发电厂锅炉喷吹脱硫剂系统设计

鞍钢设计研究院对烟气脱硫剂喷吹系统的供料装置管路系统以及喷嘴等各部分的设计作了介绍。

　　desuplurizingageiitinjectiondesign赵小兵工程师鞍钢设计研究院耐火室T99邮编4，2analElectromc究认为试验装置的管道布置及管径的选择刖目燃煤发电厂排出的烟气中，主要有害成分为硫的氧化物3，2和幻3.早期建成的燃煤电厂由于没有脱硫设施，烟气中硫的氧化物含量远远超过国家规定的排放标准，对周围环境造成严重污染。鞍钢第发电厂燃煤锅炉就属于这种情况，是鞍钢厂区环境污染源之。为改善厂区的环境减少空气污染，必须控制烟气中的硫含量。实践证明，向炉膛内喷吹脱硫剂的方法是实现这目的的有效措施。为使这措施能够更有效地得以实施，我们在对该厂原始试验装置进行改进的基础上，对整个喷吹系统进行了配套设计。

　　1烟气脱硫剂喷吹装置的原始试验及改进设计之前，发电厂会同有关部门在本厂130燃煤锅炉上做了向炉膛内喷吹脱硫剂的试验。试验装置非常简单，个料斗，下接螺旋给料机，喷吹介质用本厂自产的压力为13的过热蒸气。试验没有成功，脱硫剂喷不到炉膛内。到现场查看了试验装置的布置情况，并且核对设计计算经过分析研不合理。改变了支管的管径和布置形式后，进行了试喷吹，并次取得成功。随后在有关省市环保部门人员参加的情况下进行了正式试验，脱硫剂顺利地喷入到锅炉炉膛内，试验取得了成功。经测定，脱硫后的烟气硫含量比喷脱硫剂前降低了75小于国家规定的排放标准。

　　试验虽然取得成功，但该喷吹装置太简单没有料仓贮存，没有脱硫计量设备，不能计量脱硫剂的喷入量。而采用蒸气作动力喷吹介质，大量的蒸气进入炉膛内，造成炉膛温度下降，因此，该试验装置不适合正常生产的要求，必须在此基础上重新设计脱硫剂的喷吹装置。

　　2烟气脱硫剂喷吹系统的设计2.1设计条件试验时，喷吹介质是过热蒸气，由于大量蒸气进入炉膛，造成炉膛内温度下降近100，这次设计采用压缩空气作为喷吹介质，气源取自发电厂内来自公司压缩空气管网的压缩空气。厂方提供压力为0.4，脱硫剂喷吹量为400 6001笔儿。2.2设计原则根据发电厂现有锅炉厂房内布局紧张各种管道纵横可利用空间小，且不过多增加生产成本的情况。喷吹系统的设计本着不影响锅炉操作维修的前提尽量少占地方，工艺力求简单，使用可靠，投资少且尽量实现喷吹系统机械化。

　　2.3喷吹系统供料装置的设计供料装置在设计中采用了带锥形出料口的贮料仓，有效容积约为5，可存12的脱硫剂喷吹用量。料仓出口下接变速弹性叶轮给料机，冲量式质量流量计与变速弹性叶轮给料机出料口相接，流量计下通过溜槽与单管螺旋给料机进料口相连，单管螺旋给料机出料口由溜槽与管路系统的给料点相连。供料装置从料槽顶端到锅炉厂房安装平面为7高，上料采用了单斗卷扬机，袋装脱硫剂由单斗卷扬提升机提升至料槽顶部，人工将料倒入料槽中，为防止在倒料和料仓排气时带出粉尘，在料仓顶部设个小布袋除尘器，整个供料装置占地约6，2.

　　供料装置的计量设备是冲量式质量流量计，安装于变速弹性叶轮给料机下。叶轮给料机通过变动叶轮的转数控制给料量，物料通过流量计时可在次仪上显出瞬时和累积的物料流量。为防止叶轮给料机工作时振动对流量计的计量准确度的影响，两者之间采用软连接。

　　2.4喷吹管路的设计管路系统是在试验时设计的。本次设计由于采用压缩空气作为喷吹介质在压缩空气量为5003的情况下，该管路的气体流速在不同的管径为27358，这样的流速对于气动输送来说，速度有些大。但经过阻力计算整个管路系统阻力损失约0.3，从设计角度考虑能满足35河的工作压力要求。为了节省投资，我们只对该管路系统做了适当的改进，不再重新设计。

　　改进后的管路系统是这样的总管为DN80，从供料装置给料点处延伸至锅炉正前方约8取然后垂直向上在7.5，处并联分为两根，50的支管，并沿锅炉两侧延伸约10m，每根DN50支管串联分出DN30的支管与锅炉连通，也就是说，锅炉每侧各有个脱硫剂喷入口。为了扩大脱硫剂喷入锅炉膛内效果，管路所有拐弯处为减少流体阻力损失，都设计成弧形，拐弯半径为管道直径的8倍。

　　2.5喷嘴的选择和设计脱硫剂喷吹系统的关键部件是喷嘴，喷嘴形式的选是根据气源的压力流量及脱编辑许平静硫剂的喷吹量决定的。发电厂的气源条件是压缩空气，压力为0.伽锅炉炉膛压力微正压，脱硫剂喷吹量为400 6001笔外，所用压缩空气量定为500以3如果单从脱硫剂吹入量来看，50Cm3h的压缩空气量是足够的，但在的时间内将400 6001免的脱硫剂均匀地喷到锅炉内，压缩空气量越小，管道系统的管径越小，阻力越大，可能造成不能将脱硫剂喷入炉膛内的后果。因此，必须选择定的风量。虽然料风比低，压缩空气消耗量大些，但有利于脱硫剂的喷入。根据以上条件，喷嘴选择超音速喷嘴，喷嘴的设计原理是根据高压气体流动的基本规律，高压气体由容器的孔流出，其流股具有定形状，而喷嘴的外形和尺寸必然和流股的形状和尺寸相适应。

　　影响超音速喷嘴工作的因素主要为气源是来自公司管网的压缩空气，温度变化不大。

　　在喷嘴的设计中，可不考虑温度变化对喷嘴工作的影响；压力是在定范围内波动的，虽然发电厂提供的压缩空气设计条件为0.4但仍存在眷0.43的可能。当气源压力小于设计压力时，对喷嘴工作有不利影响，如喷嘴出口气体重度降低，出口流量压力有了降低等。因此，在设计喷嘴时，把气源压力按0.3，考虑，以保证喷嘴的正常工作。

　　喷嘴与输送管路用螺纹连接，加料管位于喷嘴出口的上方，连接方式为焊接；喷嘴与压缩空气管道用法兰连接；整个系统工作时，先打开压缩空气管道上的阀门，压缩空气经过喷嘴进入输送管路，如果没有堵塞现象，开始给料，由于压缩空气喷出喷嘴后，气流为扩张流股，扩张角度为78，设计时应选定角度，气流速度大于音速，这时扩张股后边加料区形成负压，物料被负压抽力带入输送3工艺流程喷吹装置系统工艺流程1.

　　本设计系统已于1999年施工完毕，施工设计概算约20万元，投入使用年来，效果很好，彻底解决了发电厂锅炉烟气的污染问。但其工艺还不尽完善，在以后的设计中，应根据实际情况，在这套系统设计的基础上，不断地完善和改进。