某燃煤热源厂脱硫改造方案研究

贠 英，陈江涛

(1．郑州市热力总公司，郑州 450000；2．郑州电力高等学校动力工程系，郑州 450004)

某燃煤热源厂脱硫改造方案研究

贠 英1，陈江涛2

(1．郑州市热力总公司，郑州 450000；2．郑州电力高等学校动力工程系，郑州 450004)

通过对某采用循环悬浮式半干法脱硫的循环流化床燃煤热源厂SO2排放浓度超标原因进行分析，提出三种脱硫改造方案。对三种方案进行经济技术比较分析，得到了最优的改造方案，对脱硫改造的实施具有指导意义。

循环流化床热水锅炉；脱硫改造；半干法脱硫

0 引 言

城市集中供热作为城市的基础设施，对能源的综合利用、节约能源、改善城市大气环境、提高人民生活水平有着重要的作用。同时，城市集中供热作为重点用能单位，燃煤锅炉房还是一个主要污染物的排放源，随着科学技术的发展和排放标准的提高，热源厂在节能减排方面存在着巨大的潜力。

1 燃煤热源厂现状

某燃煤热源厂建设规模为2×116 MW的循环流化床热水锅炉，于2011年建设完成，供热能力为232 MW，可供采暖面积464×104m2。两台锅炉的额定供水压力1.6 MPa，供水温度150 ℃，回水温度90 ℃，排烟温度136 ℃。两台锅炉合用一根烟囱，烟囱高度120 m，出口直径为3.2 m。

现有的锅炉烟气脱硫采用半干法循环悬浮式流化床烟气脱硫塔。单套脱硫系统设计基础资料及主要性能指标如下：

烟气量：260 000 m3/h

锅炉出口烟气SO2浓度： 1 330 mg/Nm3

SO2脱除效率：≥90%

SO2排放浓度：≤133 mg/Nm3(干态)

循环悬浮式半干法烟气脱硫反应温度一般为70～90 ℃，可以在60～110%锅炉负荷状态下正常运行。但在实际运行中，当锅炉负荷低于70%时，脱硫塔内粉尘的浓度近800～1 000 mg/Nm3，经常出现“榻床”现象，循环悬浮式半干法脱硫塔不能正常运行，无法进行脱硫。经测定SO2实际排放浓度超出环保要求范围，其主要原因有两个：一是燃煤中含硫量过高，二是在实际运行中当锅炉负荷低于70%时，循环悬浮式半干法脱硫塔不能正常运行。

2 烟气脱硫改造技术方案

针对该循环流化床燃煤热源厂脱硫系统存在的问题，拟采用以下三个方案对脱硫系统进行改造：

方案一：对循环悬浮半干法脱硫系统增设回风系统

从引风机出口烟道上另设置一路净烟气系统，净烟气靠引风机后的烟道正压及脱硫塔前的烟道负压引回至脱硫塔入口，与锅炉出口的原烟气混合后进入脱硫塔，保证了塔烟气量的稳定，从此确保了脱硫塔内床层的稳定，保证了脱硫效率及脱硫系统的稳定运行[1]。在锅炉负荷大于70%时，采用原设备进行烟气脱硫；当锅炉负荷小于70%时，为避免脱硫塔榻床，将引风机出口的烟气回风系统投入运行。这样可以保证在高低负荷时均能达到环保要求。

方案二：石灰石—石膏法脱硫

方案拟拆除原有脱硫系统，新增设一套石灰石—石膏法脱硫系统。石灰石石膏法的主要工作原理是：将石灰石粉加水制成浆液作为吸收剂泵入吸收塔与烟气充分接触混合，烟气中的SO2与浆液中的CaCO3及从塔下部鼓入的空气进行氧化反应生成CaSO4，CaSO4达到一定饱和度后，结晶形成二水石膏。经吸收塔排出的石膏浆液经浓缩、脱水，使其含水量小于10%，然后用输送机送至石膏贮仓堆放，脱硫后的烟气经过除雾器除去雾滴，再经过换热器加热升温后，由烟囱排入大气。由于吸收塔内吸收剂浆液通过循环泵反复循环与烟气接触，吸收剂利用率很高，钙硫比较低，脱硫效率可大于95%。

方案三：增设炉内喷钙脱硫

在保留原有循环悬浮式半干法脱硫的情况下新增炉内喷钙脱硫系统，将干的吸收剂(石灰石粉、消石灰或白云石等)直接喷到锅炉炉膛的气流中，炉膛内的热量将吸收剂煅烧成具有活性的CaO 粒子，灰以较大的表面积散布。这些粒子与烟气中的 SO2反应生成 CaSO4和 CaSO3，含有废物颗粒、残留石灰和飞灰的固体物在烟气的夹带下进入旋风分离器，分离捕捉下来的颗粒通过返料器又被送回循环流化床内。由于固体物的循环部分还能部分反应，即循环石灰的未反应部分还能与烟气中的 SO2反应，通过循环使石灰的利用率提高到最大[2]。去除了SO2后的烟气经分离器后，通过烟道引入电除尘器，除去粉尘和灰粒，再进入半干法脱硫塔二次脱硫，之后进袋式除尘器除尘净化，净化的烟气通过引风机进入烟囱排入大气。

3 最优方案选择

方案对比表见表1。

表1 方案对比表

如表1所示，通过对比前期投资、运行投资、脱硫效率和出口浓度四个指标，对三个可行方案进行了详细的技术经济评价。相比方案二和方案三，方案一仅在原有循环悬浮式半干法脱硫塔的基础上增加一路烟气回风管道，前期投资和运行成本都较低，且该方案能针对性解决燃煤热源厂锅炉低于70%负荷时原有脱硫系统无法正常投运的问题，并能满足二氧化硫的排放达到原设计值要求(≤133 mg/Nm3)，因此为最优方案。

4 结束语

由于在低负荷下，循环悬浮式半干法脱硫塔经常出现“榻床”现象，导致脱硫系统不能正常运行，最终致使SO2实际排放浓度超出环保要求。针对实际运行状况，提出了三种脱硫改造方案，并对方案进行了经济技术比较分析，得出对循环悬浮半干法脱硫系统增设回风系统为最佳方案。

[1] 林 炜，罗妮娜，骆 倩. 回风系统提升了半干法脱硫工艺的适用性[J]. 化学工程与装备，2011(5)：203,192.

[2] 李 强，仝令钦，赵秋月. 循环流化床锅炉喷钙脱硫技术研究及应用[J]. 煤炭科学技术，2014,4,(42):307-308.

Analysis of Desulfurization Retrofit Schemes of a Coal-Fired Heat-Supplyplant

YUN Ying1, CHEN Jiang-tao2

(1.Zhengzhou Heating Company, Zhengzhou 450000, China; 2.Department of Power Engineering, Zhengzhou Electric Power College, Zhengzhou 450004, China)

The reason of SO2emissions concentration from a coal-fired heat-supply CFB boiler plant exceeding permissible standard is analyzed, the SO2of the boiler plant were removed using circulating suspension semi-dry method. Three desulfurization retrofit schemes are presented, and the best scheme is obtained from economic and technical comparison on the three schemes. It has guiding significance for the implementation of desulfurization retrofit.

Circulating fluidized bed boiler of hot water; Desulphurization retrofit; Semi-dry flue gas desulfurization

2015-05-28

2015-06-29

贠英，女，河南新乡人，硕士。

10.3969/j.issn.1009-3230.2015.08.004

TK229.3

B

1009-3230(2015)08-0014-02