石灰石加入量對cfb鍋爐污染排放的影響和運(yùn)行優(yōu)化措施

石灰石加入量對cfb鍋爐污染排放的影響和運(yùn)行優(yōu)化措施

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1、石灰石加入量對CFB鍋爐污染排放的影響和運(yùn)行優(yōu)化措施石灰石加入量對CFB鍋爐污染排放的影響和運(yùn)行優(yōu)化措施循環(huán)流化床鍋爐因其燃料適應(yīng)性廣,燃燒效率高,負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大,調(diào)節(jié)速度快等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的應(yīng)用。在循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行過程中,會產(chǎn)生大量的SO2和其他硫化物,為了防止SO2等含硫的污染物排入到大氣中,會在燃料中混入適量石灰石進(jìn)行摻燒。石灰石在爐膛內(nèi)被煅燒,生成表面多孔的CaO,當(dāng)SO2擴(kuò)散到這些空隙中時,就會與CaO發(fā)生反應(yīng),生成CaSO4覆蓋在CaO表面。化學(xué)反應(yīng)方程式如下:  CaCO3→CaO+CO2(1)  C

2、aO+SO2→CaSO3(2)  2CaSO3+O2→2CaSO4(3)  然而,隨著大量石灰石的加入,對鍋爐SO2、NO和N2O的排放濃度、鍋爐的粉塵濃度、總風(fēng)量和排煙溫度等方面造成了不同的影響,這些影響有利有弊。本文對現(xiàn)場試驗(yàn)采集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,提出了一些運(yùn)行優(yōu)化措施?! ?主要設(shè)備與試驗(yàn)方案  1.1鍋爐結(jié)構(gòu)參數(shù)  試驗(yàn)鍋爐為云南某循環(huán)流化床1號鍋爐,該鍋爐的制造技術(shù)由ALSTOM公司引進(jìn)。鍋爐為亞臨界參數(shù)、自然循環(huán)、單鍋筒、平衡通風(fēng)的循環(huán)流化床鍋爐,燃用褐煤。機(jī)組的電負(fù)荷為300MCR工況為

3、1025t/h。鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)見表1。  燃料及石灰石特性見表2和表3?! ∑贩N:褐煤  1.2試驗(yàn)設(shè)備與方案  本試驗(yàn)使用的儀器是MG2000傅里葉可變換紅外煙氣分析儀,該儀器可對N2O、NO、SO2、O2等氣體進(jìn)行測量。它需與電腦、伴熱管、煙氣采樣管、真空泵、標(biāo)準(zhǔn)氣體等設(shè)備配合使用。試驗(yàn)設(shè)備放置于該電廠煙氣小間內(nèi)。測點(diǎn)布置在尾部煙道接近煙囪處。煙氣經(jīng)煙氣采樣管,伴熱管采集到MG2000中進(jìn)行分析。采集過程中保持儀器24小時運(yùn)行,每隔1分鐘生成一組煙氣成分?jǐn)?shù)據(jù)?! ≡囼?yàn)進(jìn)行時,保持負(fù)荷為300Mgm-3下降到100mgm

4、-3,下降速率接近10mg/t,然而當(dāng)石灰石量由80t/h增長到110t/h,SO2僅下降了50mg左右,下降速率為1.8mg/t左右。S本文由.L.收集整理O2的下降速率大大減緩??紤]到石灰石量的增多,會加大電廠的運(yùn)行成本,因此石灰石量不宜超過80t/h?! τ贜O的排放濃度隨石灰石量增加而增加,有的學(xué)者認(rèn)為是脫硫產(chǎn)物CaSO4對NH3-NO的反應(yīng)過程的影響導(dǎo)致的[2],但根據(jù)新近的研究成果表明,這種說法并不全面。當(dāng)石灰石量增多之后,爐內(nèi)有大量CaO存在,而CaO是燃料氮轉(zhuǎn)化為NO的強(qiáng)催化劑[3]。雖然CaO同時對CO和H

5、還原NO有催化作用,但后者的影響小于前者,故石灰石量增多時,NO排量升高。另外,還有學(xué)者認(rèn)為石灰石還可以催化H和NH3生成NO,從而抑制了揮發(fā)分N向N2O的轉(zhuǎn)變,同時也增加了NO的生成量[4]?! 2O排放濃度隨著石灰石量的增加而降低,但由于N2O排放總量較少,所以在這里不做過多研究。  2.2石灰石量對其他工況的影響  圖2是在不同石灰石加入量下鍋爐粉塵濃度的變化,由圖中數(shù)據(jù)可以看出,大部分工況下粉塵濃度均超過了30mgNm-3。根據(jù)GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn),規(guī)定燃煤電廠的粉塵濃度均不能超過30mg

6、Nm-3,所以,如何降低粉塵濃度,是在考慮控制SO2、NOx和N2O等污染物排放濃度時也要重點(diǎn)兼顧的一個問題。  由圖3可以看到,不同工況下的總風(fēng)量變化量基本不變,風(fēng)機(jī)電耗沒有大幅增加,因此,在考慮控制污染物的排放時,改變運(yùn)行工況對總風(fēng)量的影響可以放在次要地位考慮,以降低污染物排放濃度為優(yōu)先。  圖4反映的是空預(yù)器出口煙溫的變化。一般火力發(fā)電廠均以空預(yù)器出口煙溫表示鍋爐排煙溫度。因此,我們可以得出結(jié)論:在改變石灰石量的時候,只要運(yùn)行人員合理控制,排煙溫度基本也不會受到影響,排煙損失基本不變。所以,在進(jìn)行流化床污染物排放濃度運(yùn)行

7、優(yōu)化時,變工況對排煙損失的影響也較小,可以優(yōu)先考慮控制污染物排放?! ?結(jié)論及運(yùn)行優(yōu)化措施 ?。?)通過變石灰石加入量的工業(yè)試驗(yàn)可知,在給煤量不變的情況下,隨著石灰石加入量的增加,N2O和SO2的排放量均呈現(xiàn)下降趨勢,NO的排放量呈現(xiàn)上升趨勢。石灰石使用量的增多,會導(dǎo)致灰渣物理熱損失增大,飛灰量增加,鍋爐效率降低,脫硫成本變高。由試驗(yàn)結(jié)果可知,當(dāng)石灰石投入量達(dá)到80t/h時,SO2和NO排放量已經(jīng)低于200mg/m3,N2O的排放濃度也較低,所以綜合考慮石灰石加入量保持在80t/h時比較合適?! 。?)隨著石灰石加入量的增多,

8、粉塵濃度變化不大,但基本都超過了30mgNm-3,已經(jīng)超過了GB13223-2011火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的允許值。與此同時,石灰石量的變化對空預(yù)器出口煙溫的影響較小。有研究表明[5],排煙溫度一定時,煙氣中SO2的多少會改變灰塵顆粒的比電阻。隨著石灰石量的增多,SO2的排

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