循环流化床锅炉_CFB_石灰石粉输送系统设计探讨.docx

循环流化床锅炉( CFB) 石灰石粉输送系统设计探讨De sign Re s e arc h fo r Ha ndling Syst e m of Lime sto ne Powder fo r CFB武汉凯迪电力股份有限公司孙厚炳【摘要】本文对国内部分循环流化床锅炉 ( CFB) 石灰石粉输送系统的现状 、运行过程中存在的问题进行了分析 ,并结合石灰石粉的特点提出了石灰石粉输送系统的设 计思路 。CFB石灰石粉输送系统设计思路【关键词】我国是煤炭的生产和消费大国 ,由于多年的开采 ,优质低硫煤越来越少 ,现有政策是鼓励电厂采 用循环流化床锅炉 ( CFB ) 燃用劣质煤和高硫煤 。 采用循环流化床锅炉的最大特点是可以直接燃用 劣质煤 ,配以向炉内喷射石灰石粉 ,在无需单独设 置烟气处理装置的条件下进行脱硫以达到环保要求 。石灰石粉输送系统设计及运行的成败直接影 响到循环流化床锅炉的脱硫效率 。随着国家对环 境保护要求的提高以及对排放气体中 SOX 等有害 气体的严格控制 ,循环流化床锅炉配套的石灰石粉 输送系统的正常运行尤为重要 。石灰石粉输送系统的现状1由于现有国家电力行业标准 ( 相应设计规程 、规范) 对石灰石粉输送系统设计尚没有象对其它辅 助系统 (如锅炉烟风系统 、输煤 、除灰系统) 设计规 定那么详细 ,因此 ,现阶段是在参照除灰系统设计 规程的基础上对石灰石输送系统进行设计 。目前 ,国内循环流化床锅炉 (含进口和国产) 发 电厂所采用石灰石输送系统有如下方式 :1) 、电厂内设石灰石粉制备车间 ;外购石灰石块扩展不确定度的评定测量结果及其不确定度报告45将合成标准不确定度 uc 乘以包含因子 k ,得到扩展不确定度 U ,在置信概率取 95 %的情况下 ,k =2 ,则 :U = k uc = 2 5150 10 - 4 = 111 10 - 3全硫的测定结果及不确定度可表示为 :1109 10 - 2 0111 10 - 2 ( k = 2)专业上习惯表示成 : (1109 0111) % ( k = 2) 11(总第 4 1 期)Electric Power Standarization & Measurement3 / 2 0 0 2(粒径 50 mm) 由汽车运至电厂经石灰石粉制备车间加工成石灰石粉(粒径 1 mm) 贮存在石灰石粉贮 仓 ,再经仓泵气力输送系统输送至煤仓间石灰石粉 缓冲仓 ,然后由石灰石粉喷射系统输送至锅炉内。 如四川内江高坝电厂、杭州协联热电厂、南京金陵石化热电厂采用了类似系统。工艺流程如下 :波中华纸业公司自备电厂、宁波镇海炼化自备电厂、南京金陵石化热电厂所采和石灰石输送系统的了解 ,目前石灰石输送系统存在的主要问题有 :1) 、石灰石粉在输送管道内粘结造成管道堵塞 ,尤其是输送管道水平段与垂直段的连接处堵管更为 严重。2) 、上引式仓泵出口管道阀门磨损严重 ,维护工作量大。3) 、石灰石粉贮仓、煤仓间石灰石粉缓冲仓运行 中出现堵粉 ,下料困难。4) 、煤仓间石灰石粉缓冲仓下旋转给料阀磨损较 快、漏粉严重。引起上述问题的原因分析如下 :1) 、石灰石粉在转运过程中直接从所接触的空气(如输送空气、贮仓气化空气) 中吸收水分而造成堵管 和贮仓堵料 ;2) 、贮仓本体防潮、防渗漏性 较差 ,造成石灰石粉 贮存过程中受潮结块、贮仓下料困难 ;贮仓本体结构 不合理也将造成贮仓下料困难 ;3) 、设备的选择、管道布置设计不合理造成设备磨损加快、石灰石粉输送管道堵塞 ;制备车间贮仓仓泵缓冲仓喷射系统锅炉2) 、电厂内不设石灰石粉制备车间 ; 外购石灰石粉 (粒径 1 mm) 由专用汽车运至电厂经压缩空 气输送至石灰石贮仓 ,再经仓泵气力输送系统输送至煤仓间石灰石粉缓冲仓 ,然后由石灰石粉喷射系统输送至锅炉内 。如宁波中华纸业公司自备电厂 采用了类似系统 。工艺流程如下 :专用汽车贮仓仓泵缓冲仓喷射系统锅炉3) 、电厂主厂房煤仓间内不设石灰石粉缓冲仓 ;外购石灰石粉 (粒径 1 mm) 由专用汽车运至电 厂 ,经压缩空气输送至石灰石粉贮仓 ,再经气力输 送系统直接输送至锅炉内 。如合山电厂 8 号炉(420 t/ hCFB) 改造工程 、河南叶县蓝光环保电厂一 期(440 t/ hCFB) 工程 ,两工程石灰石输送系统均已 招标 。工艺流程如下 :设计中宜注意的事项3通过对石灰石输送系统存在的问题及原因的分析 ,在石灰石输送系统的设计过程中注意如下事项 :1) 、由于目前国家电力行业对石灰石粉输送系统 设计尚没有完整设计规程 ,现阶段是在利用除灰系统 设计经验的基础上对石灰石粉输送系统进行设计。 因此 ,在系统的拟定过程中 ,应注意到石灰石粉特性与电厂飞灰特性的差异。 专用汽车贮仓 气力输送系统 锅炉运行中存在的主要问题及原因分析2通过对四川内江高坝电厂、杭州协联热电厂、宁表 321石灰石粉与飞灰特性的比较石灰石粉与飞灰特性的比较如表 321 。从上表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 、本身含水并在输送贮12存过程中易吸潮等特点 ,另外 ,石灰石粉输送是在冷态状态下输送 ,因此 ,石灰石粉气力输送难度比 常规除尘器下飞灰的输送难度要大 。石灰石粉飞灰堆积密度 ( kg/ m3)11001400700750输送温度 ( )常温120物料粒度 (mm)01001045物料含水率 ( %)115干燥石灰石粉石灰石粉石灰石块(总第 4 1 期)电力标准化与计量3 / 2 0 0 22) 、由于石灰石粉易吸潮 ,石灰石粉输送系统设备及构筑物应有良好的防潮 、防雨水渗漏和去湿 措施 。3) 、由于锅炉所需石灰石粉量与锅炉所带负荷 及耗煤量有关 ,因此 ,直接向锅炉输送石灰石粉气力输送系统的出力不能按 DL/ T 5142 - 2000火力 发电厂除灰设计规程中“: 系统出力按燃用设计煤 种时 BMCR 工况石灰石粉耗量 150 % ,燃用校核煤以保证输送系统稳定 、正常运行 。3) 、石灰石粉贮仓和缓冲仓的容量及结构 为避免石灰石粉在仓中贮存过程吸潮 ,当厂内不设石灰石粉制备车间时 ,石灰石粉贮仓和缓冲仓 的总容量宜为锅炉 MCR 工况燃用设计煤种时 3 天石灰石粉消耗量 。当厂内设有石灰石粉制备车间 时 , 石灰石粉贮仓和缓冲仓的总容量宜为锅炉 CMR 工况燃用设计煤种时 12 小时石灰石粉耗量 。 石灰石粉贮仓和缓冲仓宜设计为锥底 ,锥底与 水平面的夹角应大于 60; 锥底部分可采用钢结构并应配置助流 (气化) 装置 。 如果石灰石粉贮仓离锅炉较近 ,经技术经济比较后 ,主厂房煤仓间内可不设缓冲仓 。4) 、石灰石粉贮仓和缓冲仓的助流 (气化) 装置 的气源石灰石粉贮仓和缓冲仓的气化用气宜从石灰 石粉输送空气系统除水 、除油设备后引出 ,系统中 应设置减压设施以使空气压力满足贮仓助流 ( 气 化) 装置的要求 。5) 、仓泵的选型由于石灰石粉堆积密度大 、粒度大而不均匀 、 本身含水并在输送贮存过程中易吸潮等特点造成 石灰石粉输送难度大 。输送石灰石粉仓泵的开启 压力及仓泵出口速度要比输送飞灰时高 ,如选用上 引式仓泵 ,仓泵内应设运行良好的流化装置 ,否则 ,石灰石粉易在仓泵内沉积 ,输送不稳定 ,容易造成 输送过程中堵管 ;另外 ,仓泵出口阀门磨损较快 ,因 此 ,石灰石粉输送系统的仓泵宜考虑选用下引式仓 泵 。6) 、输送管道的布置石灰石粉输送系统管道布置可参照火力发电 厂除灰设计规程中相关内容进行设计 。种时 BMCR 工况石灰石粉耗量 120值 。”的条文设计 。% , 二者取大系统设计的具体建议4结合石灰石粉的特性及目前国内石灰石粉输送系统的现状 ,建议设计石灰石粉输送系统时考虑 如下几点 :1) 、系统设计出力a 、系统中设有石灰石粉贮仓和缓冲仓时 ,石灰 石粉贮仓至缓冲仓间气力输送系统的设计出力可 参照火力发电厂除灰设计规程相关内容设计 。缓冲仓至锅炉间的气力输送系统设计出力应能按 锅炉负荷变化要求可调 , 最大设计出力应取锅炉 MCR 工况分别燃用设计煤种和校核煤种时石灰石 粉消耗量较大值 ;量小设计出力应按锅炉不投油最 低稳燃负荷工况下燃用设计煤种和校核煤种时石灰石粉消耗量的较小值设计 。b 、系统中不设有石灰石粉缓冲仓时 ,石灰石粉 贮仓至锅炉间的气力输送系统设计出力应能按锅 炉负荷工况变化要求可调 ,最大设计出力应按锅炉 MCR 工况分别燃用设计煤种和校核煤种时石灰石 粉消耗量的较大值设计 ;最小设计出力应按锅炉不 投油最低稳燃负荷工况下燃用设计煤种和校核煤 种时石灰石粉消耗量较小值设计 。2) 、输送空气系统 石灰石粉气力输送系统输送风机 ( 空压机) 容量及压力可参照火力发电厂除灰设计规程设计 , 但输送空气系统中应按输送风机 ( 空压机) 的型式 配置除水 、除油设备以除掉输送空气中的水和油 。 本公司在具体总包工程的实施过程中 , 与国内 、外相关专业的专家进行探讨 ,发现脱硫工程石灰石粉输送系统及向锅炉输送石灰石粉系统的粉 气比一般控制在 15 : 1 范围内 ,即石灰石粉输送通 常采用稀相输送系统 。因此 ,考虑到石灰石粉的特 点 ,在输送空气量计算时宜按稀相气力输送考虑