论文-CFB锅炉石灰石系统经济性试验探讨

CFBCFB 锅炉石灰石系统经济性试验探讨锅炉石灰石系统经济性试验探讨 连州发电厂 513400 摘要摘要 目前环保部门对电厂的二氧化硫排放要求非常严格 针对具有炉内脱硫 效果的循环流化床锅炉来说 石灰石系统的可靠性 将直接影响到循环流化床 锅炉控制二氧化硫的排放能力 因此脱硫系统的稳定 经济运行变得十分必要 前言 前言 连州发电厂 3 4 CFB 机组分别于 2004 年 2 月和 2004 年 5 月投入运行 投产以来 连州电厂始终把节能减排作为重要工作 针对循环流化床锅炉的炉 内脱硫特点 与其相关的石灰石系统一直时我们重点关注和改造的对象 几年 来 几次大小修都曾对石灰石系统经行改造 目的就是保证石灰石系统的经济 稳定运行 保证实现炉内脱硫效果最大化 另外我们还通过燃烧调整来提高石 灰石在炉内脱硫的效果 试验结果也十分有效 一 设备概况 一 设备概况 广东省连州发电厂二期 2 台型号为 HG 440 13 7 LM9 的循环流化床锅炉 由哈尔滨锅炉有限公司制造 采用 ALSTOM 公司循环流化床燃烧技术设计的超高 压中间再热机组 锅炉为燃用低热值 含硫量高的无烟煤而设计 锅炉主要由炉膛 高温绝热分离器 自平衡 U 型回料阀和尾部对流烟道 组成 燃烧室下部布风板有大直径钟罩式风帽 炉膛上方布置有双面水冷壁 屏式过热器 8 屏 屏式再热器 6 屏 尾部对流由上至下依次布置三级过热 器 一级过热器 冷段再热器 省煤器和空气预热器 锅炉给煤方式分别由 A B 两侧煤仓 经过一级皮带称重给煤机 三级埋刮 板给煤机由炉膛两侧送至炉膛后墙四个给煤口 并与高温绝热分离器分离下的 的循环物料混合后送入燃烧室内燃烧 电厂燃煤主要来自湖南临武 宜章 嘉 禾 白沙等地产的无烟煤以及连州本地产的无烟煤 湖南煤和连州煤按一定比 例混合后送入锅炉燃烧 考虑湖南煤短缺的因素 也可能短期内采用连州本地 产的煤 设计 最大允许粒径为 7mm 粒径为 0 75mm 占 50 粒径 0 35mm 不大于 10 表表 1 1 煤质特性如下表 煤质特性如下表 名 称符 号单 位数 值 设计煤种校核煤种 1校核煤种 2 收到基水分 Mar 7 589 收到基碳 Car 5360 7760 收到基氢 Har 1 21 841 8 收到基氧 Oar 3 32 142 62 收到基氮 Nar 1 350 680 85 收到基硫 St ar 1 52 440 85 收到基灰分 Aar 32 1524 1324 93 基挥发分 Vdaf 5 59 15 6 低位发热量 Qnet v arKcal kg450053004800 每台炉在煤仓间有 2 个石灰石中间粉仓 每个中间粉仓容积为 200m3 可满 足锅炉 B MCR 工况下连续运行 8 10 小时的脱硫需要 中间粉仓有 2 种上粉方式 方式 1 通过汽车运输 直接上至中间粉仓 是目前的主要上粉方式 方式 2 通过汽车运输 上粉至石灰石粉库 再通过仓泵的气力输送系统 将石灰石粉 输送至中间粉仓 设计的炉内脱硫是 石灰石粉从石灰石的中间粉仓下落至旋 转给料阀 由输送风送到前墙上二次风口 进入炉膛 通过石灰石粉 主要成 分 CaO3 含量 90 高温下与炉内 SO2反应生成 CaSO4来调节炉膛内的 SO2含 量 以满足环保的排放要求 表表 2 2 石灰石设计值 石灰石设计值 名称单位样本 1 连州龙岩头 矿区 样本 2 连州山塘镇顺头岭 矿区 烧失率 42 4742 6 SiO2 1 250 59 Al2O3 0 470 3 FE2O3 0 430 47 CaO 53 1855 15 MgO 1 050 38 密度 Kg m310001000 粒度 mm 1 1 二 通过燃烧调整来提高循环流化床炉内脱硫效果二 通过燃烧调整来提高循环流化床炉内脱硫效果 因为之前石灰石粉是从石灰石的中间粉仓下落至旋转给料阀 由输送风送 到前墙上二次风口 进入炉膛 后来在运行中我们发现 在高负荷时由于二次 风压及二次风量的提高 使石灰石粉在刚进入炉膛时就被吹跑 参与炉内反应 的石灰石量很少 这从石灰石用量及 SO2 含量上有明显的表现 因此我们是否 可以通过燃烧调整来提高石灰石在炉内脱硫的效果 经过实验分析总结出了 3 4 炉燃烧调整相关参数表 3 4 锅 炉 负荷 MW 床压 KPa 一次风 量 万 m3 h 二次风 量 万 m3 h A B 上层 二次总 风门 单侧下 层 二次风 量 万 m3 h 每支床上油枪风 量 万 m3 h N 1307 0 8 019 2025 26 全开 2 5 3 0 0 8 0 9 3 4 0 6 0 7 120 N 130 7 0 8 018 1923 24 全开 2 5 3 0 0 8 0 9 3 4 0 5 0 6 110 N 120 6 0 7 017 1821 22 全开 2 0 2 5 0 7 0 8 3 4 0 5 0 6 100 N 110 6 0 7 016 1719 20 全开 2 0 2 5 0 5 0 6 3 4 0 4 0 5 90 N 1 00 5 0 6 015 1617 18 开 80 2 0 2 5 0 5 0 6 3 4 0 4 0 5 80 N 9 0 5 0 6 015 1615 16 开 70 1 8 2 0 0 4 0 5 3 4 0 4 0 5 70 N 8 0 4 5 5 014 1514 15 开 60 1 8 2 0 0 4 0 5 3 4 0 4 0 5 要求 下部 中部床温 1030 回料腿床温 1050 分离器进口烟温 1000 分离器出口烟温 1030 当床温超限时 适当降低负荷 在床温低于规定 值后 再重新加回负荷 两侧氧量偏差应控制在 0 5 之内 布风室风压小于 15 0Kpa 二次风空预器出口风压 9 0Kpa 只有二次风空预器出口风压 9 0Kpa 时 才能开大床上油枪风量 操作时 先开大 1 6 再开大 2 5 3 4 不能 调整 在未按该参数表调整前 3 4 炉在高负荷 130MW 以上 高石灰石给料阀 转速 500r min 时 SO2一直偏高 分别达到了 600 1000mg m3 通过我们对该 存在问题进行摸索和试验 经试验将 3 4 床上油枪的冷却风量下调至 0 7 万 m3 h 后 在机组满负荷下 石灰石给料阀转速控制在 150r min 左右 能够将 SO2能降至 400mg m3 下降效果明显 三 把石灰石粉在给煤机中掺和 使石灰石粉与给煤充分混合来提三 把石灰石粉在给煤机中掺和 使石灰石粉与给煤充分混合来提 高炉内脱硫效果 高炉内脱硫效果 2009 年 4 月 3 炉 B 侧石灰石系统增加了 1 台螺旋输粉机 B 石灰石粉经 螺旋输粉机 B 一级给煤机后 从炉膛后墙的给煤口进入炉膛 3 炉 A 石灰石系统没有改动 A 石灰石粉经输粉管后 从炉膛前墙中间上 二次风口进入炉膛 2009 年 5 月 9 日至 13 日 根据试验方案 对 3 炉 A B 两侧石灰石运行 方式的经济性进行了试验 试验结果报告如下 1 1 试验方法 试验方法 将两侧粉仓粉位降至一致 之后 上粉 尽量保持相同数量 再投入该侧 粉仓运行 并停止向该侧粉仓进粉 当粉位降至原粉位时 结束试验 在排放 的 SO2量一致的前提下 通过计算试验期间的耗煤量 石灰石用量 发电量 可以计算出两种运行方式的经济性 2 2 试验数据及其计算结果 试验数据及其计算结果 3 炉 A 石灰石运行 二次风管 3 炉 B 石灰石运行 螺旋输粉机运 行 参数指标 第 1 次第 2 次第 1 次第 3 次 开始 时间 2009 5 12 14 27 2009 5 13 1 35 2009 5 9 18 3 5 2009 5 13 13 48 试 验 时 间 结束 时间 2009 5 12 21 45 2009 5 13 8 39 2009 5 10 09 50 2009 5 13 19 40 试验时间 h 7 307 0015 255 87 上粉量 t 31 5015 5015 7015 80 发电量 万 Kwh 92 249 20 110 00 74 73 耗煤量 t 420 90247 50536 00343 4 平均负荷 平均负荷 MWMW 126 36126 3670 2870 2872 1372 13127 3127 3 每小时的每小时的 用粉量 用粉量 t ht h 4 324 322 212 211 031 032 692 69 每度电的每度电的 用粉量 用粉量 g Kwhg Kwh 34 1534 1531 5131 5114 2714 2721 1421 14 每度电耗每度电耗 粉量成本 粉量成本 分分 kw h kw h 每吨石每吨石 灰石粉灰石粉 158158 元计元计 0 540 540 500 500 230 230 330 33 算算 钙硫比 钙硫比 设计是设计是 2 4 2 4 1 221 020 480 75 发电原煤 耗 g kwh 456 31503 08487 27459 54 20082008 年年 1 1 至至 7 7 月份月份 二期每度电耗粉量成本 二期每度电耗粉量成本 0 410 41 分分 kw h kw h 说明 试验期间 烟气 SO2排放值均控制在 250 300 mg Nm3 3 3 试验结论及建议 试验结论及建议 1 在低负荷 60 100MW 时 B 侧石灰石用粉量比 A 侧节约 54 按 1 年发电 量 9 亿 每吨石灰石粉 158 元计算 1 年可以节约 243 万元 在高负荷 100 135MW 时 B 侧石灰石用粉量比 A 侧节约 40 按 1 年发电量 7 亿 每吨石灰石粉 158 元计算 1 年可以节约 126 万元 合计 1 年累计节约 369 万元 2 3 炉满负荷时 B 侧单侧石灰石运行时 B 给料阀转速 360r min 时 SO2 能够控制在