循環(huán)流化床(CFB-FGD)半干法煙氣脫硫技術(shù)在燃煤發(fā)電機(jī)組和垃圾焚燒等工程的煙氣凈化中已廣泛應(yīng)用，該技術(shù)具有工藝流程簡(jiǎn)單、占地面積小、一次投資少、脫硫效率高、運(yùn)行費(fèi)用低、控制簡(jiǎn)單、負(fù)荷適應(yīng)性好、單塔處理能力大等諸多優(yōu)點(diǎn)，更由于其耗水量低，不產(chǎn)生二次污染，特別適合于煙氣含硫量低的中小機(jī)組和缺水地區(qū)。

1、噴水量對(duì)脫硫系統(tǒng)的影響

　　脫硫吸收塔內(nèi)的煙氣溫度控制是CFB-FGD半干法工藝控制的三個(gè)主要回路之一。為了使消石灰和SO2處于最佳的反應(yīng)狀態(tài)，提高SO2的吸收反應(yīng)效率，需要向吸收塔內(nèi)噴入適量的工藝水，降低并穩(wěn)定煙氣溫度。

　　在其他條件一定的情況下，系統(tǒng)的脫硫率隨噴水量的增加而提高。當(dāng)噴水量較小時(shí)，工藝水很快被蒸發(fā)，來(lái)不及在吸收劑表面形成液膜，噴水對(duì)脫硫效率的影響不大。而隨著噴水量增大，煙氣溫度進(jìn)一步降低，工藝水蒸發(fā)時(shí)間延長(zhǎng)，粘附在吸收劑表面形成一定厚度的穩(wěn)定液膜，使消石灰和SO2的反應(yīng)成為快速的離子反應(yīng)，從而提高脫硫效率。因此，煙氣溫度越接近其露點(diǎn)溫度，消石灰和SO2反應(yīng)的效果越好。但若煙氣溫度過(guò)低，脫硫灰的流動(dòng)性下降，容易造成系統(tǒng)粘壁阻塞和結(jié)露，同時(shí)也不利于除塵器清灰。另外，煙氣溫度過(guò)低，煙氣抽吸力小，不易上升，不利于煙氣排放。因此，需要精確控制進(jìn)入吸收塔內(nèi)的工藝水量，使吸收塔出口的煙氣溫度高于露點(diǎn)溫度形成溫差并保持穩(wěn)定，這樣既可保證脫硫效率，又可保證整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行，防止下游設(shè)備被腐蝕。

2、噴水調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用及控制

　　工藝水系統(tǒng)包括水箱、高壓水泵、供水氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、霧化水噴嘴、回水氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥和氣動(dòng)開(kāi)關(guān)閥、流量?jī)x表等組成。工藝水系統(tǒng)如圖1所示。

圖1 工藝水系統(tǒng)示意

　　工藝水噴水調(diào)節(jié)閥裝在回水管路上，同時(shí)在工藝水泵出口母管和回水管路上設(shè)有流量檢測(cè)信號(hào)，二者之差值即為進(jìn)入吸收塔的實(shí)際噴水量。由于工藝水泵出口母管流量相對(duì)穩(wěn)定，通過(guò)調(diào)節(jié)回流水量，即可調(diào)節(jié)進(jìn)入吸收塔的噴水量，使吸收塔出口煙氣溫度保持穩(wěn)定。

　　噴水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度主要受吸收塔出口溫度的控制，吸收塔的出口設(shè)有三個(gè)溫度測(cè)量信號(hào)，并進(jìn)行三取二計(jì)算，選擇最佳溫度作為控制信號(hào)。當(dāng)循環(huán)流化床已經(jīng)建立，吸收塔床層壓降達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定值時(shí)，即可啟動(dòng)工藝水系統(tǒng)，此時(shí)吸收塔出口煙氣溫度目標(biāo)值設(shè)定為高于露點(diǎn)30℃左右，噴水調(diào)節(jié)閥打開(kāi)至全開(kāi)位，并切換至自動(dòng)控制模式。隨著噴水調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度逐漸減小，霧化水量逐漸增加，最終吸收塔出口煙氣溫度降至設(shè)定值附近。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度最小，并根據(jù)吸收塔出口煙氣溫度的變化自動(dòng)調(diào)節(jié)。吸收塔床層壓降低于設(shè)定值或脫硫系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，工藝水系統(tǒng)隨之停止運(yùn)行，調(diào)節(jié)閥關(guān)閉。

3、噴水調(diào)節(jié)閥的選擇

　　由于正常工況下，調(diào)節(jié)閥長(zhǎng)時(shí)間在相對(duì)較小的開(kāi)度下工作，因此，需要選擇適當(dāng)?shù)拈y門(mén)類型和口徑，為系統(tǒng)提供一個(gè)比較線性的安裝流量特性，減小閥門(mén)的增益，降低過(guò)程偏差度。

　　常用控制閥的理想流量特性有線性流量特性、等百分比流量特性和快開(kāi)流量特性。

　　控制閥與管路串聯(lián)安裝后，其理想流量特性會(huì)發(fā)生畸變，畸變的程度與系統(tǒng)的壓降比S有關(guān)。壓降比S<0.25時(shí)，線性流量特性演變?yōu)榻�似快開(kāi)流量特性，等百分比流量特性演變?yōu)榻�似線性流量特性。因此從壓降比S對(duì)流量特性的選擇可參照：S>0.25～1時(shí)，宜選用線性流量特性閥;S<0.25時(shí)，宜選用等百分比流量特性閥。

　　等百分比流量特性是指控制閥單位相對(duì)行程變化所引起的相對(duì)流量變化與此點(diǎn)的相對(duì)流量成正比關(guān)系，其增益與流量成正比。等百分比流量特性控制閥在不同的行程處，如果相對(duì)行程變化相同，其相對(duì)流量的變化百分比也相同。

　　優(yōu)先選用等百分比特性控制閥的場(chǎng)合為：

　　1)實(shí)際可調(diào)范圍大。

　　2)開(kāi)度變化，閥上差壓變化相對(duì)較大。

　　3)管道系統(tǒng)壓力損失大。

　　4)工藝系統(tǒng)負(fù)荷大幅度波動(dòng)。

　　5)調(diào)節(jié)閥經(jīng)常在小開(kāi)度下運(yùn)行。

　　按半干法脫硫工藝控制流程的要求，在工藝水系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，要求調(diào)節(jié)閥開(kāi)度大，流量變化也大，且調(diào)節(jié)較靈敏;穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，閥門(mén)開(kāi)度小，流量變化小，調(diào)節(jié)較平緩。可見(jiàn)噴水調(diào)節(jié)閥的特性要求與上述理想流量特性為等百分比的調(diào)節(jié)閥相吻合，因此，工藝回水管路上適宜選用等百分比的調(diào)節(jié)閥。

4、噴水調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算

4.1、調(diào)節(jié)閥口徑的計(jì)算和選擇

　　1)確定計(jì)算流量Q。調(diào)節(jié)閥口徑計(jì)算的流量，應(yīng)是系統(tǒng)管路工作的最大流量Qmax，就是調(diào)節(jié)閥最大開(kāi)度時(shí)的流量Q100。由工藝的物料平衡計(jì)算結(jié)果，綜合考慮后確定。

　　2)按規(guī)范和工藝要求選擇管內(nèi)流速，確定管徑。

　　3)估算管路的阻損ΔP1。管路的阻損為除調(diào)節(jié)閥以外的所有直管段、彎頭、變徑、手動(dòng)閥門(mén)、節(jié)流裝置等的阻力壓降之和。

　　4)按管路系統(tǒng)的壓降比S確定調(diào)節(jié)閥的壓降ΔPV：

　　5)按調(diào)節(jié)閥的壓降ΔPV和流量Q計(jì)算流量系數(shù)CV：

　　其中，G為流體的相對(duì)密度。

　　6)根據(jù)CV值查閱廠家資料選擇閥門(mén)口徑。

　　7)按所選閥門(mén)流量系數(shù)CV重新計(jì)算壓降ΔPV，驗(yàn)算壓降比S和實(shí)際可調(diào)比RS。

4.2、調(diào)節(jié)閥應(yīng)用實(shí)例

　　某電廠300MW機(jī)組循環(huán)流化床半干法煙氣脫硫工程中，相關(guān)參數(shù)和基本條件如下：

　　BMCR工況下降溫水用量31m3/h，水泵供水量46m3/h，霧化水噴嘴最大流量36m3/h，最小流量3.6m3/h，調(diào)節(jié)閥選擇具有等百分比特性的V型調(diào)節(jié)球閥。

　　調(diào)節(jié)閥口徑計(jì)算如下：

　　1)回水管路最大流量為42.4m3/h，最小流量為10m3/h。

　　2)選擇管徑DN65，管內(nèi)最大流速為3.57m/s(11.71ft/s)。

　　3)管路阻損。直管段長(zhǎng)度為35.4m，壓損為100.64kPa，閥門(mén)和管件當(dāng)量長(zhǎng)度為16.51m，壓損為46.91kPa，總壓損為147.55kPa。

　　4)初步確定調(diào)節(jié)閥的壓降。選取壓降比S=0.3，計(jì)算調(diào)節(jié)閥的壓降ΔPV=63.23kPa(9.17psi)。

　　5)計(jì)算流量系數(shù)CV=61.65。

　　6)查手冊(cè)選用閥門(mén)口徑DN40，開(kāi)度90°時(shí)流量系數(shù)CV=77.3。

　　7)重新核算壓降比S=0.21，實(shí)際可調(diào)比RS=13.7。

　　按照如上方法計(jì)算和選用的調(diào)節(jié)閥，在工程實(shí)際應(yīng)用中，具有良好的控制效果，能滿足不同煙氣負(fù)荷下所需工藝水流量的調(diào)節(jié)要求。