关于循环流化床锅炉脱硫及燃烧效率分析探讨

糜艳艳

太原锅炉集团有限公司 山西太原 030000

1 循环流化床锅炉脱硫机理

目前，火电机组循环流化床锅炉大致分为两部分：第一部分由炉膛、分离器、返料装置等组成，共同组成一个固体燃料循环外回路；第二部分是尾部对流烟道，设有过热器、再热器、省煤器、空气预热器等，这些都是火电机组的重要设备。循环流化床锅炉的最大优点在于可以燃烧各种类型的煤，包括褐煤、煤矸石、生物质燃料以及废物等。循环流化床锅炉具体工作过程如下：

当煤与脱硫剂被送到锅炉炉膛后，炉膛内的大量惰性高温物料立马将煤与脱硫剂包围，并且着火燃烧，进而发生脱硫反应，同时，烟气流上升且向炉膛上部运动，通过热辐射、热传导、热对流等传热方式对水冷壁和炉内受热面放热。其中，燃烧所需要的一次风、二次风分别从炉膛底部和侧墙通过送／引风机送入，循环流化床锅炉的燃烧室以二次风口为界可以分为两个区域，二次风入口以下部分为大粒子还原气氛燃烧区域，二次风口以上为小粒子氧化气氛燃烧区域[1]。

2 循环流化床锅炉脱硫及燃烧效率的因素

2.1 石灰石粒度大小的影响

石灰石粒径大小对锅炉炉内脱硫效率有非常重要的影响。如果石灰石的粒径过小，投入锅炉的石灰石粉尚未经分离器捕集就一次通过锅炉直接进人鼓励尾部烟道，这样形成飞灰的比例较多，而这部分细石灰石粉因与锅炉烟气接触的时间太短，所以利用率偏低;若投入锅炉的石灰石粒度过大，就会有大部分石灰石不能够参与循环，造成石灰石利用率降低。另外，石灰石粒径的大小与脱硫效率也有一定的关系，一般火电机组选用的粒径平均在100-300μm之间。最后，提高过量空气系数，也可以提高CFB的脱硫效率[2]。

2.2 排烟温度的影响

由于吹灰器吹灰效果不好，这样尾部受热面沾污导致传热恶化会使排烟温度显著升高，同时灰份高的煤发热量低，在相同负荷情况下消耗的燃料量增加，造成烟气量和流速升高，导致排烟温度及排烟量都会升高，从而降低锅炉效率。

受热面积灰指锅炉受热面积灰、结渣及空预器传热元件积灰，锅炉受热面积灰将使受热面传热系数降低，锅炉吸热量降低，烟气放热量减少，空预器入口烟温升高，从而导致排烟温度升高；空气预热器堵灰则使空气预热器传热面积减少，也将使烟气的放热量减少，使排烟温度升高[3]。

2.3 床温床压的影响

床压反映了炉内物料的浓度，直接关系到炉内的燃烧和传热。床温是炉内燃烧以及外循环灰调节效果的综合结果，床温与床压、一二次风配比、返料量、总风量等密切相关。

2.4 其他相关影响因素

除了上述影响因素外，石灰石的结构和属性对脱硫剂的反应活性也有一点影响。经过大量现场试验得知，石灰石中含有的杂质能够在脱硫过程中起到催化剂的作用，促进脱硫效率的提高。

3 循环流化床锅炉脱硫及燃烧效率控制

3.1 优化炉内脱硫效率

（1）床温控制。锅炉床温会影响脱硫剂的反应速度、固化物分布和孔隙堵塞特性，进而改变脱硫效率及脱硫剂的使用量。因此，对于不同发热量下的锅炉燃烧状况进行分析，确定最佳脱硫床温。

（2）石灰石品质控制。首先，CaC03和MgC03的含量越高，脱硫性能越好。其次，石灰石粉的含水率要低，以小于1%或更低为宜。石灰石粉粒径对炉内脱硫反应工况具有决定性影响。因此，在采购环节允许的情况下尽量提高石灰石粉的纯度，降低含水量。

（3）脱硫剂的应用。石灰石在脱硫过程中发挥了很明显的效果，它显著提高了脱硫效率，同时降低了脱硫成本。在脱硫过程中通常还会添加脱硫添加剂，它起到了防止垢产生、充当缓冲液、提高氧化空气利用率等的作用。脱硫剂的主要成分包括活性剂、反应催化剂、助溶剂以及复合多元酸等，脱硫剂要结合电厂的实际情况而使用。

3.2 控制好烟气温度

烟气温度是直接影响炉后脱硫至关重要参数，同时也是影响脱硫后系统设备腐蚀程度的重要因素之一。为给炉后脱硫系统营造良好反应环境，又能尽量保护脱硫后系统的安全。烟气温度尽量控制在68℃以上。通过试验在脱硫塔在70℃时脱硫效率最高。

3.3 提高吸收剂品质

炉后脱硫系统吸收剂的品质直接影响脱硫效果和脱硫经济性。Ca0的纯度越高、活性越好，Ca0在消化器内反应生成有效的Ca(OH)2就越多，参与脱硫反应的有效钙就越多，脱硫性能就越好。生石灰粉的含水率要低，以小于1%为宜[4]。

3.4 节能控制

当机组负荷低于75%时，烟气脱硫需开启烟气再循环风挡，从引风机出口引出的烟气给炉后脱硫系统补充风量，维持脱硫系统的正常运行。

3.5 协调配合

协调配合是达标排放很重要部分，更是经济性最佳保障。值长要在满足排放达标的前提下，计算好炉后、炉内排放比例以达到最经济工况下运行。定期和不定期组织专业人员进行分析、调整各项参数。

4 结语

总之，循环流化床锅炉作为发电厂锅炉的一种，如何深度脱硫并且对其控制系统优化，提高脱硫效率，是需要研究的问题，需要引起我们的重视。