新疆華泰重化工4×75t鍋爐脫硫系統(tǒng)改造及效果驗證

馮命華

（新疆中泰化學(xué)股份有限公司，新疆 烏魯木齊 830009）

1 引言

依據(jù)烏魯木齊市人民政府文件《關(guān)于對寶鋼集團新疆八一鋼鐵有限公司等排污單位進行限期整改的通告》（烏政通【2011】5號）要求，新疆華泰重化工有限責(zé)任公司熱電廠4×75t鍋爐需在2011年9月15日前，采取有效措施，使煙氣污染物排放符合修訂的《燃煤鍋爐大氣污染物排放標準》（DB65／2154－2010）。除塵效率不得低于99%，脫硫效率不得低于80%。新疆中泰化學(xué)股份有限公司安全環(huán)保管理部門積極與國內(nèi)脫硫廠家溝通，經(jīng)過現(xiàn)場技術(shù)考察等途徑，多方考察國內(nèi)脫硫新工藝和新技術(shù)。經(jīng)集團公司研究決定，2011年新增380萬元環(huán)保項目，采用江蘇紐普蘭爐內(nèi)噴鈣技術(shù)對該公司4×75t鍋爐進行脫硫改造。現(xiàn)將改造方案說明如下。

2 現(xiàn)有主要生產(chǎn)裝置概況

現(xiàn)有的脫硫方法是從公司內(nèi)部協(xié)調(diào)拉運的濕的電石渣，與原煤進行摻混，然后供給鍋爐使用。在此過程中存在的問題是電石渣是濕的與原煤摻混的時候無法摻混均勻，且車間人員勞動強度大、鏟車工作頻繁耗油量大。循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計使用的脫硫劑是電石渣（干電石渣），設(shè)計脫硫效率是80%，SO2排放濃度是251mg／Nm3。設(shè)計煤種的含硫量是0.55%，設(shè)計脫硫劑中CaO的含量是68.9%，設(shè)計的脫硫鈣硫比是2∶1。但在實際運行中鍋爐脫硫效率達不到設(shè)計值，基本在320～420mg／Nm3之間，運行過程中有超過國家環(huán)保標準要求值400mg／Nm3。為了達到脫硫效果事業(yè)部只有將鈣硫比增大到了20∶1，但脫硫效果仍然沒有達到預(yù)期效果，并且?guī)砹隋仩t放渣、放灰量增加的問題。

3 項目改造必要性

華泰重化工有限責(zé)任公司現(xiàn)有電石渣摻混脫硫方法無法達到環(huán)保要求的脫硫指標。新增石灰石輸送系統(tǒng)，將石灰石粉直接送入爐膛進行脫硫，通過自動計量裝置和PLC控制系統(tǒng)控制石灰石粉的噴入量來控制脫硫效率。這樣既達到了脫硫效果又可以減輕車間上煤組的工作難度和工作量，另外鍋爐電除塵放灰量會減少，保證煙氣中煙塵和二氧化硫達標排放。

4 紐普蘭石灰石粉輸送系統(tǒng)工藝介紹

4.1 旋轉(zhuǎn)密封給料閥專為石灰石粉爐內(nèi)噴鈣系統(tǒng)設(shè)計

（1）密封性好：可適用于0.15MPa的輸送壓力下運行；可有效解決輸送氣源向爐前返氣現(xiàn)象；

（2）耐磨性強：葉片噴涂有耐磨涂層，適用于CaO含量較高的介質(zhì)；

（3）葉片可調(diào)整更換：當葉片磨損后，在葉輪軸無需更換的前提下，可方便地進行葉片調(diào)整、更換；

（4）軸封采用氣密封結(jié)構(gòu)，確保旋轉(zhuǎn)給料閥密封可靠；

（5）給料量的控制通過變頻電機控制。

4.2 輸送能耗低

由于輸送物料需要的空氣量較少，且輸送壓力較低，因此輸送能耗遠低于其它形式的氣力輸送系統(tǒng)，能耗約為其他系統(tǒng)的65%。

4.3 發(fā)送器配置

該項目共計4臺爐，2座石灰石粉倉，每臺爐設(shè)置1套石灰石輸送系統(tǒng)，在每座粉倉下設(shè)置3套輸送單元，其中一套作為備用系統(tǒng)，可通過閥門切換至另兩套輸送系統(tǒng)中任意一套，可以應(yīng)對設(shè)備損壞等突發(fā)情況，每套輸送系統(tǒng)配置2臺給料泵，給料泵容積分別為1m3及1.5m3；系統(tǒng)設(shè)計出力為20t／h。

4.4 輸送單元配置

該工程設(shè)4套輸送系統(tǒng)，設(shè)置4根輸粉管道，管徑為DN125及DN100，運行參數(shù)見表1。

表1 運行參數(shù)

4.5 啟動工藝

每套石灰石粉輸送系統(tǒng)設(shè)有2個給料泵（稱上、下給料泵），在2個給料泵的進口各設(shè)1個球型氣鎖閥（國際專利技術(shù)，氣封式圓頂閥），上容器裝有高料位計，下容器裝有低料位計，下容器出口接旋轉(zhuǎn)給料閥，旋轉(zhuǎn)給料閥出口接混合器。在上容器與石灰石爐前倉之間裝有氣動平衡閥，以平衡壓差。其運行流程為：系統(tǒng)運行前首先檢測所有閥門是否處于關(guān)閉狀態(tài)，輸送及儀用氣源壓力是否在要求的范圍內(nèi)。當所有條件滿足時，打開上容器進口的球型氣鎖閥，開始進料。當?shù)竭_高料位時，關(guān)閉球型氣鎖閥，給密封圈充氣密封。這時開啟輸送氣源，再開啟旋轉(zhuǎn)給料閥，然后打開下容器進口的球型氣鎖閥，石灰石粉進入下容器，再關(guān)閉球型氣鎖閥，石灰石粉通過旋轉(zhuǎn)給料閥進入混合器，與輸送氣混合后進入輸送管道。

4.6 輸送工藝

在輸送的任何瞬時，只要下容器中的石灰石粉到達低料位時，需打開下容器進口的球型氣鎖閥，讓石灰石粉落入下容器，等下容器進口的球型氣鎖閥關(guān)閉后，打開上容器進口的球型氣鎖閥，讓石灰石粉從石灰石粉庫落入上容器，當?shù)竭_高料位時，關(guān)閉球型氣鎖閥，給密封圈充氣密封。

4.7 吹堵工藝

石灰石輸送管道上設(shè)置有氣動吹堵閥，當系統(tǒng)壓力超過壓力變送器的設(shè)定值時，氣動吹堵閥會自動打開，進行吹堵，同時，如果有必要的話，氣動助吹閥會自動打開，以調(diào)節(jié)灰氣比，當系統(tǒng)壓力恢復(fù)到正常值時，吹堵閥和助吹閥會自動關(guān)閉。

紐普蘭石灰石粉輸送系統(tǒng)工藝流程見圖1。

圖1 紐普蘭石灰石粉輸送系統(tǒng)工藝流程

5 紐普蘭石灰石粉輸送系統(tǒng)施工進度

因此次脫硫系統(tǒng)改造為大包工程，工藝設(shè)計、土建施工、設(shè)備安裝及調(diào)試工作均由江蘇紐普蘭廠家完成，因此新疆中泰化學(xué)股份有限公司對完成節(jié)點做如下要求。

（1）華泰重化工根據(jù)技術(shù)方案考察結(jié)果，結(jié)合自身生產(chǎn)工藝特點，2011年4月23日前完成脫硫系統(tǒng)技術(shù)改造方案的編制。

（2）華泰重化工根據(jù)政府文件和集團公司要求，制定技術(shù)改造項目進度計劃并于2011年8月15日完成改造工作。

6 改造效果

通過新增石灰粉輸送系統(tǒng)，將石灰石粉直接送入爐膛進行脫硫，通過自動計量裝置和PLC控制系統(tǒng)控制石灰石粉的噴入量來控制脫硫效率，這樣既達到了脫硫效果又可以減輕工作難度，減少工作量，另外鍋爐電除塵放灰量減少，從而減輕熱電廠氣力輸送系統(tǒng)的壓力。在保證保證75t鍋爐煙氣中二氧化硫含量達到國家環(huán)保指標，與2010年二氧化硫排放量相比較減少約252428.4kg。對環(huán)境保護作用意義重大。

［1］鐘 秦.燃煤煙氣脫硫脫硝技術(shù)及工程實例［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

［2］孫克勤.火電廠煙氣脫硫系統(tǒng)設(shè)計、建造及運行［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

［3］周俊虎.氧化鈣燃燒固硫添加劑的研究［J］.環(huán)境科學(xué)學(xué)報，1997（3）：284～288.