循環(huán)流化床鍋爐鍋爐脫硫裝置問題及解決方案

3#鍋爐及脫硫裝置運(yùn)行期間因需要利用脫硫引風(fēng)機(jī)維持鍋爐爐膛出口負(fù)壓，故脫硫引風(fēng)機(jī)入口風(fēng)擋開度較大，使得吸收塔入口壓力達(dá)到-3.2kPa左右，吸收塔出口處壓力達(dá)到-5.1kPa左右，布袋除塵器后壓力更是高達(dá)-6.5kPa以上，造成吸收塔塔壁、霧化水槍外保護(hù)套、布袋除塵器入口處鋼板磨損嚴(yán)重。霧化水槍外保護(hù)套迎風(fēng)面受到大顆粒粉塵沖刷，運(yùn)行半年后外保護(hù)套磨透，失去保護(hù)水槍的作用，同時(shí)內(nèi)循環(huán)灰對其上部也造成輕微磨損；布袋除塵器入口則是多處鋼板磨穿，隨著漏洞越來越大，負(fù)壓將外部保溫棉吸入除塵器灰斗，進(jìn)而造成灰斗底部返料充氣箱堵塞，嚴(yán)重影響床層壓降的穩(wěn)定和脫硫裝置的運(yùn)行，同時(shí)造成出口煙氣流量大幅增加，煙氣氧量大幅增加，對污染物排放值的折算影響巨大，也使得脫硫引風(fēng)機(jī)入口風(fēng)擋開度增大，電機(jī)電流增大，消耗電量增大。

解決方案：

1）吸收塔內(nèi)壁因磨損小只進(jìn)行了貼補(bǔ)。

2）針對霧化水槍外保護(hù)套的磨損采用在外保護(hù)套外面再加一層半徑稍微偏大的保護(hù)套筒，焊在吸收塔內(nèi)壁上不影響霧化水槍的拆裝，同時(shí)在鋼板外層增加澆注料，經(jīng)過長周期運(yùn)行證明，霧化水槍外保護(hù)套未見磨損，降低了運(yùn)行維護(hù)成本，同時(shí)因霧化水槍運(yùn)行時(shí)水的霧化角度不會(huì)對澆注料造成影響。

3）原布袋除塵器入口處鋼板設(shè)計(jì)時(shí)厚度為5mm，材質(zhì)為Q235，現(xiàn)改為厚度8mm，材質(zhì)為Q345。根據(jù)運(yùn)行后實(shí)際測量情況，可以進(jìn)一步將布袋除塵器入口處鋼板改為能的材質(zhì)或采取其他的防磨措施。

3.2出口煙氣流量計(jì)對4#、5#鍋爐脫硫裝置的影響

床層壓降代表吸收塔內(nèi)物料的多少，由計(jì)算并通過物料循環(huán)系統(tǒng)補(bǔ)料而得出。床層壓降為吸收塔入口壓力減去吸收塔出口壓力再減去吸收塔空塔阻力。

其中，吸收塔空塔阻力與出口煙氣流量一一對應(yīng)且成正比例關(guān)系，是在脫硫塔空塔的情況下不同出口煙氣量運(yùn)行時(shí)測量出來的吸收塔壓差，故出口煙氣流量在變化時(shí)吸收塔空塔阻力也相應(yīng)變化，因此要吸收塔床層壓降穩(wěn)定，首先要出口煙氣流量的穩(wěn)定。

在4#、5#鍋爐脫硫裝置調(diào)試運(yùn)行期間，出現(xiàn)出口煙氣流量計(jì)堵塞造成床層壓降的波動(dòng)，最終脫硫系統(tǒng)跳車?，F(xiàn)象為出口煙氣流量不隨引風(fēng)機(jī)擋板開度與煙氣再循環(huán)風(fēng)擋開度的變化而變化，反而是出口煙氣流量計(jì)測量值逐步變大，**達(dá)到滿量程1200000m3/h，造成床層壓降高高報(bào)警后脫硫系統(tǒng)跳車。出口煙氣流量變大后導(dǎo)致空塔阻力變大，計(jì)算出床層壓降偏低，循環(huán)的物料量逐步加大，但實(shí)際煙氣流量和空塔阻力未變化，最終吸收塔內(nèi)實(shí)際物料超出了該煙氣流量所能托起的**物料量，造成系統(tǒng)跳車，吸收塔內(nèi)部塌床，底部嚴(yán)重積灰。解決辦法為定期進(jìn)行檢查吹掃，吹掃前將出口煙氣流量計(jì)切至強(qiáng)制狀態(tài)。

3.34#、5#鍋爐脫硫裝置物料循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行分析

物料循環(huán)系統(tǒng)承擔(dān)著吸收塔內(nèi)物料多少的作用，并且決定著脫硫的效率和吸收劑的利用率。在調(diào)試運(yùn)行期間，因4#、5#鍋爐脫硫裝置再循環(huán)風(fēng)擋開度大造成吸收塔入口溫度低，加之對吸收塔出口溫度控制過低（經(jīng)驗(yàn)值75~80℃），噴水量過大，使得4#、5#鍋爐脫硫裝置灰斗內(nèi)的循環(huán)物料潮濕、結(jié)球、流動(dòng)性差甚至板結(jié)成塊，嚴(yán)重影響脫硫系統(tǒng)的運(yùn)行。

3.3.1 灰斗料位異常指示

灰斗內(nèi)循環(huán)灰潮濕，易在灰斗壁粘結(jié)，形成塊狀，導(dǎo)致灰斗物料壓力導(dǎo)壓管內(nèi)部出現(xiàn)凝結(jié)水，且導(dǎo)壓管內(nèi)部氣源在進(jìn)入灰斗后直接吹空，無法形成持續(xù)的背壓，最終物料壓力顯示異常，忽高忽低，對料位控制影響，同時(shí)對床層壓降和輸灰系統(tǒng)的控制影響。解決辦法為提高吸收塔出口溫度，降低塔內(nèi)噴水量，定期對導(dǎo)壓管進(jìn)行吹掃。

3.3.2 循環(huán)物料充氣箱堵塞

灰斗內(nèi)循環(huán)物料潮濕造成的灰塊，流動(dòng)性且易造成下料不暢甚至堵塞。4#、5#鍋爐脫硫裝置物料循環(huán)系統(tǒng)設(shè)置了4個(gè)物料循環(huán)閥，正常循環(huán)時(shí)4個(gè)閥門平均開度在60%左右便可維持正常的床層壓降；調(diào)試期間灰斗內(nèi)的循環(huán)灰在經(jīng)過多次循環(huán)噴水后，不僅不能干透，而且循環(huán)灰內(nèi)硫酸鈣、亞硫酸鈣含量較大，吸水性強(qiáng)，容易形成大灰塊，通過物料循環(huán)閥時(shí)造成堵塞，此時(shí)物料循環(huán)閥需要增加開度以維持床層壓降穩(wěn)定，開度**時(shí)達(dá)到90%以上，影響物料循環(huán)和床層壓降的穩(wěn)定。臨時(shí)解決辦法只能對4個(gè)物料循環(huán)閥的充氣箱進(jìn)行清理疏通，同時(shí)降低噴水量提高吸收塔的出口溫度。2018年大檢修時(shí)發(fā)現(xiàn)灰斗內(nèi)結(jié)塊嚴(yán)重，說明此前分析的原因是正確的，解決辦法是暫時(shí)可行的。

3.3.3 降低噴水量的影響

循環(huán)灰潮濕主要原因?yàn)閲娝看?、灰循環(huán)次數(shù)多、無新粉煤灰補(bǔ)充、循環(huán)灰外排次數(shù)。簡單的方法就是降低吸收塔的噴水量，提高出口溫度。調(diào)試期間對噴水量逐步降低，逐步提高出口溫度，在出口溫度達(dá)到90℃后灰的潮濕性明顯，流動(dòng)性與原鍋爐粉煤灰相差無幾。該辦法直接解決了灰的干濕問題，物料壓力指示準(zhǔn)確、循環(huán)物料系統(tǒng)下料，但降低噴水量影響脫硫劑的反應(yīng)效率。

3.44#、5#鍋爐脫硫裝置脫硫效率

脫硫裝置采用高壓回流式噴嘴直接向吸收塔內(nèi)噴水，同時(shí)為滿足脫硫反應(yīng)的要求，煙氣在文丘里以上的塔內(nèi)流速須保持在4～6m/s，也就是要求塔內(nèi)循環(huán)灰不掉落且在該段停留時(shí)間在6s以上，這樣SO2與Ca（OH）2的反應(yīng)可以轉(zhuǎn)化為瞬間完成的離子型反應(yīng)，提高脫硫效率，平均效率在以上。因此合適的噴水量直接決定了反應(yīng)效率和脫硫效率。

4#、5#鍋爐脫硫裝置設(shè)計(jì)煙氣流量偏大，而鍋爐實(shí)際煙氣流量低，需要通過再循環(huán)風(fēng)擋進(jìn)行大量補(bǔ)風(fēng)，但是補(bǔ)風(fēng)溫度遠(yuǎn)低于鍋爐煙氣溫度，僅與吸收塔出口溫度相接近，約90℃，因此混合后的煙氣溫度嚴(yán)重偏低，這使得在相同的出口溫度要求下，噴水量降低，影響了脫硫效率和吸收劑的反應(yīng)效率，如果脫硫效率，消耗的吸收劑就會(huì)增加，經(jīng)濟(jì)性大打折扣。在這種工況下，入口溫度適當(dāng)?shù)奶岣卟拍芊磻?yīng)效率和脫硫效率兼得。但入口溫度不能過高，如果出現(xiàn)入口溫度過高，噴水量會(huì)提高，但對吸收劑的反應(yīng)效率影響較小，反而會(huì)較大程度上造成循環(huán)灰潮濕，進(jìn)而使循環(huán)灰的流動(dòng)性受到影響，對脫硫系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行非常不利。

循環(huán)流化床鍋爐鍋爐脫硫裝置改造及效果

4.1改造方案

針對4#、5#鍋爐脫硫裝置出現(xiàn)的上述問題，決定對4#、5#鍋爐脫硫裝置進(jìn)行縮頸和補(bǔ)灰改造。

縮頸改造主要改造方案為保持吸收塔中心線位置不變，對吸收塔進(jìn)料段、方圓節(jié)、煙道“蝦米”彎部分進(jìn)行改造。原吸收塔煙氣入口段及“蝦米”彎橫截面3600mm×3600mm方形，進(jìn)料段橫截面為內(nèi)徑4060mm的圓形，文丘里內(nèi)徑為3960mm，改造后入口段及“蝦米”彎橫截面不變，僅對“蝦米”彎垂直部分進(jìn)行了降低，將進(jìn)料段內(nèi)徑改為3600mm，為了進(jìn)料段和文丘里合理連接，在兩者之間增加1個(gè)圓臺(tái)段，高度1020mm，上部直徑3960mm，下部直徑3600mm。此縮頸方案主要針對進(jìn)料段進(jìn)行改造是為了提高此處煙氣的流速，能夠循環(huán)灰進(jìn)入吸收塔后及時(shí)帶走，從而降低**保護(hù)風(fēng)量，達(dá)到關(guān)閉再循環(huán)風(fēng)擋提高入口煙氣溫度的目的。補(bǔ)灰改造方案為對吸收塔入口進(jìn)行補(bǔ)灰，利用4#、5#鍋爐原布袋除塵器的輸灰系統(tǒng)，每臺(tái)鍋爐輸灰系統(tǒng)分別將一側(cè)正壓輸灰管道增加三通改至脫硫裝置入口水平段。補(bǔ)灰的作用首先是增加脫硫裝置灰斗內(nèi)循環(huán)灰量從而增加外排次數(shù)，其次是和吸收劑以及脫硫副產(chǎn)物充分混合，這樣既了循環(huán)灰循環(huán)次數(shù)降低，也避免了循環(huán)灰受潮濕嚴(yán)重而結(jié)塊。2018年7月大檢修時(shí)對上述兩個(gè)方案進(jìn)行了改造，同時(shí)對脫硫裝置灰斗內(nèi)板結(jié)的灰塊進(jìn)行了清理。

4.2運(yùn)行效果驗(yàn)證

4#、5#鍋爐脫硫裝置改造完成后便進(jìn)行了空塔阻力測定和**保護(hù)風(fēng)量試驗(yàn)，**保護(hù)風(fēng)量從改造前的830000m3/h降到了630000m3/h，鍋爐運(yùn)行后對鍋爐負(fù)荷、煙氣量、再循環(huán)風(fēng)擋進(jìn)行了逐步調(diào)整

雖然鍋爐煤質(zhì)不同煙氣量會(huì)有所差別，但從數(shù)據(jù)可以看出改造非常成功。為出口煙氣流量計(jì)測量時(shí)出現(xiàn)的誤差和波動(dòng)，運(yùn)行期間出口煙氣流量只要維持在750000m3/h以上便可以吸收塔不掉灰，床層壓降能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

在實(shí)現(xiàn)關(guān)閉或關(guān)小再循環(huán)風(fēng)擋的情況下，吸收塔入口溫度了，可以維持在105~130℃，這樣既可以足夠的噴水量，又能夠使循環(huán)灰在回到吸收塔內(nèi)后烘干，同時(shí)在補(bǔ)灰系統(tǒng)運(yùn)行條件下，循環(huán)灰外排次數(shù)增多，混合均勻不潮濕不結(jié)塊，在這種良性循環(huán)條件下，吸收塔出口溫度逐步降低到80℃，比改造前降低12℃，脫硫反應(yīng)效率提高，而且新補(bǔ)充的鍋爐灰也含有比例的氧化鈣，使得原材料成本降低。經(jīng)過半年的運(yùn)行，脫硫裝置改造前、后原材料消耗統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)（忽略煤質(zhì)和氧化鈣品質(zhì)短期波動(dòng)帶來的影響），2018年1—6月消耗氧化鈣約2355t，7—12月消耗氧化鈣約1700t，消耗量有著明顯的降低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。