循環(huán)流化床鍋爐鍋爐脫硫裝置問(wèn)題及解決方案

循環(huán)流化床鍋爐鍋爐脫硫裝置問(wèn)題及解決方案

3#鍋爐及脫硫裝置運行期間因需要利用脫硫引風(fēng)機維持鍋爐爐膛出口負壓，故脫硫引風(fēng)機入口風(fēng)擋開(kāi)度較大，使得吸收塔入口壓力達到-3.2kPa左右，吸收塔出口處壓力達到-5.1kPa左右，布袋除塵器后壓力更是高達-6.5kPa以上，造成吸收塔塔壁、霧化水槍外保護套、布袋除塵器入口處鋼板磨損嚴重。霧化水槍外保護套迎風(fēng)面受到大顆粒粉塵沖刷，運行半年后外保護套磨透，失去保護水槍的作用，同時(shí)內循環(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(zhù)漏洞越來(lái)越大，負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，嚴重影響床層壓降的穩定和脫硫裝置的運行，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)機入口風(fēng)擋開(kāi)度增大，電機電流增大，消耗電量增大。

解決方案：

1）吸收塔內壁因磨損小只進(jìn)行了貼補。

2）針對霧化水槍外保護套的磨損采用在外保護套外面再加一層半徑稍微偏大的保護套筒，焊在吸收塔內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(guò)長(cháng)周期運行證明，霧化水槍外保護套未見(jiàn)磨損，降低了運行維護成本，同時(shí)因霧化水槍運行時(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計時(shí)厚度為5mm，材質(zhì)為Q235，現改為厚度8mm，材質(zhì)為Q345。根據運行后實(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出口煙氣流量計對4#、5#鍋爐脫硫裝置的影響

床層壓降代表吸收塔內物料的多少，由計算并通過(guò)物料循環(huán)系統補料而得出。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行時(shí)測量出來(lái)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變化，因此要吸收塔床層壓降穩定，首先要出口煙氣流量的穩定。

在4#、5#鍋爐脫硫裝置調試運行期間，出現出口煙氣流量計堵塞造成床層壓降的波動(dòng)，最終脫硫系統跳車(chē)?，F象為出口煙氣流量不隨引風(fēng)機擋板開(kāi)度與煙氣再循環(huán)風(fēng)擋開(kāi)度的變化而變化，反而是出口煙氣流量計測量值逐步變大，**達到滿(mǎn)量程1200000m3/h，造成床層壓降高高報警后脫硫系統跳車(chē)。出口煙氣流量變大后導致空塔阻力變大，計算出床層壓降偏低，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，造成系統跳車(chē)，吸收塔內部塌床，底部嚴重積灰。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切至強制狀態(tài)。

3.34#、5#鍋爐脫硫裝置物料循環(huán)系統運行分析

物料循環(huán)系統承擔著(zhù)吸收塔內物料多少的作用，并且決定著(zhù)脫硫的效率和吸收劑的利用率。在調試運行期間，因4#、5#鍋爐脫硫裝置再循環(huán)風(fēng)擋開(kāi)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(guò)低（經(jīng)驗值75~80℃），噴水量過(guò)大，使得4#、5#鍋爐脫硫裝置灰斗內的循環(huán)物料潮濕、結球、流動(dòng)性差甚至板結成塊，嚴重影響脫硫系統的運行。

3.3.1 灰斗料位異常指示

灰斗內循環(huán)灰潮濕，易在灰斗壁粘結，形成塊狀，導致灰斗物料壓力導壓管內部出現凝結水，且導壓管內部氣源在進(jìn)入灰斗后直接吹空，無(wú)法形成持續的背壓，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的控制影響。解決辦法為提高吸收塔出口溫度，降低塔內噴水量，定期對導壓管進(jìn)行吹掃。

3.3.2 循環(huán)物料充氣箱堵塞

灰斗內循環(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)系統設置了4個(gè)物料循環(huán)閥，正常循環(huán)時(shí)4個(gè)閥門(mén)平均開(kāi)度在60%左右便可維持正常的床層壓降；調試期間灰斗內的循環(huán)灰在經(jīng)過(guò)多次循環(huán)噴水后，不僅不能干透，而且循環(huán)灰內硫酸鈣、亞硫酸鈣含量較大，吸水性強，容易形成大灰塊，通過(guò)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(kāi)度以維持床層壓降穩定，開(kāi)度**時(shí)達到90%以上，影響物料循環(huán)和床層壓降的穩定。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)現灰斗內結塊嚴重，說(shuō)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)灰潮濕主要原因為噴水量大、灰循環(huán)次數多、無(wú)新粉煤灰補充、循環(huán)灰外排次數。簡(jiǎn)單的方法就是降低吸收塔的噴水量，提高出口溫度。調試期間對噴水量逐步降低，逐步提高出口溫度，在出口溫度達到90℃后灰的潮濕性明顯，流動(dòng)性與原鍋爐粉煤灰相差無(wú)幾。該辦法直接解決了灰的干濕問(wèn)題，物料壓力指示準確、循環(huán)物料系統下料，但降低噴水量影響脫硫劑的反應效率。

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噴水，同時(shí)為滿(mǎn)足脫硫反應的要求，煙氣在文丘里以上的塔內流速須保持在4～6m/s，也就是要求塔內循環(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的反應可以轉化為瞬間完成的離子型反應，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效率和脫硫效率。

4#、5#鍋爐脫硫裝置設計煙氣流量偏大，而鍋爐實(shí)際煙氣流量低，需要通過(guò)再循環(huán)風(fēng)擋進(jìn)行大量補風(fēng)，但是補風(fēng)溫度遠低于鍋爐煙氣溫度，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效率，如果脫硫效率，消耗的吸收劑就會(huì )增加，經(jīng)濟性大打折扣。在這種工況下，入口溫度適當的提高才能反應效率和脫硫效率兼得。但入口溫度不能過(guò)高，如果出現入口溫度過(guò)高，噴水量會(huì )提高，但對吸收劑的反應效率影響較小，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，對脫硫系統的穩定運行非常不利。

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#鍋爐脫硫裝置出現的上述問(wèn)題，決定對4#、5#鍋爐脫硫裝置進(jìn)行縮頸和補灰改造。

縮頸改造主要改造方案為保持吸收塔中心線(xiàn)位置不變，對吸收塔進(jìn)料段、方圓節、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)料段橫截面為內徑4060mm的圓形，文丘里內徑為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**保護風(fēng)量，達到關(guān)閉再循環(huán)風(fēng)擋提高入口煙氣溫度的目的。補灰改造方案為對吸收塔入口進(jìn)行補灰，利用4#、5#鍋爐原布袋除塵器的輸灰系統，每臺鍋爐輸灰系統分別將一側正壓輸灰管道增加三通改至脫硫裝置入口水平段。補灰的作用首先是增加脫硫裝置灰斗內循環(huán)灰量從而增加外排次數，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)次數降低，也避免了循環(huán)灰受潮濕嚴重而結塊。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)對脫硫裝置灰斗內板結的灰塊進(jìn)行了清理。

4.2運行效果驗證

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**保護風(fēng)量試驗，**保護風(fēng)量從改造前的830000m3/h降到了630000m3/h，鍋爐運行后對鍋爐負荷、煙氣量、再循環(huán)風(fēng)擋進(jìn)行了逐步調整

雖然鍋爐煤質(zhì)不同煙氣量會(huì )有所差別，但從數據可以看出改造非常成功。為出口煙氣流量計測量時(shí)出現的誤差和波動(dòng)，運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，床層壓降能夠穩定運行。

在實(shí)現關(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)灰在回到吸收塔內后烘干，同時(shí)在補灰系統運行條件下，循環(huán)灰外排次數增多，混合均勻不潮濕不結塊，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℃，脫硫反應效率提高，而且新補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(guò)半年的運行，脫硫裝置改造前、后原材料消耗統計發(fā)現（忽略煤質(zhì)和氧化鈣品質(zhì)短期波動(dòng)帶來(lái)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(zhù)明顯的降低，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。