CFB锅炉炉内脱硫系统改造可行性研究报告.docVIP

A发电有限公司 2135 MW CFB锅炉炉内脱硫可行性报告 研究院锅炉技术部 二ΟΟ年月三十日前言 循环流化床（CFB）锅炉是发展最快、得到广泛应用的清洁燃烧技术，通过炉内添加石灰石实现低SO2排放，通过控制炉膛温度和分级燃烧，实现低NOx排放。由于CFB锅炉能够实现燃料的清洁燃烧，在世界范围内得到快速发展。从八十年代世界首台100MWCFB锅炉在美国NUCLA电站投入运行到安装于波兰Lagisza电站的世界首台超临界CFB锅炉，CFB锅炉的大型化发展仅用了20年时间。美国福斯特惠勒公司CFB锅炉发展历程见图 1，通过CFB锅炉示范工程，福斯特惠勒公司的CFB锅炉很快发展到超临界参数。 图 1 美国福斯特惠勒公司CFB锅炉发展 我国CFB锅炉发展迅速。从1996年投产首台引进芬兰奥斯龙技术的100MWCFB锅炉（安装于四川高坝电厂）到2006年投产的引进法国阿尔斯通公司的300MWCFB锅炉（安装于四川白马电厂），总共不到十年时间。目前，我国投产的135MW级CFB锅炉超过150台，投产、在建和设计制造的300MWCFB锅炉已经超过50台。600MW超临界CFB锅炉（自主研制）已经于2006年列入“十一五”国家科技支撑计划重点项目，包括B研究院、清华大学、中国科学院、三大锅炉厂、四川白马电厂在内的一大批科研院所、高校、锅炉制造厂和用户在内的单位参与该项目，研究工作进展顺利。 B研究院成立于1951年，原国家电力部，电力体制改革后，华能控股大唐、国电、华电、中电投参股的高新技术企业。从“六五”到“十一五”，B研究院一直承担CFB锅炉领域国家科技攻关课题。“循环流化床（CFB）锅炉关键技术的自主研发和应用”于2006年获得国家科技进步二等奖。CFB锅炉脱硫原理 石灰石SO2排放。投入炉内的石灰石在850℃条件下发生煅烧反应生成氧化钙，氧化钙、SO2和氧气经过一系列化学反应，最终生成硫酸钙化学反应式： CaCO3→CaO+CO2 （煅烧反应） CaO+SO2+1/2O2→CaSO4 （反应）由于CO2溢出，固体颗粒为SO2向颗粒内部扩散创造条件石灰石。石灰石的活性粒度、入炉煤的含硫量锅炉分离器的分离效率影响石灰石消耗量。CFB锅炉脱硫B研究院1MW CFB燃烧试验台试烧试验国内外大量大型CFB锅炉的运行结果表明炉内添加石灰石脱硫，Ca/S摩尔比为.8~3.0的条件下，SO2脱除效率可以达到90，烟气中SO2浓度完全满足环保排放要求。1MW CFB燃烧试验台脱硫试验 B研究院1MW CFB燃烧试验台高度23m，接近实炉高度，可以进行煤种试烧试验和石灰石脱硫试验在该试验台上完成了包括我国二十多个省市以及土耳其油页岩、苏丹石油焦在内上百种燃料试烧试验和上百种石灰石的脱硫试验试验结果表明，入炉燃料含硫量0.5~5.5%的，Ca/S比1.8~3.0的条件下，SO2的排放浓度完全可控制在400mg/Nm3以下，满足环保要求。1MW CFB燃烧试验台试烧的SO2排放情况 电厂 煤种 Sar Sar折算 Qar,net Ca/S 脱硫效率 SO2 单位 % g/MJ kJ/kg % mg/m3 宜宾电厂 高县怀远煤 3.53 2.08 16980 2.2 90.1 1019 合山电厂 合山煤 3.11 1.39 22310 2.2 94.0 425.7 江苏大屯电厂 大屯煤 1.45 1.08 13440 2.2 90.6 490.9 石家庄热电厂 乱流煤 2.11 1.05 20150 2.2 89.2 572.1 云南开远电厂 开远混煤 1.52 0.78 19380 1.3 93.5 264.9 保定热电厂 上元煤 1.54 0.71 21550 2.3 93.3 246.9 福建省煤炭工业有限公司 当地无烟煤 0.79 0.37 21630 1.7 83.0 331.4 四川岷江发电厂 岷江混煤 0.44 0.25 17620 2.4 68.9 398.3 可以看出，对于SO2排放，试验煤种当折算硫份Sar折算1.0 g/MJ时，加入石灰石脱硫，当钙硫摩尔比Ca/S为2~2.4时，一般可以控制SO2排放在400mg/m3以下；而当Sar折算1.0g/MJ时，在Ca/S为2左右时，控制SO2排放在400mg/m3以下比较困难（有些煤种也能实现），但增大Ca/S一般也能实现。 FB锅炉SO2排放 四川高坝发电厂100MWCFB锅炉是我国八五期间的重点能源、环保科研建设项目，是我国建成的第一个循环流化床锅炉示范电站 。1998年1月23日，中、外双方合作进行了锅炉性能考核试验，锅炉的所有指标全部达到合同规定值。其中，SO2的排放浓度为684 mg/Nm3 合同规定值700 mg/Nm3入炉煤含硫量4