一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，包括CFB锅炉，以及与其连通的石灰石仓和旋风分离器，旋风分离器后依次设置有高温除尘器，尾部受热面和空气预热器，所述高温除尘器的脱硫灰出口分别连接灰仓和所述旋风分离器的固相出口，所述旋风分离器的固相出口连接至所述CFB锅炉。高温除尘装置设置在锅炉尾部受热面之前，使得高温烟气在进入尾部受热面之前实现大于99.9%的除尘效率，烟尘浓度低于5mg/Nm3，解决了尾部受热面和空气预热器的积灰、磨损和堵塞问题；炉内脱硫过程中未反应氧化钙/碳酸钙细颗粒被高温除尘装置收集并循环利用，提高了脱硫效率，降低了钙硫比，能够满足最新国家标准，显著降低了初投资和运行成本。
【专利说明】
一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及锅炉领域，尤其是循环流化床锅炉。
【背景技术】
[0002]循环流化床(CFB)锅炉因其燃烧适应性强，污染物排放控制成本较低，在国内得到了广泛的应用。
[0003]目前常规的采用CFB锅炉的火力发电系统通常包括锅炉本体、旋风分离器、尾部受热面、炉内喷钙脱硫系统、SNCR脱硝系统、空气预热器、静电除尘器或布袋除尘器和烟囱。由于高温下烟尘比电阻大，不利于静电除尘，以及布袋使用温度的限制，CFB锅炉的除尘器通常设置在空气预热器之后，烟气温度在140?180°C范围内的位置，以提高静电除尘器的除尘效率或提高布袋除尘器的使用寿命。这样的除尘器布置位置使得CFB锅炉尾部受热面和空气预热器均处于高含尘烟气的运行状态，尾部受热面和空气预热器磨损的问题尤为突出，不能采用较高的烟气流速，受热面管间的间距受限，体积也难以进一步压缩，同时，采用布袋除尘器还带来100Pa左右的阻力。
[0004]另一方面，随着最新修订的《火电厂大气污染物排放标准KGB13223-2011)的实施，CFB锅炉的烟气SO2浓度排放限值提升至100mg/Nm3，这就对CFB锅炉脱硫效率提出了较高的要求。现有炉内喷钙脱硫技术脱硫效率可以达到90?95%，但是由于旋风分离器对微米级细颗粒捕集效率偏低，使得较多的未反应氧化钙/碳酸钙颗粒不能在炉内有效循环，造成钙利用率偏低，实际运行中钙硫比通常要在2.0以上，影响了炉内喷钙技术的运行经济性。当烟气中SO2浓度较高，90?95%的炉内喷钙脱硫效率不能满足脱硫要求时，CFB锅炉只能采用尾部增设烟气脱硫装置的手段来实现SO2浓度控制的目的，这将增加CFB锅炉的脱硫成本。
[0005]对于CFB的脱硝问题，目前比较成熟的是SNCR技术，但脱硝效率难以达到SCR相近的水平，在某些煤种出现较高NOx排放时，通过SNCR技术难以实现让人满意的排放，则会再增加SCR系统，以进一步降低CFB的NOx排放。但SCR技术应用于CFB—些问题，如炉内脱硫带来的CaO会造成SCR催化剂中毒，以及相对较高的烟尘量、较粗的烟尘粒径都可能严重磨损SCR催化剂，缩短系统寿命，增加运行成本。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的在于针对现有CFB锅炉尾部受热面和空气预热器磨损，炉内喷钙脱硫效率低的问题，提供一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，该锅炉系统中布置有高温除尘器，布置在尾部受热面之前或者空气预热器之前，使得烟气在进入尾部受热面或者空气预热器之前实现较高效率的除尘，显著降低进入尾部受热面或者空气预热器区域的烟气含尘浓度，从根本上解决了尾部受热面、空气预热器的磨损问题；同时高温除尘器收集的含未反应氧化钙/碳酸钙的细颗粒被部分回送炉膛循环利用，有利于提高炉内喷钙脱硫效率，降低钙硫比，提升CFB锅炉装置的运行经济性，同时为SCR的使用创造更好的条件。
[0007]为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，包括CFB锅炉，以及与其连通的石灰石仓和旋风分离器，旋风分离器后设置有尾部受热面以及与尾部受热面连通的空气预热器，还包括高温除尘器，高温除尘器设置在所述旋风分离器与尾部受热面之间，或者高温除尘器设置在尾部受热面与空气预热器之间。
[0008]所述高温除尘器的脱硫灰出口分别连接灰仓和所述旋风分离器的固相出口，所述旋风分离器的固相出口连接至所述CFB锅炉。
[0009]煤在CFB锅炉本体内燃烧后产生的高温烟气，在CFB锅炉炉膛内与经石灰石仓送入炉膛的石灰石发生脱硫反应；同时，经炉膛中上部和分离器入口水平烟道喷入的脱硝还原剂与烟气中的NOx发生SNCR脱硝反应。随后高温烟气携带大量粉尘进入旋风分离器。在旋风分离器内大部分大颗粒被分离回送至CFB锅炉炉膛，而大部分细颗粒则被烟气(600?900°C)携带至高温除尘器。高温除尘器除尘效率可高达99.99%，被高温除尘器收集的烟尘中含有未反应氧化钙/碳酸钙颗粒，这部分烟尘将视CFB锅炉物料平衡状态和脱硫需求，部分回送入CFB锅炉炉膛，以提高炉内喷钙脱硫效率，降低钙硫比。经高温除尘器过滤后的烟气再进入CFB锅炉尾部受热面，随后进入空气预热器，由于此时烟尘浓度已经非常低，可从根本上解决CFB锅炉尾部受热面和空气预热器的磨损问题。
[0010]本实用新型的有益效果:该锅炉系统的高温除尘器取代现有的静电除尘器或布袋除尘器，且位置由常规的空气预热器之后布置在尾部受热面之前，由于高温除尘器基本除尘原理与静电除尘器或布袋除尘器相同，其工作温度范围在500?900°C之间，除尘效率可高达99.99%，除尘后烟尘浓度低于5mg/Nm3，使得高温烟气在进入尾部受热面之前完成除尘，从而解决了尾部受热面和空气预热器的积灰、堵塞、磨损等问题;高温除尘后收集的细颗粒烟尘部分回送入CFB锅炉炉膛，其中未反应氧化钙/碳酸钙被循环利用，提高了炉内喷钙脱硫效率，降低了钙硫比。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型的锅炉系统示意图。
[0012]图中标记为:1-CFB锅炉，2-旋风分离器，3-高温除尘器，4_尾部受热面，5_空气预热器，6-烟囱，7-灰仓，8-石灰石仓，9-炉膛中上部SNCR喷枪，10-分离器入口水平烟道SNCR喷枪。
【具体实施方式】
[0013]下面结合具体实施例对本实用新型进行进一步详细介绍，但本实用新型的实施方式不限于此，在所属技术领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。
[0014]如图1所示，一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，包括CFB锅炉I，以及与其连通的石灰石仓8和旋风分离器2，，旋风分离器2后设置有尾部受热面4以及与尾部受热面4连通的空气预热器5，还包括高温除尘器3，高温除尘器3设置在旋风分离器2与尾部受热面4之间，或者高温除尘器3设置在尾部受热面4与空气预热器5之间。
[0015]所述高温除尘器3的脱硫灰出口分别连接灰仓7和所述旋风分离器2的固相出口，所述旋风分离器2的固相出口连接至所述CFB锅炉I。
[0016]当然，将高温除尘器3的脱硫灰出口分别连接灰仓7和所述CFB锅炉I，也是等同的方案。
[0017]在该锅炉系统中，旋风分离器2出口进入高温除尘器3之前的烟尘浓度约为50g/Nm3，中位粒径60μπι，要求烟筒烟尘排放浓度小于5mg/Nm3，高温除尘器基本除尘原理与布袋除尘器相同，其滤料采用耐高温(200-1000°C )的金属过滤膜材料，除尘效率可高达99.99%，除尘后烟尘浓度低于5mg/Nm3，设计压降小于lOOOPa。同时，根据火电厂脱硝和脱硫要求，设置SNCR脱硝装置，还原剂由炉膛中上部SNCR喷枪9和分离器入口水平烟道SNCR喷枪10喷入，脱硝效率大于70%;设置炉内喷钙脱硫系统，石灰石经石灰石仓8送入CFB锅炉I炉膛，另外，由高温除尘器收集的部分未反应氧化钙/碳酸钙回送入炉膛，脱硫效率大于98%。
[0018]本实用新型工作原理:煤粉在CFB锅炉I炉膛内燃烧后产生的高温烟气，在炉膛内与经石灰石仓8送入炉膛的石灰石发生脱硫反应；同时，经炉膛中上部SNCR喷枪9和分离器入口水平烟道SNCR喷枪10喷入的脱硝还原剂与烟气中的NOx发生SNCR脱硝反应。随后高温烟气携带大量粉尘进入旋风分离器2。在旋风分离器2内大部分大颗粒被分离回送至CFB锅炉I炉膛，而大部分细颗粒则被烟气(500?900°C)携带至高温除尘器3。被高温除尘器3收集的细颗粒烟尘中含有大量未反应氧化钙/碳酸钙颗粒，这部分烟尘将视CFB锅炉物料平衡状态和脱硫需求，部分进入灰仓7排放，部分直接回送入CFB锅炉I炉膛或经过旋风分离器2与CFB锅炉I炉膛之间的连接通道送回CFB锅炉I炉膛，以提高炉内喷钙脱硫效率，降低钙硫比。经高温除尘器3过滤后的烟气再进入CFB锅炉尾部受热面4，随后进入空气预热器5。在空气预热器5内与一、二次风换热后，净烟气从烟囱6排至大气。
[0019]本实用新型有益效果，该锅炉系统的高温除尘器取代现有的静电除尘器或布袋除尘器，且位置由常规的空气预热器之后布置在尾部受热面之前，由于高温除尘器基本除尘原理与静电除尘器或布袋除尘器相同，其工作温度范围在500?900°C之间，除尘效率可高达99.99%，除尘后烟尘浓度低于5mg/Nm3，使得高温烟气在进入尾部受热面之前完成除尘，从而解决了尾部受热面和空气预热器的积灰、堵塞、磨损等问题;高温除尘后收集的细颗粒烟尘部分回送入CFB锅炉炉膛，其中未反应氧化钙/碳酸钙被循环利用，提高了炉内喷钙脱硫效率，降低了钙硫比;采用高温除尘器除尘、炉内喷钙脱硫、SNCR脱硝的CFB锅炉系统能够满足最新国家标准，可不必采取其他污染物控制手段。
【主权项】
1.一种配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，包括CFB锅炉(I)，以及与其连通的石灰石仓(8)和旋风分离器(2)，旋风分离器(2)后设置有尾部受热面(4)以及与尾部受热面(4)连通的空气预热器(5)，其特征在于，还包括高温除尘器(3)，高温除尘器(3)设置在所述旋风分离器(2)与尾部受热面(4)之间，或者高温除尘器(3)设置在尾部受热面(4)与空气预热器(5)之间。2.根据权利要求1所述的配置有高温除尘器的循环流化床锅炉系统，其特征在于，所述高温除尘器(3)的脱硫灰出口分别连接灰仓(7)和所述旋风分离器(2)的固相出口，所述旋风分离器(2)的固相出口连接至所述CFB锅炉(I)。
【文档编号】F23C10/18GK205447726SQ201521121439
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】金黄, 李元, 杨志忠, 崔有贵, 罗志忠, 何维, 叶茂, 庄原发, 聂立, 胡修奎, 徐鹏
【申请人】东方电气集团东方锅炉股份有限公司