工业技术 齐鲁石油化工，ＱＩＬＵ ＰＥＴＲＯＣＨＥ２０１ＭＩ Ｃ２，ＡＬ４ Ｔ０（Ｅ１Ｃ）：ＨＮ３Ｏ２—３ＬＯＧＹ４ 石灰石粒径对循环流化床锅炉运行的影响 朱相利 （中国石化齐鲁分公司第二化肥厂，山东淄博２５５４００） 摘要：分析石灰石粒径对循环流化床锅炉及石灰石系统运行所造成的影响，说明只有选择合理的石灰石粒径分 布，并严格控制，才能保证锅炉及石灰石系统安全稳定运行，也才能提高脱硫效率，降低石灰石消耗量。 关键词：石灰石粒径循环流化床锅炉 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００９—９８５９（２０１２）０１—００３２—０３ 中图分类号：ＴＫ２２７ ２０１ １年环境保护部和国家质量监督检验检 级旋转给料机由变频电机驱动控制石灰石给料 量，再由二级旋转给料机将缓冲斗石灰石送入文 丘里喷口，二级旋转给料机不控制石灰石给料量， 只是将缓冲斗中石灰石全部送出，并起到密封作 疫总局联合修订的《火电厂大气污染物排放标 准》（ＧＢ１３２２３－－２０１１）中规定，到２０１４年７月１ 日起现有锅炉排放烟气二氧化硫标准将由４００ ｍｇ／ｍ。降到２００ ｍｇ／ｍ。。 用。石灰石在高压风的作用下，气固混合物以高 速气流的方式通过石灰石输送管道分别进入每台 循环流化床锅炉所对应的石灰石炉前仓。 为保证循环流化床锅炉的脱硫效果，都配有 专门的脱硫剂添加系统，一般采用石灰石脱硫剂， 因此称为石灰石系统，其运行状况直接影响脱硫 效果的好坏。 石灰石粒径对循环流化床锅炉脱硫效率有较 大影响，粒径太大，比表面积小，脱硫反应不充分， 颗粒扬析率低，不能起到循环物料作用；粒径太 小，则在炉内停留时间短，来不及反应就成为飞灰 排出，使脱硫效率降低。石灰石对锅炉稳定运行 起着重要的作用。为了降低ＳＯ 排放量，短时间 加入石灰石量过多会造成循环流化床锅炉床温出 现持续降低，严重时即使增加给煤量也无法使床 温恢复，造成锅炉灭火停炉。 １装置简介 中国石化齐鲁分公司第二化肥厂（简称齐鲁 二化）循环流化床锅炉所设计使用的石灰石添加 系统为二级输送系统，主要包括石灰石提升系统 和石灰石输送系统。 石灰石提升系统是将汽车运送来的外购石灰 石送人石灰石提升仓，然后通过气力输送的方式 将石灰石输送至石灰石炉前仓。如图Ｉ所示。 由汽车运送来的外购石灰石先送入石灰石提 升仓，然后通过一级旋转给料机进入缓冲斗。一 图１ 石灰石提升系统示意 石灰石输送系统是将石灰石由石灰石炉前仓 输送至循环流化床锅炉炉膛内的系统，采用气力 输送，结构形式与石灰石提升系统类似，如图２所 收稿日期：２０１１—０７—２９；修回ＦＩ期：２０１１—１２—１２。 作者简介：朱相利（１９７３一），男，工程师，注册安全工程师。 １９９４年毕业于山东工业大学热能专业，现在中国石化齐鲁分 公司第二化肥厂动力车间从事管理工作。电话：０５３３— ７５８９７６８。 第１期 朱相利．石灰石粒径对循环流化床锅炉运行的影响 ．３３． 示。石灰石炉前仓中的石灰石粉，通过一级旋转 给料机先进入缓冲斗。一级旋转给料机由变频电 机驱动控制石灰石给料量，再由二级旋转给料机 将缓冲斗石灰石送人文丘里喷口，二级旋转给料 机不控制石灰石给料量，只是将缓冲斗中石灰石 全部送出，并起到密封作用。石灰石在高压风的 作用下，气固混合物以高速气流的方式通过石灰 石输送管道进入炉膛进行脱硫。 图２石灰石输送系统示意 ２石灰石粒径过大对循环流化床锅炉的影响 齐鲁二化循环流化床锅炉原设计使用石灰石 粒径为０～２．０ ｍｍ，具体粒度分布见表１。 表１ 开始使用的石灰石粒径分布 粒径／ｍｍ 粒径分布，％ ０～Ｏ．５ ４６．０ Ｏ．５～１．０ ３０．Ｏ １．０～１．５ １６．０ １．５～２．０ ８．Ｏ 在实际运行中发现，大颗粒石灰石（１．５～ ２．０ ｍｍ）对于现有的石灰石系统显得粒径过大， 影响石灰石提升系统、输送系统及锅炉的正常运 行。 ２．１对石灰石提升系统的影响 （１）大颗粒石灰石会在石灰石提升系统的输 送管线中逐渐堆积，最后将管线堵塞。提高压缩 空气压力进行吹堵，无法将其吹开，使整个石灰石 提升系统无法使用，需人工拆卸管道进行疏通。 （２）实际提升石灰石所用的压缩空气的压力 （０．７ ＭＰａ）和用量（１ ８３７ ｍ。／ｈ）高于设计值（０．５ ＭＰａ，９００ １ＴＩ ／ｈ），造成石灰石提升仓顶部真空释 放阀频繁开启，大量石灰石粉尘排出，使石灰石消 耗量增加。 （３）大粒径石灰石颗粒在经过石灰石提升仓 下方旋转给料机时，造成旋转给料机的卡塞，使旋 转给料机叶轮磨损严重，机械故障率增加，严重时 造成旋转给料机电机过载烧坏。 ２．２对石灰石输送系统的影响 （１）输送石灰石所用的压缩空气的用量为２ １００ ｎ３＿ ／ｈ，高于设计值１ ０３０ ｍ ／ｈ。 （２）大粒径石灰石容易造成石灰石输送管线 堵塞，使石灰石无法均匀进入炉内，甚至造成石灰 石输送中断。 （３）大粒径石灰石颗粒在经过石灰石炉前仓 下方旋转给料机时，造成旋转给料机卡塞，使旋转 给料机叶轮磨损严重，机械故障率增加，严重时造 成旋转给料机电机过载烧坏。 （４）由于输送用压缩空气压力和用量增加， 造成石灰石炉前仓内压力过高，影响石灰石提升 系统向炉前仓内提升石灰石。 ２．３对循环流化床锅炉运行的影响 （１）石灰石粒径过大，其比表面积减小，会导 致石灰石反应性降低，脱硫效率降低。 （２）虽然大粒径石灰石在炉膛内停留时间加 长，有利于提高脱硫效率，但随着ＣａＯ与ＳＯ 反 应后，在石灰石表面形成一层致密的ＣａＳＯ ，堵塞 石灰石表面的反应通道，使脱硫效率降低。 ３ 石灰石粒径过小对循环流化床锅炉的影响 为解决大粒径石灰石堵塞石灰石提升系统管 线的问题，同时也为了降低石灰石系统中使用的 压缩空气的压力与用量，对石灰石粒度范围进行 了调整，具体情况见表２。 表２调整后的石灰石粒径分布 粒径／ｍｍ 粒径分布，％ ０～０．５ ９９．９５ Ｏ．５～１．Ｏ ０．０５ １．０～１．５ Ｏ １．５～２．０ Ｏ 但过小的石灰石，在使用中对循环流化床锅 炉的运行同样也带来了一系列的问题。 齐鲁石油化工 ２０１２年第４０卷 ＱＩＬＵ ＰＥＴＲＯＣＨＥＭＩＣＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ３．１对石灰石提升系统的影响 （１）增加外购石灰石的成本。 （２）石灰石粒径过小，在提升时造成石灰石 影响渣仓下料。 （４）灰库下口一般接有汽车散装机和双轴加 湿搅拌机，可采用干、湿两种排灰方式。当加入石 灰石量过多时，如果用罐车拉干灰没有问题。但 仓顶部布袋除尘器喷吹频繁，布袋损坏率增加。 ３．２对石灰石输送系统的影响 若通过双轴加湿搅拌机卸湿灰时，一旦停车就必 须及时将双轴加湿搅拌机内部冲洗干净，否则炉 灰结块，轴承无法转动。汽车将湿灰拉至卸灰场 所，由于结块造成卸灰困难。 ４采取的措施 （１）石灰石粒径过小，石灰石炉前仓下方旋 转给料阀的密封经常出现泄漏。 （２）石灰石粒径过小，使石灰石炉前仓顶部 布袋除尘器喷吹频繁，通过布袋除尘器泄漏排出 的石灰石粉尘增加，不仅造成周围环境污染，而且 使石灰石消耗增大。 ３．３对循环流化床锅炉运行的影响 为了保证整个锅炉系统的稳定运行，消除石 灰石粒径过大或过小对循环流化床锅炉运行的影 响，将石灰石粒径范围控制在０～１．５ ｍｍ，而且对 石灰石粒度分布进行了调整，具体情况见表３。 表３最终确定的石灰石粒径分布情况 粒径／ｍｍ ０～０．５ ０．５一１．Ｏ １．０—１．５ １．５—２．Ｏ （１）石灰石粒径过小，大部分没有经过反应 而被吹出炉膛。由于循环流化床锅炉旋风分离器 的分离效率不高，石灰石粉尘进入锅炉尾部受热 面，积灰严重，导致排烟温度升高，锅炉热效率降 低，同时使锅炉除尘器负荷增加，排灰量增加。 （２）当石灰石粒径过小，未进行反应的石灰 石量增加，为了保证脱硫效果，必须再加入石灰 粒径分布，％ ４６．０ ３８．Ｏ ｌ６．Ｏ Ｏ 石，造成锅炉排烟温度及其床压持续升高，锅炉冷 渣器落渣管频繁堵塞，甚至出现喷渣。 ３．４对循环流化床锅炉灰渣系统的影响 （１）石灰石粒径过小，通过锅炉冷渣器排出 石灰石粒径调整后，锅炉石灰石消耗量每月 减少了２００ ｔ，炉灰中携带的石灰石粉减少，石灰 石仓上的布袋除尘器不再因泄漏而排出石灰石粉 尘，锅炉灰渣系统运行趋于稳定。 ５结束语 的炉渣中细颗粒增多，部分炽热细颗粒通过密封 不严的落渣管法兰缝隙喷出，带来安全隐患。对 于滚筒式冷渣器，当炉渣内细颗粒过多时，造成冷 渣器无法及时冷却炉渣，增加链斗输送机故障率。 （２）石灰石粒径过小，加入量过多时，造成循 环流化床锅炉落渣管结块堵塞频繁，而且不易疏 通，只能在停车消缺时进入炉膛进行疏通。 （３）石灰石粒径过小，加入量过多时，炉渣输 石灰石粒径大小必须要合理选择，严格控制， 要全面考虑整个锅炉系统。不仅要保证石灰石提 升系统和输送系统能够稳定运行，同时还要保证 循环流化床锅炉燃烧系统能够稳定、优化运行，保 证脱硫效果，提高石灰石利用率。 送系统必须密闭，否则遇水会在渣仓内凝固结块， ＥＦＦＥＣＴ ｏＦ ＬＩＭＥＳＴｏＮＥ ＰＡＲＴＩＣＬＥ ＳＩＺＥ ｏＮ ＲＵＮＮＩＮＧ ｏＦ ＣＩＲＣＵＬＡＴＩＮＧ ＦＬＵＩＤＩＺＥＤ ＢＥＤ ＢｏＩＬＥＲ Ｚｈｕ Ｘｉａｎｇｌｉ （Ｓｅｃｏｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｆｅｒｔｉｌｉｚｅｒ Ｆａｃｔｏｒｙ ｏｆ Ｑｉｌｕ Ｂｒａｎｃｈ Ｃｏ．，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｚｉｂｏ Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５５４００） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｏｎ ｔｈｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｆ ｃｉｒｃｕ— ｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ ｔｈａｔ ｓｅｌｅｃｔｉｎｇ ｒａｔｉｏｎａｌ ｌｉｍｅ— ｓｔｏｎｅ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｒｏｌｌｉｎｇ ｓｔｒｉｃｔｌｙ ｃｏｕｌｄ ｅｎｓｕｒｅ ｓａｆｅ ａｎｄ ｓｔａｂｌｅ ｒｕｎｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｉｌｅｒ ａｎｄ ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ｓｙｓｔｅｍ，ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｄｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ ｅｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｒｅｄｕｃｅ ｔｆｈｅ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ；ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ；ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ ｂｅｄ ｂｏｉｌｅｒ
