600WM超臨界機組磨煤機停運過程中硫排放超標原因及控制

楊崚

【摘要】隨著社會對環(huán)保的要求越來越高，對鍋爐SO2的排放也越來越嚴，原煤硫分≥1.0%時，停磨過程中SO2排放很難控制在正常排放范圍內(nèi)，本文從停磨過程硫排放超標的原因及如何控制兩方面來進行分析，并找到解決這一問題的辦法，對現(xiàn)場運行有很重要的參考意義。

【關(guān)鍵詞】高硫煤；SO2排放；超標

一、設(shè)備和燃煤情況

華潤電力（常熟）有限公司鍋爐為超臨界參數(shù)變壓運行本生直流鍋爐，鍋爐排煙配有濕式脫硫系統(tǒng)。燃燒器布置方式采用前后墻布置，對沖燃燒。前后墻上各布置4層燃燒器，每層各有4只前后墻各布置1層燃燼風口，每層布置7只，共14只燃燼風口。

磨煤機為上海重型機器廠引進法國阿爾斯通公司的技術(shù)生產(chǎn)的BBD-4360型雙進雙出鋼球磨煤機。每臺鍋爐裝設(shè)四套制粉系統(tǒng)。

鍋爐燃煤設(shè)計煤種為伊泰、神華、大同和中煤。

二、停磨過程中存在的問題

本廠每臺鍋爐四套制粉系統(tǒng)，根據(jù)機組負荷情況和磨運行周期會經(jīng)常停運或切換磨，在磨煤機停運吹空階段，鍋爐硫排放會大幅飆升，基本無法控制硫排放在環(huán)保要求的200mg/m3以下，如下圖一，下面就停磨過程中硫排放大幅上漲的原因和如何控制進行研析：

三、影響SO2排放的因素

1、燃燒煤種的影響

煤種是影響SO2排放的首要因素，尤其是部分高硫煤硫份達到2.1%以上時在磨煤機停運過程中硫排放很難控制在正常水平。

2、鍋爐負荷的影響

總體趨勢是隨著鍋爐負荷升高，SO2排放濃度增加，鍋爐負荷降低，SO2排放濃度減少，這是因為，高負荷時隨燃料量的增加入爐的S的量也越多，這些都意味著高負荷時生成的SO2多；而低負荷時，入爐的燃料量較少生成的SO2也相應(yīng)降低。

3、燃燒氧量的影響

氧量是影響SO2生成和排放濃度的重要運行因素，在各種負荷下，隨著爐內(nèi)O2的降低，鍋爐的SO2排放濃度均是增加的，這是因為減少燃燒氧量也意味著減少了燃燒器區(qū)域和還原區(qū)的氧濃度，不利于SO2氧化成SO3，適當增加氧量能降低SO2排放，如果大量增加氧量那么爐內(nèi)過剩空氣量必然不斷增加，排出SO2總量也會增加，所以為了降低SO2排放氧量不能無限制上升。

4、各層二次風門的配比影響

通過燃燒器區(qū)域二次風配風方式改變對SO2排放濃度有一定影響，通過將二次風門進行倒寶塔式配風SO2的排放濃度有所降低，尤其是高負荷時將燃燼風層全開，這一影響較為明顯。

5、磨運行方式的影響

磨煤機運行方式的不同對硫排放也不一樣，總體來說磨煤機運行臺數(shù)少時硫排放低一點，易控制些，從下層往上組合硫排放是逐漸增加。

6、待停運磨的各參數(shù)控制對SO2排放影響

通過停運磨時控制不同參數(shù)對SO2排放也有一定影響，由于在滑停磨過程中要考慮到磨爆炸的因素所以每次停運前都要進行滑溫，有時只有40多度，而風量比平時運行時多近30噸/小時，在這種情況下磨吹空階段硫排放上升速度和量也是呈直線上升。

四、停磨過程中降低SO2排放措施

1、合理配煤，目前的情況是高發(fā)熱量的中煤其硫含量較高達到2.1%以上，故要在滿足煤熱值配比的情況下硫份越低越好，入爐煤的硫份配比加權(quán)后平均值在1%以下則鍋爐燃燒和硫的排放都能滿足要求，

2、合理控制鍋爐氧量，600MW超臨界機組氧量最好控制在3%-3.5%范圍內(nèi)，當爐內(nèi)氧量充分時煤粉中的S鐵礦在高溫環(huán)境下容易燃燒氧化生成較為穩(wěn)定的硫酸鹽或者SO3容于水后與脫硫系統(tǒng)中的鈣離子反應(yīng)生成石膏，經(jīng)脫水后排出，如果氧量太低含S的礦物質(zhì)中硫在缺氧的情況下燃燒，這樣的燃燒很不充分這就會導(dǎo)致S不能完全氧化成SO3，而SO2所生成的H2SO3又是極不穩(wěn)定的化合物在受熱的情況下容易分解成SO2，這就會導(dǎo)致硫排放一直較高。

3、燃燒過程中的調(diào)整對硫排放也有較為明顯的影響，這主要體現(xiàn)在同一負荷下調(diào)整磨煤機分離器出口溫度，當磨分離器出口溫度每提高5度則脫硫吸收塔入口的硫份便會下降100mg/m3，主要原因是磨分離器出口溫度高，磨筒體內(nèi)輾磨能力強，煤粉顆粒度就越細，煤粉越細顆粒的比表面積迅速增加，煤中礦物質(zhì)的離解度也大大增加，這就增加了煤中礦物質(zhì)與燃燒過程中生成的SO2氣體的接觸機會，研究表明煤中的礦物質(zhì)具有很強的自脫硫能力，其固硫率取決于Na2O、K2O、Fe2O3、CaO等堿性氧化物的含量、存在方式及燃燒時的行為，從而強化了煤粉的自身固硫作用，另外煤粉入爐后著火點提前其在爐內(nèi)燃燒的時間延長，有資料顯示硫鐵礦反應(yīng)的溫度在900-1300度，在這溫度區(qū)間內(nèi)停留的時間越長煤粉中的硫份與氧反應(yīng)越充分，硫排放會相對容易控制。

4、停磨過程中調(diào)整：

（1）當預(yù)停運磨煤機的兩個原煤倉，其中一個原煤硫分≥1.0%，另一各原煤倉硫分硫分≤1.0%，在預(yù)停前，先將高硫份的煤對應(yīng)的給煤機出力降低直至停運，增加低硫份對應(yīng)的給煤機出力，保持低硫份給煤機單側(cè)運行半小時后，將磨煤機進行吹空。

（2）根據(jù)每臺脫硫塔內(nèi)石灰石漿液與硫化合物反應(yīng)速度，在磨煤機進行吹掃小時段內(nèi)，及時通知脫硫?qū)I(yè)，啟動對應(yīng)機組的備用漿液循環(huán)泵，提前降低該小時段內(nèi)二氧化排放均值。

（3）提前了解鍋爐配煤情況，將運行的其它磨給煤量進行調(diào)整，在停磨前將高硫煤減少，低硫煤增加以便將整個入爐煤內(nèi)硫含量降低。

（4）為了防止停磨過程中磨煤機發(fā)生爆炸故在停磨前需要進行滑溫，但這個溫度不宜過低，因為磨分離器出口溫度太低影響煤粉細度的同時也影響其在爐內(nèi)著火時間，磨分離器溫度越低在吹磨過程中硫排放越易超標。

（5）磨煤機運行時間長短也直接關(guān)系到硫排放的一個重要因素，因為目前的煤在磨制的過程中大量硫礦物質(zhì)較硬不易磨成粉，有很大一部分是在停吹掃中后期被大風量集中吹到爐膛內(nèi)進行燃燒，這就會出現(xiàn)在吹磨過程中硫排放急劇上升的情況。

五、結(jié)論

按照停磨過程中降低SO2排放措施進行操作停運，鍋爐排放能控制在合理范圍，這不僅減輕了公司排放壓力，也為公司爭得了經(jīng)濟利益同時還對社會起到減少污染的積極作用。

參考文獻

[1]《鍋爐培訓(xùn)教材》.華潤電力（常熟）有限公司

[2]《鍋爐設(shè)備及系統(tǒng)》.朱全利主編.中國電力出版社