论煤中含硫量对电力生产的影响.docx

刘颖琳,曹长武,杨爱东(山东电力研究院,山东济南250021)摘要:论述了煤中含硫量对电力生产的影响。煤中硫的燃烧产物对大气的污染;三氧化硫对锅炉低温受热面的腐蚀;煤中含硫量与锅炉结渣之间的关系;煤中含硫量增高将会增大煤的自燃倾向:煤中硫对电力生产其它方面的影响。只有加强洁净煤技术的研究降低商品煤的含硫量,才能从根本上减轻煤中硫对电力生产的不利影响。同时电厂作为商品煤的用户,也应加强管理,采取措施,将煤中硫的危害降至最低程度。关键词:煤中含硫;电力生产;影响文章编号:100626772(1999)0420039204中图分类号:TQ536文献标识码:A任何商品煤均含有硫,只是其含量有所不同。硫在煤中分布很不均匀,故它可用来表征煤的不均匀程度。煤中硫按其燃烧特性,分成可燃硫及不可燃硫。可燃硫主要为黄铁矿硫、有机硫,它在锅炉中燃烧,主要产生SO2,并伴有少量SO3形成。可燃硫通常占煤中全硫含量高达90%,它是造成对电力生产危害的主要有害物;煤中不可燃硫主要为硫酸盐硫,它一般赋存于粉煤灰及炉渣中。灰渣中硫酸盐含量将影响其综合利用价值,其含量越高(通常以SO3含量来表示),则利用价值越低。煤中硫的燃烧产物SO2是电厂对大气的主要污染物;煤中硫的另一燃烧产物SO3对锅炉设备具有严重的腐蚀作用;煤中含硫量的增高将促进锅炉结渣情况的发生或加剧锅炉结渣的严重程度;此外还将增强原煤及煤粉的自燃倾向,从而威胁电力生产的安全。加强洁净煤技术的研究,向电力系统提供大量较廉价的低硫煤,不仅具有重大的社会意义,同时也将给供需双方带来可观的经济效益。SO2,煤中每含1%的硫,则锅炉烟气中的SO2浓度约为0105%(即500ppm),同时伴有少量SO3产物,其浓度约相当于烟气中SO2浓度的1%～2%。煤中硫转化成SO2的比率随硫在煤中的存在形态、燃烧设备及运行工况而异。而排到大气中的SO2量还与电厂的除尘设备有关。例如一般湿式除尘器能从烟气中去除约5%的SO2;而湿式文丘里除尘器则能从烟气中去除约15%的SO2;现时电厂大型锅炉所用的静电除尘器则没有去除SO2的能力。根据煤的耗量及其中含硫量,就不难估算出一个电厂的日SO2排放量。设某电厂装机容量为1000MW,日燃用商品煤10kt,设煤中全硫含量为1%,则日燃煤中的硫为10×1%=011kt,假设其中90%为可燃硫,则日排出SO2量为180t。现时每排放1tSO2收排放费200元,则该电厂每天应支付SO2排放费达316万元。如每年按300日运行计算,则每年应付SO2排放费达1080万元。目前,各电厂普遍采用高烟囱来提高烟气扩散能力,它可以降低SO2的排放浓度,但不能减少SO2的排放量。二氧化硫是一种无色有刺激性臭味的气体。大气中SO2在低浓度时,一般不会造成1煤中硫的燃烧产物对大气的污染煤中硫在锅炉中燃烧,其主要燃烧产物为收稿日期:1999-09-2339论煤中含硫量对电力生产的影响人的急性中毒,但在某些不利气象条件下,可能会发生急性中毒,加速老弱病患者的死亡。大气中SO2与飘尘结合而发生协同作用则危害更大,飘尘中许多重金属及其氧化物微粒,能对SO2起催化作用加速转变为SO3,它与湿气结合后形成硫酸雾,对眼及呼吸道有强烈的刺激作用,同时对金属及农作物有着严重的腐蚀与伤害作用。大气中因SO2的存在而形成酸雨,其pH值一般在2～6之间。酸雨是当前对环境最为严重的威胁之一,它对生态系统的破坏力极其巨大。3煤中含硫量与锅炉结渣之间的关系煤灰中含有多种元素,它不是纯单一化合物,因而它没有固定的熔点,而是在一定温度范围内熔融。其熔融温度的高低,主要取决于煤灰的化学组成及其结构,同时还与测定时试样所处的气氛条件有关。煤灰的熔融性直接关系到电厂锅炉是否结渣(俗称结焦)及其严重程度,故它对锅炉安全经济运行关系极大。发生在燃煤锅炉受热面的附着物,大致可分为生成在炉内水冷壁、过热器等高温部位和生成在省煤器、空气预热器等低温部位两类。在高温部位产生并堆积起来的叫结渣,它是灰受炉膛内高温辐射热形成的;低温部位生成的叫积灰。产生结渣的情况,可用结渣指数Rs来判断。2三氧化硫对锅炉低温受热面的腐蚀煤中硫的燃烧产物主要为SO2,同时伴有少量SO3形成。烟气中SO2对锅炉受热面的腐蚀及治污没有明显的影响,而SO3含量虽少,但它能与烟气中的水汽结合形成硫酸蒸汽,并在低温受热面上凝结,会严重地腐蚀治污设备。硫酸蒸汽开始凝结的温度,称为露点。烟气露点随煤的折算含硫量而变化。折算含硫量St按下式计算:灰中碱性氧化物×St,dRs=灰中酸性氧化物式中,灰中碱性氧化物为Fe2O3+CaO+MgO+Na2O+K2O;灰中酸性氧化物为Al2O3+SiO2+TiO2,%;St,d为煤中干基全硫含量,%。锅炉结渣指数Rs的分类如下:4182St,arSt=结渣