PDF《超临界 350 MW 机组 CFB 锅炉 脱硫脱硝经济性分析》

初次净化后的烟气 经烟道从底部进入吸收塔反应;

反应后的含尘烟气 从吸收塔顶部侧向排出,然后转向进入袋式除尘器 进行再次气固分离.经袋式除尘器捕集的固体颗粒 通过除尘器下的脱硫灰再循环系统,返回吸收塔继 续参与反应. 炉外脱硫 (除尘) 系统流程如图1所示. 图1炉外脱硫(除尘)系统流程 Fig.1 Flow chart of the desulphurization (dust removal) system outside the furnace 1.3 脱硝系统 烟气脱硝系统采用尿素还原剂 SNCR 脱硝工 艺,尿素喷入点布置在分离器入口水平烟道内,每 个分离器入口烟道安装

4 个喷入点(顶部

1 个,外 侧墙

3 个) .SNCR 系统设计脱硝效率不低于 80%, NOx 排放质量浓度≤50 mg/m3 .该锅炉炉膛出口

116 热力发电2017 年http://www.rlfd.com.cn BRL 工况下烟气温度约为

850 ℃,满足 SNCR 脱 硝工艺最佳反应温度窗口(800~1

100 ℃)的要求.

2 运行参数优化 大型 CFB 锅炉的运行经验表明: NOx 排放主要 受锅炉煤质、燃烧温度、燃烧均匀性、炉内还原气 氛强弱等因素影响[4-5];

SO2 排放主要与燃煤含硫 量、燃烧温度、燃烧均匀性、炉内氧化气氛强弱、 石灰石品质及反应完全程度、分离器效率等因素有 关[5-6] .可见,CFB 锅炉炉内燃烧温度(床温)与气 固两相流的氧化还原性氛围 (运行氧量) 是影响 NOx 和SO2 排放量的决定性因素. 2.1 床温优化 CFB 锅炉炉内的最佳脱硫反应温度区间为 850~890 ℃. 从NOx 的生成机理出发, CFB 锅炉床 温超过

930 ℃后,NOx 的排放质量浓度急剧上升. 因此, CFB 锅炉炉内最佳脱硫反应温度区间为炉内 高效抑氮提供了保证[7] . 运行时控制

1 号、2 号机组 CFB 锅炉实际床温 均不超过

880 ℃,这样既保证了锅炉的燃烧效率, 又提高了脱硫效率,同时抑制了 NOx 的生成. 2.2 运行氧量优化 适当调整运行氧量能有效改善气固两相的混 合程度, 达到分级燃烧的效果, 同时可有效控制 NOx 排放.运行氧量过大,会导致排烟热损失和风机电 耗增加;

反之, 虽然会降低风机电耗和 NOx 排放量, 但会增大飞灰可燃物和未完全燃烧热损失,降低 SO2 脱除效率, 同时明显增加石灰石用量.

1 号机组 运行氧量控制在 2.5%~3.0%时,既能抑制 NOx 的 生成又可保证 SO2 的高效脱除.

3 脱硫脱硝经济性分析 3.1 炉内最佳钙硫摩尔比 炉内石灰石脱硫热损失对锅炉效率会有一定 的影响[7] ,石灰石脱硫热损失计算公式如下: (1) 式中:?fj 为脱硫石灰石中碳酸钙分解率,一般取值 为98%;

Kglb 为钙硫摩尔比;

?d 为脱硫效率;

wt,ar(S) 为入炉煤的硫分;

Q?为单位质量燃料输入的热量. 由式(1)可见, 炉内钙硫摩尔比大小会直接影响 q7.当?d/Kglb >

36.87 时,炉内脱硫对锅炉效率的影 响为正效应,若继续提高钙硫摩尔比,脱硫效率增 加缓慢,对锅炉效率的影响逐渐变为负效应. CFB 锅炉炉内脱硫与低氮燃烧存在矛盾,NOx 和SO2 排放质量浓度随脱硫剂石灰石的加入呈现相 反的变化趋势[8] . 图2为CFB 锅炉炉内脱硫与低氮 燃烧的关系.从图

2 可以看出:在0~400 s 时间段, 随着石灰石的加入,SO2 排放质量浓度明显降低, 而NOx 排放质量浓度呈上涨趋势;

在400~800 s 时 间段,减少石灰石的加入量,NOx 和SO2 排放质量 浓度同样出现相反的趋势. 图2CFB 锅炉炉内脱硫与低氮燃烧关系 Fig.2 Relationship between desulfurization in the furnace and low-NOx combustion 试验得出,河曲 CFB 电厂