脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响

第1期2004年3月No. 1Mar. 2004锅炉制造BOILER MANUFACTURING文章编号：CN23 - 1249(2004)01 - 0018 - 02脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响柳目(哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨150046)摘要：循环流化床锅炉的效率计算有别于常规的煤粉炉和层燃炉，这是由于脱硫剂的使用和循环流化床锅炉的结构所致。从5个主要方面对循环流化床锅炉增加的热损失进行计算分析，对今后工程设计和应用有一定的参考价值。关键词：脱硫剂；循环流化床；效率；热损失中图分类号:TK229. 66文献标识码:AIn flue nee of Desulfurati on Agent Upon CFB Boiler Efficie ncyLIU - mu(Harbin Boiler Co. ,Ltd. ,Harbin 150046, China)Abstract : The calculationof CFB boiler efficiency differs from the eonventionalPC boiler andgratefired boiler becauseof the applicati on of desulfurati on age nt and the structure of CFB boiler, the additi onal heat loss of CFB boiler is analyzed, as a referenceto future engineeringand application.Keywords : desulfurati on age nt; circulat in g fluidized bed; efficie ncy; heat loss1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期2004年3月No. 1Mar. 20041995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期2004年3月No. 1Mar. 20040引言循环流化床锅炉的效率计算有别于常规的煤 粉炉和层燃炉，这是由于脱硫剂的使用和循环流 化床锅炉的结构所致。美国机械工程师学会 (ASME)动力试验法规(PTC提供了常规锅炉的性 能试验及计算方法，但对循环流化床锅炉的某些 热损失及增益并未做出相应的规定。与其他常规锅炉相比，循环流化床锅炉增加 的热损失主要包括煅烧石灰石分解吸热导致的热 损失,硫酸盐化过程放热产生的热增益，脱硫剂中水分的蒸发吸热，脱硫反应需增加空气量同时也 释放出更多的CO2使干烟气损失有所增加，灰渣 量增加导致显热损失增大以及风机增益等。1脱硫剂煅烧损失石灰石中含有碳酸钙、碳酸镁和惰性物质，当 温度超过其煅烧平衡温度时，将发生分解反应，生 成相应的氧化物和 CO2气体，该反应为吸热反应。CaGD3 = CAO + CO2 1 830 kJ/ kg cacqMgCO3 = MgO + CO2 1 183 kJ/ kg MgCc 若不计燃料中所含的CaO,则对应单位质量燃料其脱硫所需石灰石为：100 SMCa企=32 KCaCq m其中：Mcacq：每kg燃煤所需的石灰石量，kg/ kgS：燃煤中硫的百分含量，%KCaCC):石灰石中CaCO的份额，1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期2004年3月No. 1Mar. 20041995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期2004年3月No. 1Mar. 2004收稿日期：2003 - 08 - 19作者简介:柳 目(1975-)，男，黑龙江人，1995年毕业于哈尔滨工业大学热能工程专业，工程师，从事电站锅炉安装服务工作。1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期柳 目，等：脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响? 1 9 ?m :钙硫摩尔比石灰石煅烧损失：qcacq = Mcacq X Kcacq X1 830 X100/HHV qMgcq = Mcacq X KMgco3 X1 183 X100/ HHV 其中:qcacq :石灰石中CaCQ的煅烧损失，% qMgcq ：石灰石中MgCQ 的煅烧损失，% KMgcO3 :石灰石中MgcO3的份额，%HHV :燃煤的高位热值，kJ/ kg2 硫酸盐化过程热量增益燃煤中的硫可分为有机硫、黄铁矿硫两大部分,硫分在加热时析出，若氧浓度较高，一般被氧 化成SQ,石灰石煅烧后生成的 CaO与SQ反应, 生成CaSQ ,该过程为放热反应，为炉内补充了热 量,其反应式如下：SQ + CaO + O? = CaSQ + 15 141 kJ/ kg该项热量增益的计算式如下：qcaSO4 = nS XS X15 141 X10(y HHV其中：qCa8O4 :硫盐化过程热量增益，%ns：锅炉脱硫效率，石灰石中的MgCQ煅烧生成的MgO与SQ的 反应速度较低，故一般情况下认为是惰性的。3 石灰石中水分引起的热损失石灰石中含有一定的水分，因受热从液态变 成气态时带出相应的热量，其热量损失与石灰石 的含水量及钙硫摩尔比有直接关系，其损失的计算方法如下：qw = McaCO) X Mw X ( Ipy Ijz)其中：qw :石灰石中水分引起的热损失，Mw：石灰石中含水量，I py:排烟温度下的水蒸气焓，kJ/ kgI jz:基准温度下的水焓，kJ/ kg国内在循环流化床上脱硫所使用的石灰石含 水量普遍较低，故可忽略该项损失。4 CO2使干烟气损失增加对于循环流化床锅炉而言，脱硫反应需要一 定量的空气，同时，石灰石煅烧产生大量的CO2，使干烟气损失增加。依据反应式及公式 可得到单位质量燃煤中石灰石所产生的CO2质量，其公式如下：44Sm 44、/100. Wdo2 =32+ 84 X 32 SmKMgcq/ Kcac(O=Sm(1. 375 + 1.637 KMgCO/ Kcacq)其中：Wdo2 :单位质量燃煤中石灰石所产生的CO2质量kg/ kg所增加的干烟气损失：qcO2 = Wco， X Cco2 X (Tpy - Tjz)其中：qco2 :增加的干烟气损失，%Cco : CO2的平均比热，kJ/ kg CTpy：排烟温度，CTjz:基准风温，C5其他损失或增益循环流化床锅炉布置了旋风分离器，增加了辐射热源，使辐射损失略有增加。循环流化床锅 炉的风机采用高压头，部分风机功率由于摩擦损 失转变成热量。若把风机进口的温度作为计算的 基准温度，需考虑一次风机、送风机(或二次风机) 的热量增益。据有关资料介绍，循环流化床锅炉 的风机引起的热量增益在0.400. 75 %之间，而一般的煤粉炉该项数值约为 0. 25 %左右。6 结束语以上从脱硫剂煅烧损失，硫酸盐化过程热量 增益，石灰石中水分引起的热损失，石灰石分解产 生的CO2使干烟气损失增加等几个面分析了脱硫 剂对循环流化床锅炉效率的影响，在以后的设计和应用过程中，应根据具体情况采取相应措施，从 而提高循环流化床锅炉的效率。(编辑:董力宏)1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期柳 目，等：脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响? 1 9 ?1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.第1期柳 目，等：脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响? 1 9 ?欢迎投稿， 欢迎订阅!1995-2005 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co.，Ltd. All rights reserved.