發布時間：2014-08-05所屬分類：管理論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：設計合理的脫硫劑給料系統是保證循環流化床清潔燃燒的前提之一，脫硫劑給料系統的設計依據有鍋爐容量以及鍋爐本體給料點的數量和位置，并合理配置系統設備及附件的布置。根據天源熱電有限公司鍋爐容量、燃燒參數及現有輸煤系統位置和煤場布置，采用爐
摘 要：設計合理的脫硫劑給料系統是保證循環流化床清潔燃燒的前提之一，脫硫劑給料系統的設計依據有鍋爐容量以及鍋爐本體給料點的數量和位置，并合理配置系統設備及附件的布置。根據天源熱電有限公司鍋爐容量、燃燒參數及現有輸煤系統位置和煤場布置，采用爐前混合方式，即在燃料煤輸送過程中加入電石渣干粉脫硫劑，電石渣和煤粉混合后送入爐膛燃燒。
關鍵詞：熱電廠,電石渣,脫硫,應用
一、企業基本情況
合肥天源熱電有限公司是一家國有獨資的熱、電聯產企業，注冊資金1 000萬元，總資產1.4億元，位于合肥市國家級高新技術產業開發區天智路50號。公司主要從事向高新區及合肥市西區企事業單位、居民用熱用戶供汽和集中供熱并向合肥市電網輸送電力。天源熱電有限公司現擁有二期二臺75t/h中溫中壓循環流化床鍋爐，并配一臺15MW的抽凝式汽輪發電機組和三期二臺75t/h中溫中壓循環流化床鍋爐。為滿足高新區及合肥西熱區日益增長供熱需求，公司三期工程建設完成后，公司最終裝機達到四爐(4×75t/h )三機(1×C15+2×B6)。公司已經裝配了爐內石灰石脫硫系統、布袋除塵裝置，同時安裝了煙氣在線監測系統。公司脫硫系統改造項目是利用電石渣代替氧化鈣作為脫硫劑，利用工業固廢以廢治廢，保護環境，節省生產成本。
二、電石渣脫硫系統設計技術方案
(一)循環流化床鍋爐脫硫機理及影響因素
循環流化床燃燒技術自20 世紀80 年代研究和開發以來，迅速發展成為新一代高效、低污染的清潔燃燒技術得以廣泛應用。循環流化床鍋爐的流體動力特性、燃燒與傳熱特性、結構特性、脫硫特性，使其具備許多獨特的優點:燃料適應性廣、燃燒效率高、易于實現高效脫硫以及氮氧化物排放低。另外，還有負荷調節范圍大，灰渣可以實現綜合利用等優點。
循環流化床鍋爐的燃燒脫硫過程是將脫硫劑送入爐內，脫硫劑進入爐內首先煅燒生成氧化鈣，氧化鈣再與燃料燃燒生成的二氧化硫氣體進行反應。最常用的脫硫劑是石灰或石灰石，其原理為石灰與煤燃燒產生的硫的氧化物接觸反應，生成穩定的硫酸鈣。
CaCO3(石灰石)→CaO+CO2
CaCO3、MgCO3(白云石)→CaO+MgO +2CO2
Ca(OH)2(消石灰)→CaO+H2O
CaO+SO2+1/2O2→CaSO4
影響循環流化床鍋爐脫硫效率的主要影響因素。一是Ca、S摩爾比的影響。Ca、S摩爾比被認為是影響脫硫效率和SO2排放的首要因素, 根據試驗表明, Ca、S摩爾比為1.5～2.5 時，脫硫效率最高，而繼續增加Ca、S摩爾比或脫硫劑量時，脫硫效率增加的較小，不僅如此，繼續增加脫硫劑的投入量會帶來其他副作用，如增加物理熱損失，影響燃燒工況等。二是床溫的影響。床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應速度、固體產物分布及孔隙堵塞特性，從而影響脫硫效率和脫硫劑的利用率。有關文獻表明, 床溫控制在850～900℃時, 能夠達到較高的脫硫效率。三是脫硫劑粒度的影響, 采用較小的脫硫劑粒徑時，脫硫劑比表面積大，與煙氣接觸充分，脫硫效果好。一般脫硫劑粒徑選取0～2mm范圍。四是循環倍率的影響。循環倍率越大，飛灰的再循環延長了脫硫劑在床內的停留時間，提高了脫硫劑的利用率，脫硫效率越高。
(二)設計原則
一是根據循環流化床鍋爐的原理，結合現場實際，采用成熟的脫硫工藝技術。脫硫系統的設計脫硫效率應滿足當前國家排放標準和環保局的要求，并考慮滿足今后不斷趨于嚴格的SO2排放標準。二是項目需要新增加工程的設計應結合現場的場地條件，力求使流程和布置緊湊、合理。結合熱電廠的具體情況，新增設備主要放置在原有原煤堆場內，不另外占地。三是脫硫系統的處理能力要滿足三期工程完成后，共4臺75t/h鍋爐40～110%BMCR工況時的達標排放所需脫硫劑運輸能力的要求。四是整個設備系統設安全可靠、省電、耐用，同時設計力求方便檢修。五是工程設計及設備選型遵照以下標準：《清潔生產標準 燃煤電廠》(征求意見稿)以及《連續累計自動衡器(皮帶秤)》GB/T7721-2002。
(三)設計方案
目前，合肥天源熱電有限公司使用石灰石作為脫硫劑，石灰石經過粉碎，再由氣力泵輸送到倉庫，通過皮帶輸送到給煤皮帶，與煤混合送至爐內，具體流程見下圖：
使用石灰石作為脫硫劑天源熱電有限公司鍋爐最終排放煙氣中二氧化硫濃度符合《火電廠大氣污染物排放標準》(GB13223-2003)第3時段標準要求，但是石灰石脫硫劑使用成本高昂。
現脫硫系統改造，將使用電石渣代替石灰石作為脫硫劑，所使用的電石渣來源為安徽氯堿化工廠的生產固廢。安徽氯堿化工廠提供的電石渣經過壓濾、烘干，最后得到電石渣干粉的含水量可在1%～10%之間調整。安息角是粉體顆粒流動性的表征參數，通過對不同含水量電石渣的安息角進行測定可以得出，隨著含水量的減少電石渣的安息角也隨之減少，顯出很好的流動性，含水低于15%的電石渣在輸送、儲存過程中不易發生粘堵，可以準確配料。安徽氯堿化工提供的電石渣烘干終水分控制在10%以內，這樣的電石渣干粉粘性較小、輸送喂料相對便利，能準確計量。
電石渣干粉通過汽車運送到天源熱電有限公司原煤堆場，在堆場放置時要注意防止雨水或淋煤水對電石渣的澆淋，否則電石渣含水量增大將影響喂料和計量，嚴重時會導致設備故障;由于電石渣干粉顆粒細小，容易產生揚塵，所以堆場周圍也要設置防風圍墻，。堆場電石渣有效堆放貯存量宜滿足鍋爐最大連續出力時2～4天的消耗量。
設計合理的脫硫劑給料系統是保證循環流化床清潔燃燒的前提之一，脫硫劑給料系統的設計依據有鍋爐容量以及鍋爐本體給料點的數量和位置，并合理配置系統設備及附件的布置。根據天源熱電有限公司鍋爐容量、燃燒參數及現有輸煤系統位置和煤場布置，采用爐前混合方式，即在燃料煤輸送過程中加入電石渣干粉脫硫劑，電石渣和煤粉混合后送入爐膛燃燒。具體工藝流程為：在煤粉堆場原有輸煤皮帶上隔板開一個進料口，外部裝備料斗，電石渣通過抓斗經料斗、給料機、計量器直接輸送到給煤皮帶，和煤一起進入爐內燃燒實現脫硫，輸送系統可直接利用原有輸煤系統。采用變頻式電子秤控制電石渣量。
增加的設備有料斗(料斗內襯防腐耐磨材料，外壁安裝倉壁振打器)、卸料裝置、計量設備以及其他輔助設備(包括電線電纜、計量裝置控制柜等)。同時，值得注意的是電石渣通過抓斗喂入料斗時會產生揚塵，造成堆場內粉塵濃度過高，如果揚塵情況嚴重，可能影響行車操作員視線，若出現此類情形應考慮采取局部收塵措施，保持堆場內的工作環境。
(四)設計參數
1.料斗尺寸
根據天源熱電有限公司原煤堆場的現場尺寸合理設計，料斗位置設在輸煤皮帶上部隔板上，其頂部要和行車抓斗保持一定安全距離，在保證料斗有較大角度的前提下，開口盡量擴大，料斗內襯防腐材料，減少電石渣對料斗的腐蝕作用;同時，使落料順暢，料斗外壁上安裝倉壁振打器，一旦出現結料或堵料，利用其進行輔助卸料。
2.卸料裝置
卸料裝置的選型以電石渣用量為依據，保證電石渣能順暢的從料斗下落。
3.計量設備
含水15%時電石渣的松散容重為600g/L，屬于輕質物料， 1～50微米顆粒為80%以上，電石渣中顆粒微細，計量設備的選型要求計量精度高準確度高、調節靈活、可靠耐用，選型依據為電石渣輸送量。目前，兩臺爐運行耗煤量115 600噸/年，煤的平均含硫量在0.62%，以此為用煤量依據，設計計量能力要保證三期工程建成后四臺鍋爐脫硫電石渣的用量，同時考慮到原煤含硫量的波動，選取一定保證系數，循環流化床最佳脫硫 Ca/S在1.5～2.5之間;同時，考慮未來SO2排放標準限額的進一步嚴格，根據以上條件確定電石渣的使用量。結合現場空間尺寸，選用設備為TDGSK皮帶定量給料機，采用PLC控制，系統穩定，計量準確，稱量精度≤3%，能適時調節脫硫劑給料量，保證達到需要的脫硫效率，檢修方便，性價比高。
三、結論
無論是新建熱電廠還是現有熱電廠改造工程，在符合適用條件的情況下，根據自身環保需要結合生產效益，采用電石渣代替原有石灰石，實現爐床清潔燃燒，具有以下優勢。一是本項目以電石渣代替石灰石作為循環流化床鍋爐的脫硫劑，在技術上可行，工藝成熟、適用，設備全部國產化，而且以廢治廢，符合國家環保政策，是一項環保示范工程。二是本工程建成投產，污染得到了治理，有良好的社會效益;又大大降低了脫硫劑的使用成本，環保治理費用大幅降低，節約生產成本;同時，投資回報期短，有相當可觀的經濟效益。三是它投資少、見效快，是熱電廠節能降耗的有效措施之一，能給企業帶來可觀的經濟效益，值得提倡。
SCISSCIAHCI
