问题，又能节约大量燃料，经济环保效益特别明显。但由于设计、安装及操作不当等多方面的原因，往往在运行中出现后部燃烧，锅炉床温及返料温度升高，轻者锅炉出力不足，热效率偏低，严重者可能造成返料器超温结焦，造成不必要的停炉损失。

后部燃烧主要表现为锅炉运行时一次风量过大，烟气将炉料中大量未燃烧的碳颗粒通过炉膛带到分离器，再到返料器，在此与返料风相遇，形成二次燃烧，返料温度升高，为了保证锅炉正常运行，必须适当降低一次风量及给煤量，因此锅炉负荷降低，同时因一次风量过大，烟气中碳的含量增大，导致排烟热损失和机械未完全燃烧热损失增大，热效率降低，造成后 部燃烧的原因较多，笔者仅就我公司三台75t／h济锅产循环流化床锅炉所出现的一些问题在此作简要介绍。

2安装及砌筑不规范

从侧面看，锅炉风帽布置应为倾角为5°的浅“V”字形，如果施工中不注意，很可能就会出现风帽呈水平布置或高低不平的波浪型，床面进行浇注料施工时，就无法保证风帽眼不被浇注料遮挡，造成冷态试验时布风不均匀及风流向无规律，在这种情况下，按正常风量进行冷态试验床料肯定不能全部浮起，10号锅炉在施工中就出现这种问题，风帽高低杂乱无章，浇注料施工为一平面，大量风帽眼被堵住，冷态试验时，一次风挡板开度由正常的55％上升到68％，后经处理部分风帽，流化风量下降，点 火运行正常，但由于处理不彻底，与其它两台锅炉相比，风量依然偏大（高10000m3/h）、返料温度达1020℃，负荷最大为68t/h，除尘灰可燃物含量高达12％，经正平衡测算，热效率仅为81％，远低于设计值85％，后经几次停炉，对所有风帽进行改造，成5°倾角“V” 字形，锅炉才逐步恢复正常。

3燃料粒度要求

设计燃料颗粒为≤13mm，在实际运行中，因掺烧大量的湿造气炉渣及无烟煤沫，在雨季为了保证给煤，将振动筛网眼加大，导致入炉煤中≤6mm的占30％，18～22mm占30％，大颗粒较多，沉淀在床层下面，为了保证锅炉正常运行，提高一次风量（较正常相比，约增加10～15％），密相区燃烧份额增大，床温升高，由正常980℃升高至1000±5℃，含氧量由正常7%升至10%，返料温度由980℃升至1010℃，锅炉负荷最高仅为70t/h，9号锅炉一次运行仅10小时就因床料过大而结焦停炉，停炉检查发现，最大床料直径达30mm，且≥20mm占近一半，为此，加强了入炉煤管理，增加一台专用破碎机，在天气好的情况下，将造气炉渣晒干破碎，然后与无烟煤沫、烟煤混合，混合后单独存放以作备用。当雨季来临时，煤湿度较大，增加人员随时对振动筛进行清理，保证入炉煤符合筛分要求。

4一、二次风合理匹配 循环流化床锅炉运行中，一次风作用是保证物料处于正常流化状态，为燃料燃烧提供氧气，二次风的作用是补充燃烧所需氧气，同时起扰动作用，加强气-固相混合，改变炉内物料分布，锅炉设计一次风为50～55％，二次风为45～50％，三台锅炉运行初期，由于经验不足，一次风量偏大，一般为60％左右，形成后部燃烧，返料温度为1010℃，负荷70～73t/h，经两年的摸索，目前一次风量仅为52％，返料温度降为980℃，负荷最高可达78t/h，运行中主要是根据冷态试验时的风量及煤种的类别进行适当调整，一般情况下，运行中的一次风量应低于冷态试验时的一次风量，因为在热态下，煤受热膨胀，密度降低，易于浮起，在燃用不同煤种时，低挥发份煤所需一次风量应高于燃用高挥发煤，二次风要根据床温调整。目前，锅炉设计测温点较少，为了保证二次风的合理搭配，应增设测温点，通过不同床层温度来判别上、中、下二次风门的开度，为了减少热电偶的磨损而增加运行费用，有些热电偶只在调整二次风期间使用，其余时间抽出来，一旦调整好，在负荷及煤种没有改变的情况下，风门就固定下来，一般要求上下床层温度不能相差5℃。

5料层控制

料层厚度是保证流化床锅炉运行的关键，在正常运行中料层差压必须保持相对稳定，如果遇到外界因素影响，造成料层差压变化，要及时进行调整风量，料层过厚，若调整不及时，很可能局部因流化不良而结焦，并且长期料层过厚，风机风压升高，也浪费厂用电，过薄，一次风量相应偏大，容易造成后部燃烧，控制料层主要方法是控制排渣，目前，大部分厂家由于认识不够及操作上的原因，不用冷渣器而改用人工排渣，料层差压波动较大，建议目前使用人工排渣的厂家安装冷渣器。冷渣器为连续排渣，料层相对稳定，尤其是燃用低热值煤种时，由于排渣量较大，优越性更为突出，据笔者了解，如选型及操作得到，冷渣器检修期限在一年以上。

总之，造成锅炉后部燃烧的因素较多，后部燃烧的危害性也较大，如出现后部燃烧时，烟气中尘的浓度相应增加，在分离器分离效率一定的情况下，分离后的烟气含尘也较高，对后部受热面的磨损增大，对中心筒的冲刷磨损也非常严重，9号锅炉运行不到一年，中心筒就出现一个洞，在停炉期间进行修补。出现后部燃烧时，旋风筒内温度较正常升高10～20 ℃，不管旋风筒是用耐磨砖还是浇注料砌成，在此高温下，温度升高这些材料的耐磨性就降低，影响了分离的使用寿命。

热电技术200202

第五篇：循环流化床锅炉脱硫工艺分析

循环流化床锅炉脱硫工艺分析

1、前言

循环流化床燃烧是指炉膛内高速气流与所携带的稠密悬浮颗粒充分接触，同时大量高温颗粒从烟气中分离后重新送回炉膛的燃烧过程。循环流化床锅炉的脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，与石油焦中的硫份反应生成硫酸钙，达到脱硫的目的。较低的炉床温度（850℃～900℃），燃料适应性强，特别适合较高含硫燃料，脱硫率可达80%～95%，使清洁燃烧成为可能。

2、循环流化床内燃烧过程

石油焦颗粒在循环流化床的燃烧是流化床锅炉内所发生的最基本而又最为重要的过程。当焦粒进入循环流化床后，一般会发生如下过程：①颗粒在高温床料内加热并干燥；②热解及挥发份燃烧；③颗粒膨胀及一级破碎；④焦粒燃烧伴随二级破碎和磨损。符合一定粒径要求的焦粒在循环流化床锅炉内受流体动力作用，被存留在炉膛内重复循环的850℃～900℃的高温床料强烈掺混和加热，然后发生燃烧。受一次风的流化作用，炉内床料随之流化，并充斥于整个炉膛空间。床料密度沿床高呈梯度分布，上部为稀相区，下部为密相区，中间为过渡区。上部稀相区内的颗粒在炉膛出口，被烟气携带进入旋风分离器，较大颗粒的物料被分离下来，经回料腿及J阀重新回入炉膛继续循环燃烧，此谓外循环；细颗粒的物料随烟气离开旋风分离器，经尾部烟道换热吸受热量后，进入电除尘器除尘，然后排入烟囱，尘灰称为飞灰。炉膛内中心区物料受一次风的流化携带，气固两相向上流动；密相区内的物料颗粒在气流作用下，沿炉膛四壁呈环形分布，并沿壁面向下流动，上升区与下降区之间存在着强烈的固体粒子横向迁移和波动卷吸，形成了循环率很高的内循环。物料内、外循环系统增加了燃料颗粒在炉膛内的停留时间，使燃料可以反复燃烧，直至燃尽。

循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动，整个燃烧过程和脱硫过程就是在这两种形式的循环运动的动态过程中逐步完成的。

3、循环流化床内脱硫机理

循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，石油焦和石灰石自锅炉燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石在850℃～900℃床温下，受热分解为氧化钙和二氧化碳。气流使石油焦、石灰石颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃料烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰等送回燃烧室参与循环利用。按设计，II电站CFB锅炉钙硫比达到1.97时，脱硫率可达90%以上。

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高硫石油焦在加热到400℃就开始有硫份析出，经历下列途径逐步形成SO2，即硫的燃烧过程：

S--→H2S--→HS--→SO--→SO2

硫的燃烧需要一定的时间，石油焦床内停留时间将影响硫的燃烧完全程度，其随时间同步增长。同时床温对硫的燃烧影响很大，硫的燃烧速率随床温升高呈阶梯增高。

以石灰石为脱硫剂在炉膛内受高温煅烧发生分解反应：

△CaCO3--→CaO + CO2-179 MJ/mol 上式是吸热反应。由于在反应过程中分子尺寸变小，石灰石颗粒变成具有多孔结构的CaO颗粒，在有富余氧气时与床内石油焦的析出硫分燃烧生成的SO2气体发生硫酸盐化反应：CaO + SO2 + 1/2 O2--→CaSO4 + 500 MJ/mol

使Ca0变成CaSO4即达到脱硫目的。但是生成的CaSO4密度较低，容易堵塞石灰石的细孔，使SO2分子不能深人到多孔性石灰石颗粒内部，所以，Ca0在脱硫反应中只能大部分被利用。

4：影响脱硫的因素与清洁燃烧控制

影响脱硫的因素有许多，一部分属于设计方面的因素，诸如给料方式的不同会有不同的脱硫效果；炉膛的高度影响脱硫时间等。另一部分属于运行方面的因素，如Ca／S摩尔比、床温、物料滞留时间、石灰石粒度、石灰石脱硫活性等，本文仅从运行角度，对II电站CFB锅炉的脱硫工艺进行研究分析。

4.1：Ca／S摩尔比的影响

当Ca／S比增加时，脱硫效率提高。由于II电站CFB锅炉燃烧用高硫石油焦的硫含量基本上为4％～4.5％，所以，Ca／S比的改变可由控制石灰石的加入量来实现。通过对在线仪表的数据采集分析，从图1可以发现，随着石灰石加入量的增大，烟气中的SO2排放量逐步降低，趋势变缓，Ca的利用率下降。因此Ca／S比存在经济性问题，一般经济Ca／S比在1.5～2.5之间。II电站CFB锅炉设计Ca／S比控制在1.97。实际运行中，还可以用石灰石输送风压比照石灰石加入量，目前石灰石输送风压PT650A/B控制在20KPa左右。（脱硫效率以在线监测仪的烟气SO2排放量平均数据表示，排放量越小，则脱硫效率越高。）

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4.2：石灰石粒度及活性的影响

石灰石粒度对床内脱硫反应工况具有重大的、甚至是决定性的影响。如果石灰石颗粒太粗，其发生反应后，在颗粒表面形成CaS04，由于CaS04的分子量比Ca0大得多，所以颗粒外表面被CaS04层阻止了S02与颗粒中心区域Ca0进一步反应，降低了脱硫性能；若石灰石颗粒太细(如小于75μm的颗粒)，则不能被气固分离器捕捉送回炉膛，使石灰石不能充分利用。一般地，石灰石颗粒粒径选在0.2-1.5mm为宜。II电站的石灰石粒径控制设计指标是D50=550μm。所谓D50，指的是通过50％的物料质量的筛网的尺寸，即物料平均粒径。也就是说，II电站的石灰石平均粒径为550μm。石灰石经二级破碎机制粉，在正常运行中不进行粒度的改变调整。

石灰石的脱硫反应活性，受地质特性和物理特性决定，如石灰石的钙含量和其它成分含量、煅烧后的孔隙结构、破碎特性、地质年龄等。应通过试验，测定石灰石的活性指数，从而确定筛选矿区，不采购不明石灰石。

4.3：床温的影响

床温对脱硫效率有较大影响。从图2 床温与脱硫关系曲线可以看出，脱硫率在较高或较低床温下明显下降。因为脱硫反应有其最佳的化学反应温度，约为860℃～880℃左右，偏离最佳反应温度时，脱硫效果下降。

电站CFB锅炉床温一般控制在880℃～900℃，并不在最高脱硫范围内，这有两方面原因：一是床温高，锅炉燃烧效率高；二是石油焦的挥发份少，着火温度高达500℃～550℃，燃烬所需温度亦较高。所以选择这一运行温度范围是统和考虑的结果。

4.4：物料滞留时间的影响

床料在炉膛内滞留时间越长，硫的燃烧、Ca0 与S02的有效反应时间就越长，脱硫效率越高。影响物料滞留时间的因素一般有：流化风速，循环倍率，石油焦造粒及碳黑掺烧，电除尘飞灰回燃循环等等。

4.4.1：流化风速的影响

一次风系统提供循环流化床所必需的流化风。增加流化风速，实际上增加了物料的携带速度，从而使循环回料量增加，相应的延长了脱硫剂在炉膛内的停留时间；并由于整个稀相区物料浓度的增加而增加该区脱硫剂浓度，提高了脱硫剂的利用率，脱硫效率增高。但如果一次风速太大，使炉膛出口烟气速度超过旋风分离器的捕捉速度，造成循环回料量减少，从网址：http://www.xiexiebang.com 联系电话：02161024899 E-mail：service@gesep.com

而降低脱硫效率。在运行中，可通过调节风流量、一、二次风配比等，达到调节流化风速的目的。

4.4.2：循环倍率的影响

循环倍率指单位时间内通过床料回送装置返回炉膛的床料量与锅炉投入固体物料量的质量比。循环倍率越大，脱硫效率越高。因为循环延长了石灰石在床内的停留时间，提高了脱硫剂的利用率。同时使稀相区的物料浓度增高，增加了石油焦在炉膛内与床料碰撞的概率，提高石油焦在炉膛内的停留时间，从而使脱硫效率升高。图3为循环物料量与烟气SO2排放量关系。

循环物料量的主要控制手段为：控制石灰石的加入量及石灰石的粒径，调整一、二次风比率，控制石油焦粒径，控制J阀的工作状态，控制合适的炉膛上部差压、保证炉膛内有足够的细颗粒等。

4.4.3：石油焦造粒及碳黑掺烧的影响

II电站于2001年1月，在2#CFB锅炉上做了3天的掺烧30%造粒石油焦试验，原目的是研究飞灰碳含量的变化情况。所谓造粒，就是将粉料石油焦，掺加一定比例的飞灰和粘结剂，聚集成4mm左右的粒焦。这实际上使飞灰中30％左右的Ca0得到了回用，提高了石灰石的利用率。但这部分的Ca0由于表面孔隙被CaS04堵塞，使SO2不能充分地深入到Ca0颗粒内部，脱硫性能相对较差。另一方面，随着粒径增大，石油焦的着火点温度将明显提高，延长了石油焦颗粒在高温床料内加热干燥、热解及挥发份燃烧的时间，石油焦的硫份燃烬更加充分，与石灰石充分反应后，脱硫率增高。

目前II电站锅炉在石油焦中掺烧5％左右的碳黑。碳黑来自合成氨装置，水份比较大，经掺和一定量的底灰粘结，使底灰中40％左右的Ca0得到了回用。由于Ca0与碳黑中的H2O反应生成Ca（OH）2，其与SO2的结合能力比Ca0强，因此，比较造粒石油焦与掺烧碳黑，后者的脱硫效果更佳。

4.4.4：电除尘飞灰回燃循环的影响

II电站1#CFB锅炉新增电除尘飞灰回燃循环系统，将锅炉尾部电除尘器一电场收集的飞灰送回J阀回料腿，进入锅炉炉膛的密相区，实现循环燃烧。该系统有以下三个优点：a．提高碳的燃烬率；b．提高石灰石的利用率；c．调节床温，使其保持在最佳的脱硫温度下。

4.4.5：效果

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II电站的两台循环流化床锅炉运行中的烟气SO2排放量在400ppm左右，（标准状态烟气中1ppm的SO2体积浓度等于2.86 mg/Nm3质量浓度），约为1144 mg/Nm3。国家排放控制标准为1200 mg/Nm3～1800 mg/Nm3，工艺控制标准为1500 mg/Nm3。

4、总结

随着社会和国家对环境保护的日益重视，以及公司HSE管理的不断深入，SO2排放控制标准将逐步向世界先进国家靠拢，达到400 mg/Nm3。由此可以看到明显的差距，CFB锅炉的清洁燃烧工作任重道远，需要为之不断的努力。综上所述，CFB锅炉的燃烧脱硫控制，关键是增大石灰石的添加量及加大物料的循环利用程度，提高Ca／S比。同时加强重视对床温、流化风速、物料粒径、石灰石脱硫活性等因素的选取、调整、控制，通过对这些因素的优化组合，提高循环流化床锅炉的脱硫效率，达到清洁燃烧的目的，净化空气，实现最大程度的不破坏环境。

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