CN105817136A - 循环流化床锅炉炉内脱硫系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种循环流化床锅炉炉内脱硫系统，包括石灰石粉仓、锅炉、输送装置、气源装置、管路装置；所述输送装置包括手动插板阀、螺旋输送机、缓冲仓、旋转给料阀、喷射泵，所述气源装置包括罗茨风机、进气阀，所述管道装置包括分配器、第一入炉补偿器、第一手动快关阀、第二入炉补偿器、第二手动快关阀、第一输送管道、第二输送管道、第三输送管道、第四输送管道、第五输送管道、第六输送管道、第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道，经济、实用，可以将循环流化床锅炉烟气脱硫效率90%以上，使烟气能够达标排放。

Description

循环流化床锅炉炉内脱硫系统

技术领域

本发明涉及一种粉状物料气力输送系统装置，特别是循环流化床锅炉炉内脱硫装置。

背景技术

循环流化床锅炉具有效率高、燃料适应性广、负荷调节灵活、环保性能好等优点，近年来发展非常迅速，技术日趋成熟。随着我国对环保要求越来越高，环保电价政策的出台，国内一些拥有循环流化床锅炉的电厂正在抓紧改造或新加脱硫装置。

近几年，一些采用循环流化床锅炉的电厂还是被环保部门坚决要求进行锅炉尾部烟气脱硫，主要原因就是CFB锅炉炉内脱硫的效率令人怀疑。传统的粗糙的炉内脱硫系统设计及设备制造使脱硫效率低下，同时脱硫固化剂的消耗量却非常可观，即使采用廉价的石灰石脱硫也使发电成本显著增加。加之出现了锅炉灰渣的综合利用受到脱硫固化剂品种的影响，有的电厂只能将灰渣当做废品抛弃掉。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术缺点提供一种循环流化床锅炉炉内脱硫系统，经济、实用，可以将循环流化床锅炉烟气脱硫效率90%以上，使烟气能够达标排放。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：

循环流化床锅炉炉内脱硫系统，包括石灰石粉仓、锅炉、输送装置、气源装置、管路装置；所述输送装置包括手动插板阀、螺旋输送机、缓冲仓、旋转给料阀、喷射泵，所述气源装置包括罗茨风机、进气阀，所述管道装置包括输送管路分配器、第一入炉补偿器、第一手动快关阀、第二入炉补偿器、第二手动快关阀、第一输送管道、第二输送管道、第三输送管道、第四输送管道、第五输送管道、第六输送管道、第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道；

所述石灰石粉仓的出料口通过第一输送管道与螺旋输送机的进料口相连接，第一输送管道上设有手动插板阀和膨胀节，螺旋输送机的出料口通过第二输送管道与缓冲仓的进料口相连接，缓冲仓的出料口通过第三输送管道与旋转给料阀的进料口相连接，旋转给料阀的出料口通过第四输送管道与喷射泵的进料口相连接，所述罗茨风机通过第一送气管道与喷射泵的进气口相连接，第一送气管道上设有进气阀，喷射泵的出料口通过第五输送管道与输送管路分配器的进料口相连接，所述第五输送管道上设有吹堵阀，输送管路分配器的出料口分别通过第六输送管道与第七输送管道与锅炉相连接，第一入炉补偿器和第一手动快关阀设置在第六输送管道上，第二入炉补偿器和第二手动快关阀设置在第七输送管道上，所述石灰石粉仓和旋转给料阀之间通过第二送气管道相连接，缓冲仓与第二送气管道之间通过第三送气管道相连接，排气阀设置在第二送气管道上。

上述循环流化床锅炉炉内脱硫系统，其中，系统的运作方法如下：

1）启动系统：

系统运行前，使手动插板阀、进气阀、排气阀、吹堵阀、第一手动快关阀和第二手动快关阀处于关闭状态，打开第一手动快关阀和第二手动快关阀及进气阀，启动罗茨风机，延时10s后打开缓冲仓出口的旋转给料阀，延时10s后打开螺旋输送机，打开手动插板阀，石灰石粉从石灰石粉仓进入喷射泵，与罗茨风机的输送气混合后进入第五输送管道，输送系统启动，石灰石粉进入锅炉的炉膛进行燃烧；

2）关闭系统：关闭手动插板阀，延时1min后关闭螺旋输送机，延时2~3min后关闭缓冲仓出口的旋转给料阀，延时20S后关闭罗茨风机，延时2S后关闭进气阀，延时5S后关闭第一手动快关阀和第二手动快关阀，系统停止运行；

3）吹堵系统：

当输送系统压力超过0.1Mpa5s后，吹堵阀打开，进行吹堵，当输送系统压力恢复到正常值（≤0.1Mpa）10S后，关闭吹堵阀；

4）控制系统：

石灰石粉给料量根据锅炉燃料量和锅炉尾部SO₂分析，通过调节旋转给料阀的转速来控制，旋转给料阀采用变频调节，可实现连续均匀给料，旋转给料阀带有计量功能，在主控制室即可随时采到相应数据，具体旋转给料阀调节方式如下：

烟气处理量m₁（Nm³/h）；烟气的含SO₂浓度：ζ₁(mg/Nm³)，钙硫比ζ₂，石灰石粉的摩尔质量m_CaCo3，石灰石粉的堆积密度ρ（t/m³），SO₂摩尔质量M_SO2，石灰石粉的纯度ζ₃(%),给料阀的转速n₁（r/min），给料阀的额定转速n₂（r/min），给料阀的容腔容积V₁（L³/r），给料阀的容腔容积有效系数ζ₄，给料阀的频率υ₁（Hz），给料阀的额定频率υ₂（Hz）；

给料阀的额定出力为：Q’=n₂×V₁×60×ζ₄×ρ/1000(t/h)；

锅炉所需石灰石粉的添加量：Q=m₁×ζ₁×10^-9×m_CaCo3×ζ₂/(M_SO2×ζ₃)(t/h)；

给料阀的频率υ₁：υ₁=Q×υ₂/Q’(H_Z)；

给料阀的转速为n_1：n₁=υ₁×n₂/υ₂(r/min)；

当主控制室内显示烟气的含SO₂浓度高于国家规定的烟气排放浓度(200mg/Nm³)时，可加大给料阀的频率υ₁，来调整给料阀的转速，增加进入锅炉炉膛的石灰石粉量。

有发明的有益效果为：

通过炉膛添加石灰石粉作为脱硫剂进行SO2吸收反应，能以合理的钙硫比得到较高的脱硫效率，使循环流化床锅炉烟气脱硫效率90%以上，烟气能够达标国家规定的排放值；

炉内脱硫系统工艺流程简单，系统安全可靠，占地面积小，费用最低；

以石灰石等钙基物料作为脱硫剂，资源分布广泛，储量丰富且价格低廉，脱硫产物为中性固态渣，无二次污染；

整个脱硫系统可单独操作，解列后不影响锅炉的正常运行。

系统内配置的螺旋输送机7、旋转给料阀9具有计量称重及变频调速功能功能，可根据锅炉烟气的含硫量适时控制石灰石粉的添加量。

附图说明

图1为本发明结构图。

具体实施方式

如图所示循环流化床锅炉炉内脱硫系统，包括石灰石粉仓1、锅炉2、输送装置3、气源装置4、管路装置5；所述输送装置3包括手动插板阀6、螺旋输送机7、缓冲仓8、旋转给料阀9、喷射泵10，所述气源装置4包括罗茨风机11、进气阀12，所述管道装置5包括输送管路分配器13、第一入炉补偿器14、第一手动快关阀15、第二入炉补偿器16、第二手动快关阀17、第一输送管道18、第二输送管道19、第三输送管道20、第四输送管道21、第五输送管道22、第六输送管道23、第七输送管道40、第一送气管道24、第二送气管道25和第三送气管道42；

所述石灰石粉仓1的出料口26通过第一输送管道18与螺旋输送机7的进料口27相连接，第一输送管道18上设有手动插板阀6和膨胀节28，螺旋输送机7的出料口29通过第二输送管道19与缓冲仓8的进料口30相连接，缓冲仓8的出料口31通过第三输送管道20与旋转给料阀9的进料口32相连接，旋转给料阀9的出料口33通过第四输送管道21与喷射泵10的进料口34相连接，所述罗茨风机11通过第一送气管道24与喷射泵10的进气口35相连接，第一送气管道24上设有进气阀12，喷射泵10的出料口36通过第五输送管道22与输送管路分配器13的进料口37相连接，所述第五输送管道22上设有吹堵阀38与气源管相接，输送分配器13的出料口39分别通过第六输送管道23与第七输送管道40与锅炉2相连接，第一入炉补偿器14和第一手动快关阀15设置在第六输送管道23上，第二入炉补偿器16和第二手动快关阀17设置在第七输送管道40上，所述石灰石粉仓1和旋转给料阀9之间通过第二送气管道25相连接，缓冲仓8与第二送气管道25之间通过第三送气管道42相连接，排气阀41设置在第二送气管道25上。

系统的运作方法如下：

1）启动系统：

系统运行前，使手动插板阀、进气阀、排气阀、吹堵阀、第一手动快关阀和第二手动快关阀处于关闭状态，打开第一手动快关阀和第二手动快关阀及进气阀，启动罗茨风机，延时10s后打开缓冲仓出口的旋转给料阀，延时10s后打开螺旋输送机，打开手动插板阀，石灰石粉从石灰石粉仓进入喷射泵，与罗茨风机的输送气混合后进入第五输送管道，输送系统启动，石灰石粉进入锅炉的炉膛进行燃烧；

2）关闭系统：关闭手动插板阀，延时1min后关闭螺旋输送机，延时2~3min后关闭缓冲仓出口的旋转给料阀，延时20S后关闭罗茨风机，延时2S后关闭进气阀，延时5S后关闭第一手动快关阀和第二手动快关阀，系统停止运行；

3）吹堵系统：

当输送系统压力超过0.1Mpa5s后，吹堵阀打开，进行吹堵，当输送系统压力恢复到正常值（≤0.1Mpa）10S后，关闭吹堵阀；

4）控制系统：

石灰石粉给料量根据锅炉燃料量和锅炉尾部SO₂分析，通过调节旋转给料阀的转速来控制，旋转给料阀采用变频调节，可实现连续均匀给料，旋转给料阀带有计量功能，在主控制室即可随时采到相应数据，具体旋转给料阀调节方式如下：

烟气处理量m₁（Nm³/h）；烟气的含SO₂浓度：ζ₁(mg/Nm³)，钙硫比ζ₂，石灰石粉的摩尔质量m_CaCo3，石灰石粉的堆积密度ρ（t/m³），SO₂摩尔质量M_SO2，石灰石粉的纯度ζ₃(%),给料阀的转速n₁（r/min），给料阀的额定转速n₂（r/min），给料阀的容腔容积V₁（L³/r），给料阀的容腔容积有效系数ζ₄，给料阀的频率υ₁（Hz），给料阀的额定频率υ₂（Hz）；

给料阀的额定出力为：Q’=n₂×V₁×60×ζ₄×ρ/1000(t/h)；

锅炉所需石灰石粉的添加量：Q=m₁×ζ₁×10^-9×m_CaCo3×ζ₂/(M_SO2×ζ₃)(t/h)；

给料阀的频率υ₁：υ₁=Q×υ₂/Q’(H_Z)；

给料阀的转速为n_1：n₁=υ₁×n₂/υ₂(r/min)；

当主控制室内显示烟气的含SO₂浓度高于国家规定的烟气排放浓度时，可加大给料阀的频率υ₁，来调整给料阀的转速，增加进入锅炉炉膛的石灰石粉量。

如260t/h循环流化床锅炉，烟气处理量：540000（Nm³/h）；烟气的含SO₂浓度：1000(mg/Nm³)，钙硫比2.5:1；石灰石粉的摩尔质量：100，石灰石粉的堆积密度：1.3（t/m³），SO₂摩尔质量：64，石灰石粉的纯度92(%)，给料阀的转速：n₁（r/min），给料阀的额定转速：10（r/min），给料阀的容腔容积11.27×10^-3（m³/r），给料阀的容腔容积有效系数0.75，给料阀的频率υ₁（Hz），给料阀的额定频率：50（Hz）；

给料阀的额定出力为：Q’=10×11.27×10^-3×60×0.75×1.3/1000=6.6t；

锅炉所需石灰石粉的添加量：Q=540000×10^-9×1000×100×2.5/(64×0.92)=2.3t/h；

给料阀的频率υ₁：υ₁=Q×υ₂/Q’=17.5H_Z,即当前给料阀的转动频率为17.5H_Z；

给料阀的转速为n_1：n₁=υ₁×n₂/υ₂=3.5r/min,即当前给料阀的转速为3.5r/min。

这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中，因此，本发明不受本实施例的限制，任何采用等效替换取得的技术方案均在本发明保护的范围内。

Claims (2)

1.循环流化床锅炉炉内脱硫系统，其特征为，包括石灰石粉仓、锅炉、输送装置、气源装置、管路装置；所述输送装置包括手动插板阀、螺旋输送机、缓冲仓、旋转给料阀、喷射泵，所述气源装置包括罗茨风机、进气阀，所述管道装置包括输粉管路分配器、第一入炉补偿器、第一手动快关阀、第二入炉补偿器、第二手动快关阀、第一输送管道、第二输送管道、第三输送管道、第四输送管道、第五输送管道、第六输送管道、第一送气管道、第二送气管道和第三送气管道；

所述石灰石粉仓的出料口通过第一输送管道与螺旋输送机的进料口相连接，第一输送管道上设有手动插板阀和膨胀节，螺旋输送机的出料口通过第二输送管道与缓冲仓的进料口相连接，缓冲仓的出料口通过第三输送管道与旋转给料阀的进料口相连接，旋转给料阀的出料口通过第四输送管道与喷射泵的进料口相连接，所述罗茨风机通过第一送气管道与喷射泵的进气口相连接，第一送气管道上设有进气阀，喷射泵的出料口通过第五输送管道与输送管路分配器的进料口相连接，所述第五输送管道上设有吹堵阀，输送管路分配器的出料口分别通过第六输送管道与第七输送管道与锅炉相连接，第一入炉补偿器和第一手动快关阀设置在第六输送管道上，第二入炉补偿器和第二手动快关阀设置在第七输送管道上，所述石灰石粉仓和旋转给料阀之间通过第二送气管道相连接，缓冲仓与第二送气管道之间通过第三送气管道相连接，排气阀设置在第二送气管道上。

2.如权利要求1所述的循环流化床锅炉炉内脱硫系统，其特征为，系统的运作方法如下：

1）启动系统：

系统运行前，使手动插板阀、进气阀、排气阀、吹堵阀、第一手动快关阀和第二手动快关阀处于关闭状态，打开第一手动快关阀和第二手动快关阀及进气阀，启动罗茨风机，延时10s后打开缓冲仓出口的旋转给料阀，延时10s后打开螺旋输送机，打开手动插板阀，石灰石粉从石灰石粉仓进入喷射泵，与罗茨风机的输送气混合后进入第五输送管道，输送系统启动，石灰石粉进入锅炉的炉膛进行燃烧；

2）关闭系统：关闭手动插板阀，延时1min后关闭螺旋输送机，延时2~3min后关闭缓冲仓出口的旋转给料阀，延时20S后关闭罗茨风机，延时2S后关闭进气阀，延时5S后关闭第一手动快关阀和第二手动快关阀，系统停止运行；

3）吹堵系统：

当输送系统压力超过0.1Mpa5s后，吹堵阀打开，进行吹堵，当输送系统压力恢复到正常值（≤0.1Mpa）10S后，关闭吹堵阀；

4）控制系统：

石灰石粉给料量根据锅炉燃料量和锅炉尾部SO₂分析，通过调节旋转给料阀的转速来控制，旋转给料阀采用变频调节，可实现连续均匀给料，旋转给料阀带有计量功能，在主控制室即可随时采到相应数据，具体旋转给料阀调节方式如下：

烟气处理量m₁（Nm³/h）；烟气的含SO₂浓度：ζ₁(mg/Nm³)，钙硫比ζ₂，石灰石粉的摩尔质量m_CaCo3，石灰石粉的堆积密度ρ（t/m³），SO₂摩尔质量M_SO2，石灰石粉的纯度ζ₃(%),给料阀的转速n₁（r/min），给料阀的额定转速n₂（r/min），给料阀的容腔容积V₁（L³/r），给料阀的容腔容积有效系数ζ₄，给料阀的频率υ₁（Hz），给料阀的额定频率υ₂（Hz）；

给料阀的额定出力为：Q’=n₂×V₁×60×ζ₄×ρ/1000(t/h)；

锅炉所需石灰石粉的添加量：Q=m₁×ζ₁×10^-9×m_CaCo3×ζ₂/(M_SO2×ζ₃)(t/h)；

给料阀的频率υ₁：υ₁=Q×υ₂/Q’(H_Z)；

给料阀的转速为n_1：n₁=υ₁×n₂/υ₂(r/min)；

当主控制室内显示烟气的含SO₂浓度高于国家规定的烟气排放浓度时，可加大给料阀的频率υ₁，来调整给料阀的转速，增加进入锅炉炉膛的石灰石粉量。