江西分宜發(fā)電廠670t/h循環(huán)流化床鍋爐為我國(guó)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的200MW級(jí)循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)HG－670／13.7－L˙PM19，由西安熱工院設(shè)計(jì)、哈爾濱鍋爐廠制造。該爐現(xiàn)有的噴鈣加尾部增濕脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行極不穩(wěn)定，存在較多問(wèn)題如：SO2折算濃度瞬時(shí)峰值和小時(shí)均值頻繁超標(biāo)、SO2折算濃度小時(shí)均值存在漂零現(xiàn)象、運(yùn)行中石灰石投放量大、尾部電除塵器前煙道下部氨水噴槍易被積灰堵塞噴嘴失效等。本文針對(duì)上述問(wèn)題進(jìn)行原因分析，并通過(guò)脫硫系統(tǒng)設(shè)備整治、運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整等一系列措施，使得尾部增濕系統(tǒng)能退出運(yùn)行保持備用，爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)能完全滿足現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/Nm3要求，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性顯著提高。

關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床鍋爐；爐內(nèi)脫硫；尾部增濕脫硫；優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整

1前言

1.1鍋爐概況

江西分宜發(fā)電廠670t/h循環(huán)流化床鍋爐是我國(guó)首臺(tái)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的國(guó)產(chǎn)670t/h循環(huán)流化床鍋爐，型號(hào)HG－670／13.7－L˙PM19，由西安熱工院設(shè)計(jì)、哈爾濱鍋爐廠制造。鍋爐由7大部分組成，分別為：大錐段結(jié)構(gòu)的爐膛、四個(gè)直徑6.4米的高溫絕熱旋風(fēng)分離器、非機(jī)械型單路自平衡式回料閥、對(duì)稱布置的四臺(tái)緊湊式分流回灰換熱器（外置床）、尾部對(duì)流煙道、管式空氣預(yù)熱器、滾筒冷渣器，鍋爐配有兩只容積為700立方的鋼制煤倉(cāng)，布置四條給煤系統(tǒng)，采用兩側(cè)墻回料腿八點(diǎn)給煤方式，爐前煤倉(cāng)里的煤經(jīng)刮板給煤機(jī)輸送至位于爐膛兩側(cè)墻的高、低溫回料斜腿上的八個(gè)給煤口，與循環(huán)物料混合后送入燃燒室內(nèi)燃燒。

1.2爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕脫硫系統(tǒng)概況

1.2.1爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)：設(shè)計(jì)四套輸送系統(tǒng)，兩個(gè)容積為200立方的石灰石料倉(cāng)，每?jī)商纵斔拖到y(tǒng)共用一個(gè)料倉(cāng)。每套輸送系統(tǒng)設(shè)置兩個(gè)入爐口，分為8個(gè)點(diǎn)將物料輸入爐內(nèi)，每個(gè)入爐點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)一個(gè)返料腿。入爐口交叉對(duì)稱均勻分布于爐膛四周，使石灰石粉進(jìn)入爐膛后迅速?gòu)浡琳麄€(gè)爐膛與煙氣充分混合，提高脫硫反應(yīng)效率，減少單套系統(tǒng)故障時(shí)影響整體的脫硫效果。

1.2.2尾部增濕系統(tǒng)：系統(tǒng)設(shè)置一個(gè)容積80立方20%的氨水儲(chǔ)存罐、一個(gè)容積11立方除鹽水儲(chǔ)存罐、一個(gè)容積31立方氨水緩沖罐，在氨水緩沖罐中由除鹽水將20%的氨水稀釋至2-5%的氨水溶液。電除塵器前的水平煙道及引風(fēng)機(jī)后的煙道上各對(duì)應(yīng)設(shè)一條主輸送管道，氨水溶液由氨水輸送泵送入主輸送管道進(jìn)入鍋爐煙道噴射點(diǎn)，由分配箱分配至對(duì)應(yīng)的噴槍?zhuān)?jīng)噴槍霧化后的氨水溶液均勻在煙道中與煙氣充分混合，與煙氣中的SO2發(fā)生反應(yīng)，從而去除煙氣中的SO2，輸送泵采用一運(yùn)一備的形式。

1.3脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題

爐內(nèi)噴鈣加尾部增濕脫硫系統(tǒng)自2014年12月投產(chǎn)以來(lái)，雖然各項(xiàng)保護(hù)、自動(dòng)及聯(lián)鎖均能夠投入，但仍存在以下問(wèn)題：

a)SO2折算濃度小時(shí)均值頻繁超標(biāo)（5個(gè)月70次）。

b)SO2折算濃度瞬時(shí)峰值超標(biāo)頻次較高。

c)SO2折算濃度小時(shí)均值低于10mg/Nm3的漂零現(xiàn)象。

d)自動(dòng)控制調(diào)節(jié)性能差，運(yùn)行過(guò)程中石灰石投放量大，鈣硫比高達(dá)5%，脫硫成本高。

e)尾部電除塵器前煙道下部氨水噴槍易被積灰堵塞噴嘴失效。

f)3.6尾部增濕系統(tǒng)壓縮空氣耗量大（28Nm3/min），導(dǎo)致輸灰空氣壓機(jī)全部運(yùn)行無(wú)備用空壓機(jī)存在運(yùn)行隱患，影響除塵單耗上升0.1%。


2脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的問(wèn)題原因分析

2.1煤倉(cāng)頻繁搭橋和斷煤，造成鍋爐燃燒波動(dòng)大，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)正常運(yùn)行。

2.2刮板給煤機(jī)刮板漂鏈、中間落煤管堵塞等原因頻繁檢修造成爐膛前后墻床溫異常變化，前后墻溫差擴(kuò)大，影響脫硫系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2.3部分回料閥風(fēng)帽磨損脫落和安裝不符合規(guī)范，造成回料閥運(yùn)行不穩(wěn)定導(dǎo)致鍋爐冒正壓火，影響SO2排放大幅度異常變化。

2.4石灰石給料機(jī)鏈輪尺寸偏大，機(jī)組負(fù)荷降至120MW時(shí)石灰石給料機(jī)轉(zhuǎn)速將至最低時(shí)給料量仍偏大導(dǎo)致SO2排放值低于10mg/Nm3，造成石灰石粉的過(guò)量添加。

2.5電除塵前煙道底部氨水噴槍安裝位置過(guò)低，加之尾部煙道未設(shè)計(jì)灰斗，煙道積灰導(dǎo)致氨水噴槍堵塞失效。

2.6由于設(shè)計(jì)原因旋風(fēng)分離器中心筒掛鉤處間隙大，石灰石粉逃逸量大，導(dǎo)致石灰石粉耗量增加。

2.7尾部增濕系統(tǒng)未設(shè)計(jì)壓縮空氣系統(tǒng)，導(dǎo)致輸灰空氣壓機(jī)全部運(yùn)行無(wú)備用風(fēng)機(jī)。

3脫硫系統(tǒng)改造及優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整

針對(duì)脫硫系統(tǒng)運(yùn)行中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，制定相應(yīng)措施予以解決，對(duì)鍋爐及脫硫系統(tǒng)進(jìn)行了技術(shù)改造，并深入開(kāi)展脫硫系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整工作。主要如下：

3.1技術(shù)改造

3.1.1對(duì)原煤倉(cāng)實(shí)施技術(shù)改造，取消原煤倉(cāng)振打器，安裝四臺(tái)活化清堵料倉(cāng)，通過(guò)外置傳動(dòng)裝置旋轉(zhuǎn)筒體與內(nèi)部清堵刀，形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)攪動(dòng)燃煤，將附著在煤倉(cāng)內(nèi)壁上的燃煤刮離筒壁；使得物料與清堵料倉(cāng)內(nèi)壁之間的粘結(jié)力被破壞，燃煤與倉(cāng)壁之間形成一個(gè)全面積的分離區(qū)，能夠同時(shí)達(dá)到破拱和清除粘壁的效果，有效減少煤倉(cāng)搭橋和斷煤對(duì)鍋爐燃燒調(diào)整的影響。

3.1.2將刮板給煤機(jī)煤層調(diào)節(jié)擋板前移20CM，并及時(shí)根據(jù)給煤機(jī)電流變化調(diào)整煤層厚度，定期檢查敲打刮板給煤機(jī)中間落煤管，降低刮板給煤機(jī)漂鏈檢修和中間落煤管堵塞對(duì)爐膛前后墻床溫調(diào)整的影響。

3.1.3對(duì)#1、2、3、4回料閥內(nèi)磨損嚴(yán)重以及安裝不符合規(guī)范的142個(gè)風(fēng)帽進(jìn)行了更換，提高了回料閥運(yùn)行的穩(wěn)定性，減少了回料閥冒正壓火對(duì)燃燒調(diào)整的影響。

3.1.4更換石灰石給料機(jī)的鏈輪，增大鏈輪的直徑，鏈輪齒數(shù)為原來(lái)的2倍，降低給料機(jī)的轉(zhuǎn)速以減少石灰石的添加量，有效減少石灰石過(guò)量添加造成SO2濃度漂零排放。

3.1.5尾部電除塵器前煙道下部氨水噴槍移位至煙道頂部，并在加裝尾部煙道灰斗，防止電除塵前煙道積灰。

3.2運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整

3.2.1充分發(fā)揮過(guò)熱器側(cè)外置床床溫調(diào)節(jié)能力，根據(jù)爐膛床溫的變化及時(shí)調(diào)整#3、4外置床出力，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于140MW時(shí)退出#4外置床運(yùn)行，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于120MW時(shí)再退出#3外置床運(yùn)行，使鍋爐床溫穩(wěn)定在850℃-910℃范圍內(nèi)。

3.2.3當(dāng)雨季或入爐煤水分Mt超過(guò)8.5%時(shí)，嚴(yán)格控制刮板給煤機(jī)中間調(diào)整門(mén)開(kāi)度不小于40%，防止開(kāi)度過(guò)小造成中間調(diào)整門(mén)堵塞，從而確保了前后墻床溫溫差20℃以內(nèi)。

3.2.4適當(dāng)減少爐內(nèi)密相區(qū)還原區(qū)的二次風(fēng)量，遵循上層二次風(fēng)大于下層二次風(fēng)原則，特別是當(dāng)機(jī)組負(fù)荷低于140MW時(shí)，下二次風(fēng)總門(mén)開(kāi)度不大于20%，確保二次風(fēng)壓不低于3.5KPa,控制省煤器出口氧量在4%左右。

3.2.5由于設(shè)計(jì)原因?qū)е滦L(fēng)分離器中心筒掛鉤處間隙大，導(dǎo)致循環(huán)灰逃逸量大，現(xiàn)將石灰石粉粒徑由d50=0.15mm調(diào)整為d50=0.18mm，減少了循環(huán)灰?jiàn)A帶石灰石粉逃逸量。

3.2.6尾部增濕系統(tǒng)和爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)聯(lián)合使用，當(dāng)爐內(nèi)脫硫系統(tǒng)不能滿足SO2達(dá)標(biāo)排放要求時(shí)，通過(guò)尾部增濕系統(tǒng)進(jìn)行消除，尾部增濕系統(tǒng)根據(jù)SO2排放情況及時(shí)調(diào)整，保證排放穩(wěn)定。

3.2.7210MW機(jī)組負(fù)荷曲線相對(duì)穩(wěn)定，下煤正常燃燒穩(wěn)定時(shí)投入燃燒自動(dòng)控制，以實(shí)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行工況穩(wěn)定。

3.3入爐煤的調(diào)整

分宜電廠實(shí)際燃用的煤大致分為兩種：本地劣質(zhì)煤（3700kCal/kg左右）和外省優(yōu)質(zhì)煤（5000kCal/kg左右），采用配煤摻燒，配煤方式主要是2:8或3:7，摻配成熱值3900-4000Kcal/kg，揮發(fā)分Vad10.6-14.6%，平均硫分St,ad1%左右，并控制水分Mt7%左右，基本保持煤質(zhì)主要指標(biāo)相對(duì)穩(wěn)定。

3.4脫硫系統(tǒng)自動(dòng)控制程序優(yōu)化調(diào)整

3.4.1全天候跟蹤機(jī)組運(yùn)行狀況，對(duì)自動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，使其能及時(shí)跟蹤SO2排放的波動(dòng)變化。

3.4.2優(yōu)化運(yùn)行控制方案，120MW負(fù)荷以下兩臺(tái)給料機(jī)采用自動(dòng)控制，保證最低的石灰石投入量；負(fù)荷高于120MW采用兩臺(tái)給料機(jī)采用自動(dòng)控制兩臺(tái)給料機(jī)聯(lián)鎖啟動(dòng)；負(fù)荷高于180MW時(shí)采用三臺(tái)給料機(jī)自動(dòng)控制一臺(tái)給料機(jī)聯(lián)鎖啟動(dòng)，在SO2濃度波動(dòng)較大時(shí)采用手動(dòng)操作，保持石灰石添加量的均衡。

4實(shí)施效果

從表2、圖2可見(jiàn)：

a）6.1有效控制床溫在850℃-910℃，使得爐內(nèi)床溫始終穩(wěn)定在最佳脫硫溫度范圍內(nèi)，為脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行提供了前提條件。

b)6.2自動(dòng)控制性能良好，自動(dòng)控制系統(tǒng)能根據(jù)機(jī)組負(fù)荷、SO2排放準(zhǔn)確及時(shí)的做到自動(dòng)調(diào)節(jié)。

c)SO2折算濃度小時(shí)均值超標(biāo)點(diǎn)從優(yōu)化前的70次下降至11次，月均14次下降至月均1.83次。

d)SO2折算濃度瞬時(shí)峰值超標(biāo)頻次大幅減少，SO2折算濃度小時(shí)均值低于20mg/Nm3小時(shí)數(shù)由優(yōu)化前的186小時(shí)下降至4小時(shí)，基本消除SO2折算濃度小時(shí)均值低于10mg/Nm3的漂零現(xiàn)象，SO2折算值穩(wěn)定在30至200mg/Nm3以內(nèi)。

e)鈣硫比從5%下降至3.5%（2015年11月12月和2016年1月鈣硫比已下降至2.9%），平均每小時(shí)消耗的石灰石量從17.22噸下降至12.07噸，脫硫成本從1.12分下降至0.72分，按照2015年210MW下半年年發(fā)電量54451.1144萬(wàn)千瓦時(shí)，節(jié)約成本約217萬(wàn)。

f)電除塵器前煙道下部氨水噴槍移位和加裝灰斗后，未發(fā)生煙道積灰堵塞噴嘴失效事件。

g)由于爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)完全滿足現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/Nm3要求，2015年7月優(yōu)化運(yùn)行調(diào)整后尾部增濕系統(tǒng)退出運(yùn)行保持備用，減少輸灰壓縮空壓機(jī)的負(fù)載，降低除塵單耗0.1%。

5結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)江西分宜發(fā)電廠670t/h循環(huán)流化床鍋爐脫硫系統(tǒng)中存在的一系列問(wèn)題，進(jìn)行了全面的原因分析，并通過(guò)脫硫系統(tǒng)設(shè)備整治、運(yùn)行優(yōu)化調(diào)整等一系列措施，使得尾部增濕系統(tǒng)能退出運(yùn)行保持備用，爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)能完全滿足現(xiàn)行環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)200mg/Nm3要求，脫硫系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、經(jīng)濟(jì)性顯著提高。