国内外已开发出数百种烟气脱硫技术，其中石灰石一石膏湿法脱硫已经成为中国燃煤电厂烟气脱硫的首选工艺，该工艺投资大，运行成本高，不适宜资源综合利用小型热电厂应用。屯煤矸石热电厂高倍率循环流化床锅炉比较适宜采用炉内燃烧脱硫的技术工艺。

1 方案简介

1．1 主要参数

(1)燃料：煤矸石(沸腾煤)(2)含硫量：≤0．58％(3)燃料用量：18t／h(4)CaO含量：>50％(5)石灰石的粒度：≤2ram(6)石灰石水分：<4％(7)锅炉炉膛温度：850～900℃(8)钙硫比(Ca／S)：2．0～2．5

1．2 工艺设计

煤矿矸石热电厂是综合利用煤矸石、热电联产的电厂，总装机容量3x6MW，锅炉为近两年改造的哈尔滨锅炉厂生产的HG一40／3．82一LMG18型循环流化床锅炉；燃料为低位发热量11286～12122Mj／kg的煤矸石， 燃料硫分为0．58％ 。

针对某能源分公司现场实际情况，将燃料与石灰石在5号皮带输送机混合后加入炉前仓，由给煤机给人炉内燃烧、脱硫。
1．3 设备选型

(1)石灰石料仓为方便给料并尽量减少上料的次数，石灰石料仓的总高度为2400ram(距地面标高为3100mm)，具体尺寸为3500mm~3500mm~2400mm，形状为锥形，88侧面板的垂直角度为32。，下料口内尺寸为386mm~386mm。

(2)振动器

为防止石灰石下料不畅，在石灰石料仓侧壁上安装一台仓壁振动器，可在就地和控制室进行控制。

(3)监视器

在石灰石料仓顶部、上料皮带上部及5号皮带上方各装设一台监视摄像头，可在控制室通过工业电视监视器来监视料仓的物料和皮带的上料。

(4)螺旋给料机

采用变频控制的~150mm的螺旋给料机，密封性能好，下料均匀，可根据给煤量来调整螺旋给料机的转速，使给煤量和石灰石量满足Ca／S比要求。

(5)石灰石皮带输送机

选用400mm的带宽，为能获得较好的配比，皮带带速恒定在0．5m／s。

(6)电子皮带秤

选用ICS一17A型电子皮带秤，秤架上放置二组托辊，采用二只拉式传感器及一对耳轴。配2000型称重仪表。显示石灰石的瞬时流量和累积流量。

(7)配煤控制系统

本套配煤系统采用变频器和PLC控制。主要由PLC工控台，CRT显示器、变频器、燃料皮带秤、石灰石皮带秤等组成。
石灰石的给料量可以根据燃料输送量进行控制和自动调节。根据设定的燃料的应用基硫分、给定钙硫比、石灰石纯度等参数，PLC通过配料皮带秤检测到的燃料量，自动计算出石灰石的添加量，并与皮带秤检测到的石灰石量相比较，用变频器来控制螺旋给料机的旋转速度，从而来控制石灰石的给料量。

本项目采用全自动控制和手动控制2种方式，既提高了配煤系统自动化程度和先进性，又方便了日常生产过程中检修、调试，安全可靠。

在CRT上设计了整个系统运行过程中的组态画面，通过组态画面可以了解配煤系统中各种动力设备的参数和状态；运用软件中设计的计算公式，可方便调整石灰石的输送量，保证脱硫装置达到脱硫的设计要求。

2 运行及测试情况

2．1 运行调试

2005年7月7日开始对系统进行运行调试，测试了各种工况二氧化硫的排放情况。

2．1．1 测试工况

(1)不加固硫剂，锅炉沸中温度为900~C时，稳定运行2h以上，测一组数据；

(2)不加固硫剂，锅炉沸中温度为880℃时，稳定运行2h以上，测一组数据；

(3)固硫剂与燃料按比例充分混合后进行燃烧，石灰石添加量为燃料的5％，即钙硫比为2．5，锅炉沸中温度为900℃时，稳定运行2h以上，测一组数据。

(4)固硫剂与燃料按比例充分混合后进行燃烧，钙硫比为2．5，锅炉沸中温度为800℃时，稳定运行2h以上，测一组数据。在各工况下，锅炉的主要参数波动允许值按以下标准执行：

蒸发量D(t／h)：±10％；蒸汽压力P(MPa)：±4％；蒸汽温度t(oC)：+10，一20；烟气含氧量：±1％
3 效益分析

3．1 社会效益分析

(1)随着全社会对环境保护的日益重视，各级政府环境监管力度的不断加大，s0 达标排放势在必行，笔者为循环流化床锅炉找到了低成本、高效、稳定的脱硫技术；由于运行成本较低，可以长期稳定运行，有望实现s0 长期稳定达标排放，大幅度降低s0 排放量。根据上述实验情况，按照2．5左右的钙硫比长期运行，s0 排放量可以削减80％以上。

(2)循环流化床锅炉作为一种洁净燃烧技术，具有强劲的发展势头，根据中国电力联合会的统计，目前在运行的循环流化床锅炉超过2000台，每年还在快速增长，笔者所述配煤脱硫技术工艺具有良好的推广前景。

3．2 经济效益分析

某能源分公司循环流化床锅炉配煤炉内脱硫项目实施后，有效地降低了二氧化硫的排放量，按照济宁市环境监测站的测试(钙硫比为2时)，烟气中的二氧化硫的排放浓度由1 lOOmg／m ，降为322mg／m 左右，减少排放二氧化硫779t／a，按0．63元／kg计算，应减少排污费49．1万元／a。扣减脱硫设施的运行费用(包括固硫剂费用等)，应减少排污费近10万元／a。

4 结语

从配煤脱硫系统的运行、测试情况可以看出，在Ca／S摩尔比为2．5、锅炉温度不大于900℃时，脱硫效率都在80％以上，与独立式气力输送石灰石给料系统相比，存在调节滞后比较大的问题(对于燃料供应较稳定的电厂，该问题对脱硫影响很小)，脱硫效率也可能稍微低一些，但是面对我国的国情，进行综合分析，配脱硫系统具有较大的优越性。

4．1 投资省

尾部烟气脱硫系统投资太高，这里不再进行比较。与独立式石灰石气力输送给料系统相比：上述配煤脱硫系统投资不足30万元，即使较大规模的配备循环流化床锅炉的电厂，采用该方式向燃料系统配人石灰石脱硫剂，其投入也不会有太大增加。而采用独立式气力输送石灰石给料系统，其投资至少应在200万元以上。

4．2 系统简单

通过系统对比可以看出，配煤脱硫系统简单，可靠性高，维护量小，运行费用低。

4．3 脱硫剂成本低

炉内喷钙所使用的石灰石粒度小于lmm，通常为100—500~m，加工费用较高，本地价格为120元／h左右，而某能源分公司配煤脱硫系统所采用的粒径不大于2ram的石灰石价格为40元／h左右，运行成本差别较大。

4．4 有利于循环流化床锅炉的运行

燃用高发热量、低灰分燃料的循环流化床锅炉，往往因为循环物料量不足而难以稳定运行，通常需要加入一些灰渣、沙子或其他一些惰性物料以增加循环物料数量。由此可见，采用配煤脱硫系统加入较大颗粒石灰石，可以大大改善循环物料的颗粒分布，有利于循环物料的形成，提高循环流化床锅炉负荷的可调性。

4．5 适用性好

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，技术日趋成熟，近年来发展非常迅速。但是在脱硫方面的工作还做得远远不够，在已投运的锅炉中，真正投入石灰石脱硫系统并正常运行的并不多见，其主要原因是与企业利益攸关，较大的投入和较高的运行成本使得电厂不堪重负，许多企业消极对待，经常停用脱硫设施。采用配煤脱硫系统投资、运行费用很低，比较适用于目前中国同类型电厂脱硫长期稳定运行的需要。

 

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