循环流化床锅炉炉内脱硫石灰石粉输送系统

[摘 要]本文简要介绍了循环流化床锅炉炉内脱硫工艺通常采用的石灰石粉输送系统，通过对两种石灰石粉输送系统的比较，对cfb锅炉的石灰石粉输送系统设计提出建议和思考，供同行们参考。 [关键词]循环流化床、炉内脱硫、石灰石粉输送系统

中图分类号：te963文献标识码：a文章编号：1009-914x（2013）17-0285-02 1 概述

循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广、负荷调节灵活、环保性能好等优点，近年来发展非常迅速，技术也日趋成熟。并随着我国对环保要求的越来越高以及环保电价的相应出台，循环流化床锅炉的脱硫就显得越来越重要，甚至关系到电厂的生死存亡。目前，循环流化床锅炉主要采用的脱硫方式为在炉内添加石灰石粉的干法脱硫以及在烟气尾部设立烟气脱硫系统的湿法脱硫。就脱硫工艺和运行成本来说，炉内干法脱硫工艺简单，运行成本较低，再加之循环流化床（cfb）锅炉炉内燃烧温度在790～900℃之间的温度场使其本身具有了炉内烟气脱硫条件，所以，炉内干法脱硫是目前大多数循环流化床锅炉首选的脱硫方式。

据不完全统计，目前我国已有上千台循环流化床锅炉投入运行，锅炉容量从10t/h-1025t/h，但大多数为容量在440t/h以下的中小型锅炉。流化床煤燃烧技术在较短的时间内能得到迅速的发展和应用，是因为它具有：燃烧温度低，燃料停留时间长，燃烧室湍流混

合强烈，以及可以通过炉内掺烧石灰石粉进行脱硫。循环流化床锅炉炉内脱硫原理是： caco3→cao+co2 cao+so2→cas04

即将炉膛内的caco3高温煅烧分解成cao，与烟气中的so2发生反应生成caso4，随炉渣排出，从而达到脱硫目的。 2 循环流化床锅炉石灰石粉输送系统特性

将石灰石粉作脱硫剂送入锅炉内掺烧来达到脱硫的目的。因此对于循环流化床锅炉来说，其配套的石灰石粉输送系统设计及运行的效果将直接影响到锅炉的脱硫效率。

石灰石粉输送系统要适应cfb锅炉脱硫正常运行必须具备以下条件：

1）、石灰石粉必须连续给料；炉内燃烧产物中so2随烟气流动在炉内停留的时间十分短暂，因此脱硫剂石灰石粉只有连续送入炉内参与吸收才能保证其脱硫效率和达到使脱硫剂最为节省。 2）、可调节给料量和准确计量。由于锅炉变负荷运行时燃煤量变化以及燃煤煤源的变化而引起含硫量变化时，脱硫剂石灰石粉的用量也应随之发生变化而维持一定的ca/s摩尔比。因此要求石灰石粉给料系统在30～100%的出力范围内要连续可调，并且能输出准确的计量信号纳入电厂dcs系统与给煤量信号匹配控制。

3）、多点同时给料以及克服锅炉进料点处的正压（通常此处锅炉正压约为6-9kpa）。由于锅炉的燃煤通常是采用多点给料，因此石

灰石粉给料系统应该适应给料点数量使脱硫剂与燃煤同时送入炉膛，并且要克服炉内正压的阻力。

目前国内石灰石粉输送系统一般都是采用正压气力输送系统。但由于目前国家电力行业对石灰石粉输送系统设计尚没有形成一套完整的设计规程，所以现阶段石灰石粉输送系统设计主要是在借用电厂除灰系统设计经验的基础上对石灰石粉输送系统进行设计。因此，在石灰石粉输送系统的拟定过程中，应特别注意石灰石粉特性与电厂飞灰特性的差异。下表是石灰石粉与飞灰特性的一些主要差异。

可以看出石灰石粉与飞灰相比具有堆积密度大、粒度大而不均匀、本身含有一定水分、在输送贮存过程中易吸潮、研磨后的石灰石粉颗粒有棱角、硬度高等特点。因此石灰石粉在输送管道内粘结易造成管道堵塞，尤其是输送管道水平段与垂直段的连接处堵管较为严重。

3 石灰石粉输送系统方案介绍

目前国内循环流化床锅炉炉内脱硫工艺通常采用的石灰石粉输送系统均为正压气力输送系统，按其输送方式又大致可归纳为二级输送和一级输送2种方式。二级输送是指石灰石粉是通过两次不同形式的输送后进入锅炉炉膛，而一级输送是指石灰石粉的输送只通过一次输送就进入锅炉炉膛。 3.1 二级输送系统

二级输送系统基本上是按我国早期引入循环流化床锅炉技术中

的炉内脱硫石灰石粉输送系统模式拟定的。

该输送系统为：用密封罐车将从厂外购买的符合入炉要求粒径的石灰石粉运至厂内并泵入设置于的厂内石灰石粉库内（满足锅炉bmcr工况下约48小时耗量）储存。然后通过石灰石粉库下部设置的仓泵采用正压气力输送方式输送至煤仓间内的石灰石粉斗（粉斗容量满足锅炉bmcr工况下约4小时耗量），石灰石粉斗内的石灰石粉通过旋转给料阀进入风粉混合装置（常用设备为螺旋输送泵、喷射式供料器等），最后由石灰石粉输送风机（罗茨风机）输送到锅炉石灰石粉给料口中。这种输送方式早期在国内被广泛采用，其主要特点是采用了设置在煤仓间的中转石灰石粉斗，所以称为两级输送方式。

如我院设计的峨眉铝业2×150mw（cfb）工程、河南豫能阳光热电联产2×135mw（cfb）工程等工程均采用了类似的二级输送系统。 3.2 一级输送系统

随着我国循环流化床锅炉的广泛使用，其锅炉容量日益增大，石灰石粉二级输送所需在煤仓间设置的石灰石粉仓也越来越多或越来越大。通过我国气力输送技术的不断更新和成熟，因此出现了不通过中转环节直接向炉膛输送石灰石粉的一级输送系统。 该输送系统为：用密封罐车将从厂外购买的符合入炉要求粒径的石灰石粉运至厂内并泵入设置在厂内炉侧的石灰石粉库内（满足锅炉bmcr工况下约48小时耗量）储存。然后通过石灰石粉库下部设置的一套注料泵、（收料泵）+（给料泵）、设置的容积式给料器、

通过齿轮箱由标准的感应电机驱动，电机的电源通过变频/电压转换器，调节电机速度，从而调节给料出力，通过压缩空气作载体，采用正压稀相气力输送方式将石灰石粉直接输送至锅炉石灰石粉给料口中。这种输送方式目前在国内已被广泛采用，其主要特点是没有中转环节，石灰石粉直接从石灰石粉库被输送至锅炉石灰石粉给料口中，所以称为一级输送方式。

如我院设计的河南瑞平（2×135mw）工程、广西色资源综合利用（2×135mw）工程、等工程均采用了这种一级输送方式。 3.3 输送系统方案技术比较

1）、二级输送方式的主要优点体现为该方案的第二级输送装置设置在主厂房锅炉炉前，所以其输送距离较短、管道弯头较少、输送阻力小、可以减小管道磨损。输送管道布置简单及方便。 2）、二级输送方式的第一级的输送与电厂的气力除灰系统十分相似，都是采用仓泵正压气力输送，其气源为压缩空气。但第一级仓泵的输送方式为间断式输送，所以易在管道中产生细粉的沉积、而且冷态运行极有可能造成输送管道管壁结露、对气力输送极为不利。

3）、二级输送方式的第二级输送的气源采用罗茨风机作为动力源，当循环流化床锅炉炉膛内的背压趋于增高，接近大于石灰石粉气力输送的工作压力时，将影响到输送系统的出力，此时需提高输送压力来解决此问题，但罗茨风机的输送压力一般都在0.11mpa以下，压力变化及调节的范围有限，对其输送带来较大的制约。同时

罗茨风机产生的压缩空气未经过除湿、除油、除尘等气源的后处理，其气源品质较差，因而容易造成石灰石粉吸湿板结堵管。 4 结论

根据以上叙述可以看出，二级输送系统是循环流化床锅炉早期引入时炉内脱硫的一种基本配置方式，该输送系统采用的是较为传统的物料输送设备，是针对cfb锅炉运行特点来配置组合，只是简单的组合。二级输送系统较之一级输送系统其投资、能耗都较高，同时由于增加了中间环节，因此降低了整个系统运行的安全性及可靠性，同时运行管理也较为复杂。因此、一级输送系统与之相比较具有以下主要优点：

1、由于取消设置在炉前的石灰石粉仓，优化了布置，节约了主厂房空间，降低了主厂房的工程造价，节省了投资；

2、由于取消二次输送的相关设备，改善了主厂房的运行环境（罗茨风机噪音、石灰粉尘）；

3、减少了系统运行环节，并且石灰石粉输送为连续输送方式，提高了输送系统的可靠性，优化了管理；

因此笔者认为：在可以外购到成品石灰石粉的电厂，对于循环流化床锅炉炉内脱硫石灰石粉输送系统的选择，推荐采用一级气力输送方式。 参考文献

[1] 中华人民共和国电力行业标准《火力发电厂设计技术规程》（dl5000-2000）；

[2] 中华人民共和国电力行业标准《小型火力发电厂设计技术规程》（dl50049-94）；