循环流化床锅炉

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循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉,其工作原理如下:
1. 燃料进料:燃料(如煤、生物质等)通过给料系统进入锅炉。

2. 燃烧反应:燃料在锅炉内被氧气气化和燃烧产生热能,生成的废气和灰分被释放到锅炉内。

3. 燃烧床层:锅炉内的燃料和空气混合物形成一个循环流化床,在床层中形成了固体燃料粒子的循环,同时也形成了气体和固体颗粒之间的循环流动。

4. 气固分离:床层中的气固两相分离,固体颗粒在床层循环,而燃烧生成的气体通过分离器进入锅炉的上部。

5. 固体回流:分离器中的固体颗粒被分离后,一部分被回流到床层继续燃烧,另一部分则通过排渣系统排出锅炉。

6. 热交换:燃烧生成的高温烟气在锅炉的热交换器中与水进行换热,产生蒸汽或热水。

7. 废气处理:通过合适的废气处理系统,对燃烧废气进行脱硫、脱硝和除尘等处理,降低废气对环境的污染。

总体来说,循环流化床锅炉通过循环流化床的形成,实现了燃料和空气的良好混合,提高了燃烧效率;同时通过固体的循环回流,在保持稳定燃烧的同时,降低了燃料的耗损和废渣产生量,提高了锅炉的可持续性和经济性。

循环流化床锅炉使用说明书

循环流化床锅炉使用说明书

ZK-35/3.82-M循环流化床锅炉锅炉使用说明书20-96-0一、循环流化床锅炉简介二、锅炉首次点火启动应具备的条件三、锅炉对燃煤的要求四、锅炉首次点火启动五、锅炉运行中的监视与调整六、锅炉常见故障处理一、循环流化床锅炉简介煤的循环流化床燃烧是近十几年来发展起来的一种新型燃煤技术,是对传统的炉排炉和煤粉炉的一个重大革新。

它对各类煤种的燃烧适应性好,可以有效地燃用褐煤、各类烟煤和无烟煤,也可燃用如树皮、木屑、油页岩、石煤和石油焦等劣质燃料,同一台锅炉甚至可以同时燃用多种然料。

循环流化床锅炉可以通过添加石灰石进行比较简便的炉内脱硫处理,而一般的尾气脱硫技术费用昂贵,难于推广应用,循环流化床燃烧为高硫煤的合理燃用提供了途径,由于燃烧温度低,其NO x排放亦低。

流态化,是指两种不同形态的物质,因相互之间运动速度的不同而造成的一种特定运动状态下的体系。

对于煤燃烧系统而言,主要是指固体颗粒和空气。

这种特定的状态,是指固体颗粒群体在气体作用下具有流体的一些特性,就是流态化。

各种流化床燃烧锅炉,差别主要是燃烧系统,尾部对流受热面与常规锅炉没有根本的不同。

循环流化床燃烧系统主要包括:炉膛、气固分离器和返料器这三个关键部件。

与鼓泡床相比,循环流化床炉膛截面尺寸较小,燃烧分布在整个炉膛容积内,因此炉膛温度上下均匀;炉膛下部仍有一个密度较高的密相区,但不设置埋管受热面,避免了鼔泡床埋管磨损严重的问题;由于炉膛截面尺寸较小,锅炉启动点火更加容易;炉膛上部四周布置水冷受热面,磨损情况比埋管大为改善;燃烧所需一、二次空气分级供入,强化了炉内物料掺混,物料与空气接触更加强烈、均匀,有利于燃烧,同时可使NO x生成进一步减少;被烟气携带出炉膛的物料被一、二级分离器分离后经返料器进入炉膛,物料如此反复循环反复燃烧,排出锅炉的灰、渣含碳量较低,锅炉燃烧效率和热效率较高、煤耗较低;而由于采用上下基本均匀的流化风速,在降负荷运行时,风速降低的裕度大,负荷变化可超过0.4:1,锅炉负荷调节范围较宽;由于进入炉内的煤只占炉内高温循环物料量的5%左右,煤进入炉内很快着火燃烧,锅炉煤种适应性很广。

循环流化床锅炉操作规程

循环流化床锅炉操作规程

循环流化床锅炉操作规程《循环流化床锅炉操作规程》一、引言循环流化床锅炉是一种常见的工业锅炉,广泛应用于燃煤、燃气、燃油等燃料的燃烧。

正确的操作规程能够确保循环流化床锅炉的安全运行,保障设备的正常工作。

二、操作前准备1. 检查设备:在操作之前,应当检查循环流化床锅炉的各个部位,确保设备完好。

2. 检查燃料:对燃煤、燃气等燃料进行检查,确保燃料的质量标准符合要求。

3. 准备工具:准备好所需的操作工具和安全防护装备,确保操作的顺利进行。

三、启动操作1. 启动锅炉:根据设备的操作手册,依次启动循环流化床锅炉的各个部位,包括鼓风机、给水泵等。

2. 调节参数:根据设备的工作要求,调节循环流化床锅炉的燃烧参数,确保锅炉能够正常运行。

3. 开启阀门:根据工艺要求,逐步开启各个阀门,确保循环流化床锅炉的循环流化床和循环水系统正常运行。

四、运行操作1. 监控参数:在循环流化床锅炉运行期间,持续监控各项参数,包括燃烧温度、压力、流量等,及时发现异常情况。

2. 调整参数:根据实际情况,适时调整循环流化床锅炉的运行参数,保证设备的安全运行和高效工作。

3. 处理异常:一旦发现循环流化床锅炉出现异常,应立即采取相应的措施,排除故障。

五、停车操作1. 减负荷:根据工艺要求,逐步减小循环流化床锅炉的负荷。

2. 停炉操作:按照操作手册中的要求,停止循环流化床锅炉的运行。

3. 清理设备:在停炉后,进行相应的设备清理和维护工作,确保设备的安全和可靠。

通过以上操作规程,可以有效地指导循环流化床锅炉的操作,保障设备的安全运行和高效工作。

同时,也能提高工作人员的操作的标准化程度,减少操作风险。

循环流化床锅炉安全操作规程(三篇)

循环流化床锅炉安全操作规程(三篇)

循环流化床锅炉安全操作规程循环流化床锅炉是一种新型的高效能、低污染的燃煤锅炉,其独特的循环流化床燃烧方式具有耗煤少、效率高、排放少的优点。

为了确保循环流化床锅炉的安全运行,制定了以下的操作规程:一、炉前准备及点火阶段:1. 在点火前,要仔细检查循环流化床锅炉的各项设备,并确保所有设备都处于正常工作状态。

2. 确保炉膛中已清除干净,并检查炉膛内是否有外来物质。

3. 打开空气预热器进风阀,调节其至合适的位置,避免过热和过冷。

4. 点火设备应符合安全规范,按照正常程序进行点火。

二、进料阶段:1. 加料前必须检查进料系统和输送设备的状态,并确保无堵塞和泄漏的情况。

2. 去除废弃物和异物,清理进料斗和输送管道。

3. 对于煤料的选择和质量要求,应按规定进行操作,并保证进料系统连续稳定地运行。

三、燃烧阶段:1. 在燃烧过程中,要根据炉内的温度和压力变化,合理控制进风调节阀、过热器出口阀和汽包水位调节阀等设备的工作状态。

2. 确保循环流化床内燃烧温度处于适宜的范围内,避免温度过高导致炉渣结团和堵塞问题。

3. 定期对燃烧系统进行除尘、除烟和除气的工作,保持良好的燃烧效果。

4. 对于燃料灰分较高的场合,要加强燃烧控制,防止废气排放超标。

四、安全防护:1. 在运行过程中严格遵守安全操作规程,不得擅自修改、随意调整设备,否则后果自负。

2. 遇到故障和异常情况时,应立即停车检修,并采取相应的应急措施,确保设备和人员的安全。

3. 定期对设备进行维护保养,检查设备的焊接、接头、胶垫等密封部位是否完好,发现问题及时进行维修或更换。

五、环保减排:1. 遵守国家环保和排放标准,严格控制烟尘、废气和污染物的排放,保持环境清洁。

2. 定期清理炉内的炉渣和灰渣,确保废物无害化处理。

3. 减少化学品的使用,选择环保的清洗剂和燃料,减少对环境的污染。

综上所述,循环流化床锅炉在安全运行方面有着详细的操作规程。

只有遵守这些规程,确保设备正常运行,才能有效地提高设备的使用寿命,降低事故发生的概率,保障人员和环境的安全。

循环流化床锅炉原理和特性

循环流化床锅炉原理和特性
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入,燃料的燃烧主要在炉膛中完成,炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
循环流化床燃烧锅炉的基本技术特点:
(1)低温的动力控制燃烧
(1)燃料适应性广
这是循环流化床锅炉的主要优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计,燃料仅占床料的1~3%,其余是不可燃的固体颗粒,如脱硫剂、灰渣等。因此,加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈,这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用,把煤料加热到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中,所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几,因而对床层温度影响很小,而煤颗粒的燃烧,又释放出热量,从而能使床层保持一定的温度水平,这也是流化床一般着火没有困难,并且煤种适应性很广的原因所在。
(9)燃料预处理系统简单
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于13mm,因此与煤粉锅炉相比,燃料的制备破碎系统大为简化。
(10)给煤点少
循环流化床锅炉的炉膛截面积小,同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少。既有利于燃烧,也简化了给煤系统。
(2)燃烧效率高
循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高,通常在95~99%范围内,可与煤粉锅炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有下述特点:气固混合良好;燃烧速率高,其次是飞灰的再循环燃烧。
(3)高效脱硫
由于飞灰的循环燃烧过程,床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用;另外,已发生脱硫反应部分,生成了硫酸钙的大粒子,在循环燃烧过程中发生碰撞破裂,使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5~2.0时,脱硫率可达85~90%。而鼓泡流化床锅炉,脱硫效率要达到85~90% ,钙硫比要达到3~4,钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比,不需采用尾部脱硫脱硝装置,投资和运行费用都大为降低。

循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理循环流化床锅炉的基本原理可以简单地概括为燃料在床层中燃烧,生成高温高压的燃烧产物。

床层由燃料和惰性物质(如石英砂)组成,通过适当的风速和床层温度的控制,使得床层具有流化特性。

燃料通过与流化床底部风口喷入的气体混合,并受到床层中的高速气流的搅拌,形成类似于“沸腾”的状态,从而实现了燃料的高效燃烧。

1.高热效率:循环流化床锅炉采用了循环流化床技术,燃烧区域的温度均匀分布,燃料的燃烧速度快,热交换效率高。

同时,床层中的高速气流也能使燃料的燃烧更加完全,提高了热效率。

2.低污染排放:循环流化床锅炉通过在床层中加入石英砂等惰性物质,使得燃烧反应发生在一个稳定的环境中,减少了氮氧化物和二氧化硫等有害物质的生成。

此外,循环流化床锅炉的排烟温度较低,烟气中的颗粒物排放量也较小。

3.灵活性好:循环流化床锅炉适用于多种不同的燃料,包括煤炭、生物质和废弃物等。

同时,它还适用于不同的燃烧方式,如直接燃烧、气化和焚烧等。

这种灵活性使得循环流化床锅炉能够适应不同的能源需求和市场需求。

4.运行稳定:循环流化床锅炉床层气固两相的流态状态能够有效抑制燃烧过程中的爆炸和炸击现象,减少了锅炉的运行故障和事故的发生。

床层材料的循环和补给系统也能够保持床层的稳定和正常运行。

5.燃料利用率高:由于床层中燃料和惰性物质的混合均匀和燃烧反应的充分,循环流化床锅炉的燃料利用率较高。

床层中燃料的燃烧反应也能够利用燃料中的灰分和高温粉尘进行燃烧,最大限度地提高了燃料的利用效率。

总之,循环流化床锅炉通过流化床技术实现了燃料的高效燃烧和废气治理,并具有热效率高、污染排放少、灵活性好、运行稳定和燃料利用率高等优点。

随着环保要求的不断提高和能源需求的增加,循环流化床锅炉将在未来得到更广泛的应用。

循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉的特点1.高效:循环流化床锅炉燃烧效率高,能有效挥发、燃烧燃料,利用燃烧产生的热能迅速转化为蒸汽或热水。

循环流化床锅炉的热效率可以达到80%以上,比传统的工业锅炉效率提高了10%左右。

2.燃料适应性强:循环流化床锅炉对于不同种类的燃料适应性强,可燃烧各种固体燃料如煤炭、生物质颗粒、木材等。

同时,循环流化床锅炉通过调节供料和燃气分布控制,可以适应不同燃料质量和燃烧性能的变化。

3.燃烧效果好:循环流化床锅炉采用循环流化床技术,使燃料和空气在床内充分混合和接触,使燃料的燃烧效果更为完全。

床内的循环流化床材料也可以吸附和清除燃料中的硫和其他有害物质,减少环境污染。

4.热传导性能好:循环流化床锅炉中床层内的煤颗粒在循环流化过程中不断碰撞和摩擦,使得煤颗粒之间的热量传导性能增强。

这不仅提高了燃料的燃尽度,还提高了锅炉整体的热效率。

5.器件结构简单:循环流化床锅炉相比传统的燃煤锅炉,器件结构较为简单,减少了零部件和连接件的数量,减少了故障出现的可能性,便于维护和保养。

6.控制系统先进:循环流化床锅炉的自动控制系统采用先进的控制算法和仪表设备,能够根据锅炉运行状况自动调整燃料供给、空气供给和床层温度控制等参数,实现良好的运行稳定性。

7.环保节能:循环流化床锅炉燃烧产生的废气通过循环流化床材料的吸附和清除作用,可以有效减少废气中有害物质的排放。

同时,循环流化床锅炉由于高效的燃烧和热传导性能,可以有效减少燃料消耗,降低能源浪费和环境污染。

总结起来,循环流化床锅炉具有高效、燃料适应性强、燃烧效果好、热传导性能好、器件结构简单、控制系统先进、环保节能等特点,其应用广泛,既可以满足工业生产的需求,也符合环保要求。

循环流化床锅炉概述

循环流化床锅炉概述

循环流化床锅炉的组成
循环流化床锅炉
本体设备
辅助设备
汽水系统(锅) 燃烧系统(炉)
炉膛 布风装置 气固分离器 物料回送装置
燃料制备系统
风烟系统
冷渣及除灰渣 系统
石灰石脱硫系统
循环流化床锅炉的优点
• (1)燃料适应性好(最大优点)
• (2)燃烧效率高
常规工业锅炉和流化床锅炉
85%~95%
循环流化床锅炉
分级燃烧是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空气从底部给入, 它供应燃烧所需氧量的50-60%,二次风在离一次风有一定距离的炉膛 上方给入。在二次风给入的水平,炉膛气氛由还原性转变成氧化性。燃 料挥发分逸出和着火发生在贫氧区,因此NOX总体排放量降低。
(5)负荷调节性能好
煤粉锅炉
70%~110%
循环流化床锅炉
3. 按物料循环倍率高中低分类
高循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率大于40; 中循环倍率的循环流化床锅炉, 循环倍率为15~40; 低循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率为小于15。
具有代表性的五种循环流化床锅炉炉型
德国Lurgi型、芬兰Pyroflow型、美国FW型、德国 Circofluid型和内循环(IR)型,见下图
从此流化床燃烧、固定床 燃烧、悬浮燃烧共同构成煤 的三种主要燃烧方式。
我国早期设计的鼓泡床锅炉
方式 层燃炉 燃料 块状
室燃炉 粉状、雾状、气态
流化床炉 固体颗粒
煤块在炉排 (炉排在旋 转)上燃烧, 燃烧所需空 气从炉排低 下送入。
燃料以粉状、 雾状或气态随 空气喷入炉膛, 悬浮燃烧。
固体燃料在高 速气流作用下, 在布风板上的 床料层上下翻 滚,呈流化状 态燃烧。
95%~99%

循环流化床锅炉主要设备及系统简介

循环流化床锅炉主要设备及系统简介

循环流化床锅炉主要设备及系统简介1. 引言循环流化床锅炉是一种新型的高效、清洁燃煤锅炉。

它采用了循环流化床技术,通过将固体燃料与空气一起注入锅炉燃烧室,使燃料在锅炉内部悬浮并燃烧,从而实现了燃烧效率的提高和废气排放的降低。

本文将对循环流化床锅炉的主要设备及系统进行简要介绍。

2. 循环流化床锅炉主要设备循环流化床锅炉由多个主要设备组成,包括燃烧室、循环流化床、循环器、集料器、炉排、换热面等。

2.1 燃烧室燃烧室是循环流化床锅炉的核心部件,用于实现燃料的完全燃烧。

燃烧室内部采用循环流化床技术,燃料在其中悬浮并燃烧,通过调整进料口,并控制空气的供给,可以实现燃烧过程的稳定运行。

2.2 循环流化床循环流化床是循环流化床锅炉的重要组成部分,是燃烧室内部的一个固体床层。

循环流化床通过调节床层中固体颗粒的流速和密度,实现了燃料在床层中的悬浮并燃烧。

床层中的固体颗粒通过循环器循环流动,保持了床层的稳定性和燃烧效率。

2.3 循环器循环器用于将床层中的固体颗粒循环回循环流化床,保持床层的稳定运行。

循环器通常由循环器管道和循环风机组成。

循环风机负责将床层中的固体颗粒吸入管道,并将其输送回循环流化床。

2.4 集料器集料器用于收集循环流化床底部的固体颗粒,以保证床层中的固体颗粒不会流失。

集料器通常由集料器管道和集料器风机组成。

集料器风机通过吸空气进入集料器管道,并将固体颗粒输送回循环流化床。

2.5 炉排炉排用于将燃料输送到循环流化床燃烧室中。

炉排通常由多个平行排列的金属条组成,可以通过调节炉排的速度和角度来控制燃料的输送量。

2.6 换热面换热面用于将循环流化床锅炉中产生的热量传递给工作介质,实现热能的利用。

换热面通常包括水冷壁、过热器、再热器等,可以根据需要进行配置。

3. 循环流化床锅炉系统循环流化床锅炉系统由多个主要部分组成,包括给水系统、燃烧系统、除尘系统、排放系统等。

3.1 给水系统给水系统用于将水送入锅炉中,并保持锅炉的水位和压力稳定。

循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解

循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解

循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛:炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区,通过给燃料和气体供应,将燃料在悬浮状态下燃烧,从而释放热能。

2.燃烧器:燃烧器是燃料进入循环床的通道,它将燃料和氧气混合并点燃,形成高温气流。

3.空气预热器:空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热,以提高燃烧效率,并减少燃料消耗。

4.循环床:循环床由大量细颗粒物质组成,可以是砂、矿渣等,它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。

在循环床中,床料循环流动,保持悬浮状态,使燃料充分接触氧气,加快燃烧速度。

5.分离器:分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离,确保床料的循环正常进行。

6.尾气换热器:尾气换热器用于回收废气中的热能,并将其传递给水蒸汽,提高锅炉的热效率。

7.省煤器:省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却,并从中回收热能,用于预热给水,减少燃料的消耗。

8.除尘器:除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤,保证热空气的洁净排放。

二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。

在循环床中,床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态,颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。

通过床料的循环和燃料的补给,保持循环床内的温度和反应区的平衡。

循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。

迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程,燃料开始燃烧并释放大量热能。

燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域,燃料被完全氧化,产生大量的热能。

氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域,会产生一些复杂的氧化反应。

三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求:循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件,并与电源、给水、排烟等系统连接良好。

锅炉应安装在水平坚固的基础上,并具备良好的防震措施。

安装完成后,需要对各个系统进行调试,确保锅炉的正常运行。

2.运行参数:循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。

循环流化床锅炉主要设备概述

循环流化床锅炉主要设备概述

循环流化床锅炉主要设备概述循环流化床锅炉是一种以循环流化床技术为核心的节能环保型锅炉。

该锅炉采用了循环流化床燃烧技术,可以实现燃烧效率高、燃料适应性强、污染物排放低等优点。

在循环流化床锅炉中,主要设备包括锅炉本体、燃烧设备、循环系统、除尘设备等。

本文将对循环流化床锅炉的主要设备进行概述。

1. 锅炉本体循环流化床锅炉的本体是整个锅炉系统的核心部分,它主要由炉膛、水冷壁、蒸汽冷凝器、过热器、再热器、空气预热器、燃料喷射系统等组成。

1.1 炉膛循环流化床锅炉的炉膛主要承受燃烧过程中的高温和高压。

炉膛内配有流化床材料,燃料在其中燃烧。

循环流化床的炉膛具有良好的燃烧环境和热传递效果,使得燃烧效率高。

1.2 水冷壁水冷壁是循环流化床锅炉的重要组成部分,它通过循环流动的水吸收高温燃烧产生的热量,同时起到隔热和保护炉膛的作用。

水冷壁采用了高强度的材料,能够承受高温和高压的工作条件。

1.3 蒸汽冷凝器、过热器和再热器循环流化床锅炉在燃烧过程中产生的高温燃烧气体经过蒸汽冷凝器冷凝成水蒸汽,然后再经过过热器和再热器增加其温度,提高锅炉的蒸汽参数和热效率。

1.4 空气预热器空气预热器能够利用废气中的余热对进入锅炉的空气进行预热,提高了燃烧效率,并减少了污染物的排放。

1.5 燃料喷射系统燃料喷射系统将燃料通过喷嘴均匀地喷射到循环流化床炉膛中,与流化床材料一起进行燃烧。

燃料喷射系统的设计合理与否直接影响了锅炉的燃烧效率和运行稳定性。

2. 燃烧设备燃烧设备是循环流化床锅炉的重要组成部分,它包括燃烧器、风机和引风机,控制锅炉的燃烧过程。

2.1 燃烧器循环流化床锅炉的燃烧器负责将燃料与气体混合并点燃,控制燃烧过程中的氧气供给和燃料的喷射。

燃烧器的设计应该能够实现燃烧过程的稳定和控制。

2.2 风机和引风机风机和引风机负责提供空气和燃料所需的氧气,通过风力将燃料喷射到炉膛中,并通过循环系统维持循环床的稳定。

3. 循环系统循环系统是循环流化床锅炉中的重要组成部分,它包括床料循环系统和烟气循环系统。

循环流化床锅炉专业知识讲解

循环流化床锅炉专业知识讲解

循环流化床专业知识课件目录1 循环流化床锅炉概述 (1)1.1 循环流化床锅炉发展概况 (1)1.1.1 煤燃烧技术的发展 (1)1.1.2 我国流化床燃烧技术的发展 (1)1.1.3 流化床锅炉现状(2002年8月资料) (1)1.2 循环流化床锅炉主要优缺点 (1)1.2.1 流化床锅炉优点 (1)1.2.2 鼓泡床锅炉存在的问题 (2)1.2.3 循环流化床锅炉的缺点 (2)1.3 循环流化床锅炉分类 (3)1.3.1 以物料的循环倍率分 (3)1.3.2 以携带率大小划分 (3)2 循环流化床锅炉基本原理 (4)2.1 循环流化床锅炉基本概念 (4)2.1.1 床料 (4)2.1.2 物料 (4)2.1.3 堆积密度与堆积空隙率 (4)2.1.4 粒平均直径、当量直径及形状系数 (4)2.1.5 燃料筛分 (5)2.1.6 燃料粒比度 (5)2.1.7 流态化 (5)2.1.8 流化速度 (5)2.1.9 临界流速与临界流量 (5)2.1.10 “散式”流态化和“聚式”流态化 (5)2.1.11 物料循环倍率 (5)2.2 流化床的形成 (6)2.2.1 流化床的形成过程 (6)I2.2.2 几种不正常的流化状态 (7)2.3 循环流化床锅炉炉内动力特性 (9)2.3.1 床层高度、阻力与气流速度变化的关系 (9)2.3.2 炉内物料颗粒运动和浓度分布 (9)2.4 循环流化床锅炉煤燃烧与炉内传热 (11)2.4.1 煤的燃烧 (11)2.4.2 炉内传热 (12)3 循环流化床锅炉主要设备及作用 (15)3.1 燃烧设备 (15)3.1.1 燃烧室 (15)3.1.2 布风板与风帽 (15)3.1.3 点火方式与点火装置(启动燃烧器) (17)3.1.4 给煤机与给煤方式 (19)3.2 物料循环系统 (20)3.2.1 物料循环系统组成及作用 (20)3.2.2 物料分离器 (21)3.2.3 回料立管 (24)3.2.4 回料阀 (25)3.3 风烟系统 (26)3.3.1 风系统的分类及作用 (27)3.3.2 送风系统的几种布置形式 (27)4 循环流化床锅炉的运行 (29)4.1 循环流化床锅炉的启动和停炉 (29)4.1.1 锅炉冷态实验 (29)4.1.2 锅炉点火启动 (31)4.1.3 锅炉压火热备用 (32)4.1.4 锅炉压火后启动 (32)4.1.5 停炉 (32)4.2 循环流化床锅炉运行调节 (34)4.2.1 锅炉运行调节的主要任务 (34)II4.2.2 水位监视与调整 (34)4.2.3 过热蒸汽温度的监视与调整 (35)4.2.4 过热蒸汽压力控制 (35)4.2.5 锅炉燃烧调节 (35)4.3 循环流化床锅炉事故分析 (37)4.3.1 灭火 (37)4.3.2 结焦事故 (37)4.3.3 烟道内可燃物再燃烧 (38)III循环流化床锅炉专业知识课件1 循环流化床锅炉概述1.1 循环流化床锅炉发展概况1.1.1 煤燃烧技术的发展在19世纪80年代,随着蒸汽机的发明,开发出了固定床层燃技术,至今,我国工业锅炉的绝大多数仍然是层燃锅炉。

循环流化床锅炉

循环流化床锅炉
锅炉采用床下点火(油或煤气),分级燃烧,一次风比率占50—60%,飞灰循环为低倍率,中温分离灰渣排 放采用干式,分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键,采用湍流 床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并设计适当的炉膛截面,在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬(高铝质砖),即使 锅炉燃烧用不同燃料时,燃烧效率也可保持在98—99%以上。
锅炉结构
锅炉结构
锅炉采用单锅筒,自然循环方式,总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构,四周膜式水冷 壁组成。自下而上,依次为一次风室、密相区、稀相区,尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省 煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构,两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及 灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敷管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙, 由八根钢柱承受锅炉全部重量。
高温分离器入口烟温在800℃左右,旋风筒内径较小,结构简化,筒内仅需一层薄薄的防磨内衬(氮化硅 砖)。其使用寿命较长。循环倍率为10—20左右。
循环灰输送系统主要由回料管、回送装置,溢流管及灰冷却器等几部分组成。
床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温850-950℃间的某一恒定值, 这个值是最佳的脱硫温度。当自动控制不投入时,靠手动也能维持恒定的床温。
循环流化床锅炉
低污染清洁燃烧枝术
01 简介
03 烟风系统 05 临界速度
目录
02 锅炉结构 04 流态化 06 节能改造
07 安全事项
09 优点
目录
08 注意事项
基本信息
循环流化床锅炉采用的是工业化程度最高的洁净煤燃烧技术。循环流化床锅炉采用流态化燃烧,主要结构包 括燃烧室(包括密相区和稀相区)和循环回炉(包括高温气固分离器和返料系统)两大部分。与鼓泡流化床燃烧 技术的最大区别是运行风速高,强化了燃烧和脱硫等非均相反应过程,锅炉容量可以扩大到电力工业可以接受的 大容量(600MW或以上等级),循环流化床锅炉已经很好的解决了热学、力学、材料学等基础问题和膨胀、磨损、 超温等工程问题,成为难燃固体燃料(如煤矸石、油页岩、城市垃圾、淤泥和其他废弃物)能源利用的先进技术。

循环流化床锅炉的技术特点

循环流化床锅炉的技术特点

循环流化床锅炉的技术特点循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧的锅炉,其具有以下技术特点:1. 高燃烧效率:循环流化床锅炉利用循环流化床技术,床料呈现流化状态,燃烧效果更加充分,燃烧效率高。

同时,循环流化床锅炉采用高效燃烧器和燃烧控制系统,能够实现自动控制和稳定的燃烧过程,进一步提高燃烧效率。

2. 燃料适应性强:循环流化床锅炉在燃料适应性上具有较强的优势。

它可以燃烧各种固体燃料,如煤炭、石油焦、煤矸石等;同时也可以燃烧液体燃料和气体燃料,如石油、天然气等。

通过调整循环流化床锅炉的运行参数,可以灵活选择不同的燃料进行燃烧,提高燃料的利用率。

3. 燃烧温度和烟气排放控制能力强:循环流化床锅炉可以通过调节循环流化床的床酷,实现燃烧温度的控制。

同时,循环流化床锅炉采取了先进的烟气净化装置,可以有效捕集和处理燃烧过程中产生的烟气中的污染物,如二氧化硫、氮氧化物等,使烟气排放符合环保要求。

4. 燃烧过程稳定:循环流化床锅炉通过先进的燃烧控制系统和燃烧器,能够实现燃烧过程的自动控制,保持燃烧过程的稳定。

同时,循环流化床锅炉的床料流化性能较好,床料在循环过程中能够实现均匀分布和快速混合,保证燃烧过程的稳定性。

5. 低污染排放:循环流化床锅炉采用先进的燃烧和脱硝技术,能够有效降低燃烧过程中产生的污染物排放。

通过优化燃烧过程和烟气净化系统,可以将烟气中的污染物排放降低到国家相关标准的要求,减少环境污染。

6. 运行稳定可靠性高:循环流化床锅炉采用先进的自动控制系统和稳定性高的设备,运行稳定可靠性高。

同时,循环流化床锅炉具有较低的燃烧温度和较小的冲击负荷,延长了锅炉和设备的使用寿命。

综上所述,循环流化床锅炉具有高燃烧效率、燃料适应性强、燃烧温度和烟气排放控制能力强、燃烧过程稳定、低污染排放、运行稳定可靠性高等技术特点。

这些特点使得循环流化床锅炉成为一种具有广泛应用前景和市场竞争力的锅炉设备。

循环流化床锅炉的优缺点

循环流化床锅炉的优缺点

循环流化床锅炉是采用流态化燃烧方式的锅炉,主要结构包括燃烧室和循环回炉两大部分,具有其他锅炉没有的诸多优势。

特别是随着国内环保要求日益严格,燃煤与环保的矛盾日益突出,流化床锅炉已成首选的高效低污染锅炉产品。

为了更好的帮助用户合理选型,本文为大家进行了循环流化床锅炉优缺点的分析。

首先循环流化床锅炉的优点有:1、燃料适应性好循环流化床流化态燃烧方式特别适合低热值劣质煤,如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥、链条锅炉炉渣及化肥厂造气炉炉渣,对煤料质量供给不稳定企业是一种比较好的选择。

2、负荷调节范围大,调节性能好由于炉内有大量床料,蓄热能力强,采用飞灰再循环系统,调节范围大,低负荷可降到满负荷的30%左右,且运行热效率基本不变。

3、较高的热效率循环流化床锅炉的燃烧效率通常在97%~99.5%范围内,且能在较宽的运行范围内保持高的燃烧效率,甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。

流化床锅炉保证热效率不低于88%(烟煤);锅炉飞灰含碳量不大于6%(烟煤);底渣含碳量不大于2%(烟煤),优于市场同品类产品。

4、较低的电耗锅炉采用低床压、低流速设计,合理的一二次风配比,从而减少对风机的风压要求,可降低20-30%的电机电功率。

5、较强的连续运行能力循环流化床锅炉大炉膛、低流速设计和让管技术的应用,降低冲刷磨损,使得锅炉年运行时间不少于8000小时;连续运行时间不少于7000小时。

6、低硫排放调整锅炉受热面分配,保证炉膛燃烧温度在860-880之间,是炉内石灰石脱硫最佳温度区间。

采取炉内喷入石灰石粉,结合高效的分离器,捕捉更细颗粒,保证石灰石与烟气多次混合反应,达到炉内石灰石的最高利用率,确保炉内脱硫效率达90%以上;结合炉外脱硫塔措施,保证SO原始排放35mg/Nm3以下。

27、低氮排放采用860-880℃低床温设计;采用低氧量设计,燃烧调整氧量控制在3%;严格进行分级供风,提高二次风量比例达50%以上,抬高二次风入炉位置,保证炉内燃烧缺氧还原区;保证锅炉初始NOx排放浓度≤100mg/Nm3;分离器入口预留SNCR脱硝接口位置;在尾部烟道两组省煤器之间预留出装设SCR设备的空间;通过脱销装置后保证锅炉最终NOx排放浓度≤50mg/Nm3。

循环流化床锅炉工艺流程

循环流化床锅炉工艺流程

循环流化床锅炉工艺流程
《循环流化床锅炉工艺流程》
循环流化床锅炉是一种高效节能的锅炉,广泛应用于工业生产和电力发电领域。

它采用了循环流化床技术,通过对燃料的高效燃烧,实现了热能的最大化利用。

下面是循环流化床锅炉的工艺流程。

1. 燃料供给
首先,燃料被输送到燃烧室,可以是固体燃料、液体燃料或气体燃料。

然后通过输送设备,将燃料均匀地分布在床层上。

2. 空气预热
在燃料燃烧之前,需要将空气预热到适当的温度,以确保燃料能够充分燃烧。

预热的空气通过空气预热器,提高了燃料的燃烧效率。

3. 燃烧过程
当燃料和预热的空气进入燃烧室后,它们在高温下发生化学反应,释放出大量的热能。

在循环流化床锅炉中,燃料和空气在床层中形成了流态化状态,使得燃料燃烧更加充分。

4. 高温燃气净化
在燃烧过程中产生的高温燃气需要进行净化处理,以去除废气中的颗粒物和有害气体。

一般采用除尘器和脱硫脱硝装置来完成高温燃气的净化处理。

5. 热能回收
经过高温燃气净化处理后,燃气中的热能并未浪费掉,而是被用来加热水蒸气。

将燃气中的热能转换成蒸汽,然后通过汽轮机产生动力,进而驱动发电机发电。

6. 冷却循环
在汽轮机产生动力的同时,也会产生大量的废热。

这部分废热通过冷却循环系统进行回收利用,从而提高了整个能源系统的能量利用效率。

综上所述,《循环流化床锅炉工艺流程》是一个高效、环保的能源利用过程,通过对燃料的高效燃烧和热能的充分利用,实现了能源资源的最大化利用。

这种工艺流程在工业生产和电力发电中具有重要的意义。

循环流化床锅炉简介

循环流化床锅炉简介
环燃烧。
返料器的设计需考虑颗粒的流动 性和输送效率,以确保锅炉的稳 定运行。
03
返料器的结构和性能对于循环流 化床锅炉的燃烧效率和灰渣处理
具有重要影响。
04
受热面
受热面是循环流化床锅炉中用于吸收热量的部分, 通常包括水冷壁、过热器和省煤器等。
受热面的设计需考虑热效率、传热系数和耐久性 等因素,以确保锅炉的安全、高效运行。
垃圾发电
循环流化床锅炉利用城市垃圾进 行发电,能够实现垃圾的资源化 利用,减少环境污染。
供热应用
集中供热
循环流化床锅炉在城市集中供热系统中用于提供热水和蒸汽,满足城市居民和企 事业单位的用热需求。
区域供热
循环流化床锅炉在区域供热系统中用于提供热量,满足特定区域内建筑物和设施 的采暖和热水需求。
05 循环流化床锅炉的未来发 展
受热面的结构和材料对于循环流化床锅炉的性能 和寿命具有重要影响。
03 循环流化床锅炉的优点与 缺点
优点
高燃烧效率
循环流化床锅炉采用流态化燃烧方式,具有较高的燃烧效率,能够有 效地降低能源消耗。
低污染排放
循环流化床锅炉采用低温燃烧和分级燃烧技术,能够降低氮氧化物、 硫氧化物等污染物的排放,有利于环境保护。
燃料适应性广
循环流化床锅炉能够适应多种燃料,包括煤、油、气等,具有较强的 燃料适应性。
负荷调节范围广
循环流化床锅炉的负荷调节范围较广,能够满足不同工况下的能源需 求。
缺点
磨损问题 维护成本高 启动时间长 技术要求高
循环流化床锅炉的燃烧室内存在高速的颗粒流动和激烈的颗粒 碰撞,容易导致炉内受热面和辅助设备的磨损问题。
技术改进
燃烧效率提升
通过改进燃烧技术,提高循环流化床锅炉的燃烧效率,降低能源 消耗和污染物排放。

循环流化床锅炉使用说明书

循环流化床锅炉使用说明书

循环流化床锅炉使用说明书首先,循环流化床锅炉是一种高效、环保的锅炉设备,其特点是燃烧效率高、燃烧烟尘排放低,适用于各种燃料的燃烧,如煤炭、生物质、废物等。

以下是循环流化床锅炉的使用说明:1. 安全操作:- 在使用循环流化床锅炉之前,确保所有安全设备正常运行,并遵循相关操作规程和安全操作程序。

- 遵循锅炉的启动、运行和停机程序,严禁进行任何违反操作规程的操作行为。

2. 燃料选择:- 根据所需的热负荷和燃料特性,选择合适的燃料,并确保燃料的质量符合相关标准要求。

- 严禁使用禁止使用的燃料,以防止对锅炉设备和环境造成损害。

3. 点火和燃烧调整:- 在点火之前,检查燃料供给和点火设备的正常运行。

- 根据燃料的特性和热负荷要求,调整燃烧器的气流和燃料供给,以确保良好的燃烧效果。

4. 运行控制:- 在锅炉正常运行期间,监测和控制炉温、压力、燃料供给、燃烧效率等参数,以保持锅炉的稳定运行和高效运行。

- 定期检查和清洁锅炉内部的循环流化床、换热器、过滤器等部件,以防止积灰和堵塞。

5. 排放治理:- 根据国家相关排放标准,安装和使用烟气脱硫、脱硝、除尘等排放治理设备,以减少烟尘和有害气体的排放。

- 定期对排放治理设备进行维护和清洁,以保证其正常运行和治理效果。

6. 停机和维护:- 在停机之前,先关闭燃料供给和燃烧系统,然后逐步降低锅炉的温度和压力。

- 定期对锅炉进行维护和检修,清洗换热器、除尘器、风机等部件,以延长锅炉的使用寿命。

以上是循环流化床锅炉的使用说明书,希望能对您有所帮助。

如果您需要更详细的信息,请参考锅炉的使用手册或咨询专业人士。

循环流化床锅炉炉膛传热系数

循环流化床锅炉炉膛传热系数

汇报人:2023-11-20CATALOGUE 目录•循环流化床锅炉概述•炉膛传热系数定义及影响因素•炉膛传热系数计算方法•提高炉膛传热系数的途径•循环流化床锅炉炉膛传热系数实例分析01循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉采用流化燃烧方式,燃料在炉膛内与空气充分接触,迅速燃烧,产生高温烟气。

燃料燃烧高温烟气携带大量未燃尽的燃料颗粒和床料,经过分离器分离后,返回炉膛再次燃烧,形成物料循环。

物料循环炉膛内布置有受热面,高温烟气将热量传递给受热面,再由受热面将热量传递给工质,实现传热与换热。

传热与换热循环流化床锅炉工作原理循环流化床锅炉具有高效燃烧和低污染排放的特点,能够满足日益严格的环保要求。

高效低污染循环流化床锅炉可以燃用多种燃料,包括劣质煤、生物质等,燃料适应性广,降低运行成本。

燃料适应性广循环流化床锅炉负荷调节范围宽,能够快速响应负荷变化,提高电网稳定性。

负荷调节性能好循环流化床锅炉适用于电力、化工、钢铁等多个领域,为工业生产提供可靠的热力支持。

应用领域广泛循环流化床锅炉的优点和应用炉膛是循环流化床锅炉的核心部件,用于燃料燃烧和传热换热。

炉膛内布置有受热面,以增大传热面积,提高传热效率。

炉膛分离器用于将烟气中的未燃尽燃料颗粒和床料与烟气分离,实现物料循环,提高燃烧效率。

分离器布风装置负责将空气均匀分布到炉膛内,保证燃料充分燃烧,同时维持炉内稳定的流化状态。

布风装置排渣装置用于定期排除炉膛内积累的灰渣,保持炉内清洁,确保锅炉安全稳定运行。

排渣装置循环流化床锅炉的结构组成02炉膛传热系数定义及影响因素炉膛传热系数的定义•炉膛传热系数是指单位时间内,单位面积的锅炉炉膛壁面所传递的热量。

它反映了炉膛内热量传递的效率和速度,是评价锅炉性能的重要指标之一。

通常情况下,炉膛传热系数越高,表示锅炉的热量传递效率越高,锅炉的热效率也会相应提升。

炉膛传热系数受到多种因素的影响,以下是几个主要的影响因素炉膛结构:炉膛的结构形式、大小、壁面材料等都会对传热过程产生影响。

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2 循环流化床锅炉的发展方向分析
Ahlstrom公司的方形分离器紧凑型设计推出之后,立即引起了广泛的重视,人们对该技术一直持观望态度。但经过5年的多台锅炉运行实践,已被人们所接受,其标志为:在1999年5月第15届国际流化床燃烧会议上,该专利持有人Timo荣获唯一的ASME贡献奖。Foster wheeler公司和Ahlstrom公司合并后即将方形分离器循环流化床锅炉作为大型化方向予以重点发展。时至今日,Foster Wheeler公司采用方形分离器技术的紧凑型循环流化床锅炉已有68t/h至410t/h多台锅炉成功运行,150MW机组正在建设中,300MW和600MW容量的紧凑布置CFB已经完成设计。图5给出了方形分离器循环流化床锅炉单台容量的发展历史。采用方形分离器的紧凑型布置循环床锅炉的市场份额逐年增加,该技术在Foster Wheeler的定单总数与其它形式的技术比较见图6。
水冷或汽冷的方形旋风分离器与不冷却的钢板卷成的旋风筒制造成本基本相当,考虑到前者所节省的大量的保温和耐火材料,最终的实际成本有所下降。此外它还减少了散热损失,提高了锅炉效率。另外由于保温厚度的减少,可以提高启停速度,启停过程中床料的温升速率不再取决于耐火材料,而主要取决于水循环的安全性,使得启停时间大大缩短。以一台高温绝热旋风筒的75t/h锅炉为例,采用两根油枪床下点火,一般设计每小时耗油量为600kg左右,启动时间8h以上,如果将分离器做成汽冷或水冷,只要2~3h就足够了,这样每次启动都可以节省2~3t的轻柴油。
该分离器是四周用膜式水冷壁组成的方形分离器,但烟气入口和水冷壁管弯制成圆弧形段,这一结构使分离器的造价降低,有效地克服了绝热旋风筒的后燃结焦问题和圆形汽(水)冷旋风筒的制造成本问题,被认为达到了90年代国际先进水平。采用方形分离器的循环流化床锅炉市场发展情况见图7。
清华大学等单位已对几种不同当量尺寸的方形分离器进行了一些卓有成效的试验和较为深入的研究,取得了许多有价值的结果[6]。对这些成果进行较全面的分析、整理和比较,可以更多的了解方形分离器的放大性能,有助于开发研制大型化分离器和解决循环流化床锅炉大型化所面临的难题。这些研究结果表明,方型分离器的放大性能要优于圆形旋风分离器,至少绝不逊于后者,特征尺寸在10m以内的方型分离器大型化的前景相当乐观[7]。清华大学在该方面的研究成果得到国际同行的充分肯定和高度评价,在15届FBC国际会议上被评为最佳论文[8]。采用方形分离器的220t/h、410t/h循环流化床锅炉设计已完成。
Circofluid的中温分离技术在一定程度上缓解了高温旋风筒的问题,炉膛上部布置了较多数量的受热面,降低了旋风筒入口处的烟气温度和体积,旋风筒的体积和重量有所减小,因此相当程度上克服了绝热旋风筒技术的缺陷,使其运行可靠性提高,但炉膛上部布置有过热器和高温省煤器等,需要采用塔式布置,炉膛比较高,钢耗量大,使锅炉造价提高。同时,它的CO排放及检修问题在一定程度上限制了该技术的发展。
主循环回路是循环流化床锅炉的关键,其主要作用是将大量的高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的稳定的流态化状态,保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应,以提高燃烧效率和脱硫效率。主循环回路不仅直接影响整个循环流化床锅炉的总体设计、系统布置,而且与其运行性能有直接关系。分离器是主循环回路的主要部件,因而人们通常把分离器的形式,工作状态作为循环流化床锅炉的标志。
循环流化床锅炉的发展现状及前景
来源:中国能源网 作者:张建胜 岳光溪 发布时间:2007.01.15
0 引 言
循环流化床锅炉(CFB)燃烧技术是一项近20年来发展起来的燃煤技术。它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。自循环流化床燃烧技术出现以来,循环流化床锅炉已在世界行业所接受。世界上最大容量的250MW循环流化床锅炉已在1997年投运,多台200~250MW大容量循环流化床锅炉也已投产。我国集中于中型CFB的研制与开发,目前已完全商业化。到1998年底,我国已投运及订货的35t/h以下的循环流化床锅炉共计约600台,已开始走向电力市场,并且开始大型CFB的研制工作。
1 循环流化床的发展现状
气固分离器是CFB系统的核心部件之一。其之所以关键,从运行机理上来讲,只有当分离器完成了含尘气流的气固分离并连续地把收集下来的物料回送至炉膛,实现灰平衡及热平衡,才能保证炉内燃烧的稳定与高效;就系统结构而言,分离器设计、布置得是否合理直接关系着锅炉系统制造、安装、运行、维修等各方面的经济性与可靠性。虽然分离器是CFB必不可少的关键环节,但它又具有相对的独立性和灵活性,在结构与布置上回旋余地很大。从某种意义上讲,CFB锅炉燃烧技术的发展也取决于气固分离技术的发展,分离器设计上的差异标志着不同的CFB技术流派。
3 结 论
采用第三代技术的循环流化床锅炉除了具有常规循环流化床锅炉的优点外,还具有结构紧凑、占地面积小、钢耗量小、制造成本低、分离器内无磨损等突出优点,因此第三代循环流化床锅炉将成为燃烧技术发展的主流,并且在大型化方面将发挥其优势。
当然,任何一种设计都难以尽善尽美,FW式水(汽)冷旋风分离器的问题是制造工艺复杂,生产成本过高,缺乏市场竞争力,这使其商业竞争力下降,通用性和推广价值受到了限制[3]。
1.3 水冷方形分离器
为克服汽冷旋风筒制造成本高的问题,芬兰Ahlstrom公司创造性地提出了Pyroflow Compact设计构想[4,5],图4是Pyroflow Compact型循环流化床锅炉结构简图。
目前各循环流化床锅炉制造厂家和研究机构都十分重视循环流化床锅炉的大型化,方形分离器在大型化方面具有很大的优势。1993年清华大学在实验室对国外方形分离器专利进行了验证实验,初步实验发现其分离效率并非如国外公司宣传的那么好,特别是在200~400mm的粒径范围存在一个低效区。经分析表明这个低效区是由于分离器进口颗粒加速不良造成的,为此改进了入口段设计,实验表明此改进是完全正确的,这个改进最终取得了中国专利--"水冷异型分离器"。为进一步优化分离器的效果和验证改进可靠性,在实验室冷态实验、热态实验的基础上应用到75t/h完善化循环流化床锅炉上,并取得成功。
从国内许多已投入运行的流化床锅炉来看,普遍都存在有床内的燃烧工况组织不好、床温偏高以及旋,因此结焦的可能在运行中始终是一个很大的隐患。如果采用有冷却的旋风筒,分离器内的温度就可以得到控制,从而消除了结焦的危险。
1.1 第一代循环流化床燃烧技术--绝热旋风分离循环流化床锅炉
旋风分离器在化工、冶金等领域具有悠久的使用历史,是比较成熟的气固分离装置,因此在CFB领域应用最多。
德国Lurgi公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身的高温绝热式旋风分离器的CFB锅炉[1]。分离器入口烟温在850℃左右。应用绝热旋风筒作为分离器的循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉,目前已经商业化。Lurgi公司、Ahlstrom公司、以及由其技术转移的Stein、ABB-CE、AEE、EVT等公司设计制造的循环流化床锅炉均采用了此种形式。这种分离器具有相当好的分离性能,使用这种分离器的循环流化床锅炉具有较高的性能。据统计,目前除中国大陆外,有78%的CFB全部采用了高温绝热旋风分离器,但这种分离器也存在一些问题,主要是旋风筒体积庞大,因而钢耗较高,锅炉造价高,占地较大,旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高,见图1;启动时间长、运行中易出现故障;密封和膨胀系统复杂;尤其是在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤种时,旋风筒内的燃烧导致分离后的物料温度上升,引起旋风筒内或回料腿回料阀内的超温结焦。这些问题在我国的实际生产条件下显得更为突出。
1.2 第二代CFB燃烧技术--水(汽)冷分离循环流化床锅炉
为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉的优点,同时有效地克服该炉型的缺陷,Foster Wheeler公司设计出了堪称典范的水(汽)冷旋风分离器[2],其结构如图2。应用水(汽)冷分离器的循环流化床锅炉被称为第二代循环流化床锅炉。该分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成,取消绝热旋风筒的高温绝热层,代之以受热面制成的曲面及其内侧布满销钉涂一层较薄厚度的高温耐磨浇注料。壳外侧覆以一定厚度的保温层,内侧只敷设一薄层防磨材料,见图3。水(汽)冷旋风筒可吸收一部分热量,分离器内物料温度不会上升,甚至略有下降,较好地解决了旋风筒内侧防磨问题。该公司投运的循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦的问题,也未发生旋风筒内磨损问题,充分显示了其优越性。这样,高温绝热型旋风分离循环床的优点得以继续发挥,缺点则基本被克服。
Pyroflow Compact循环床锅炉采用其独特专利技术的方形分离器,分离器的分离机理与圆形旋风筒本质上无差别,壳体仍采用FW式水(汽)冷管壁式,但因筒体为平面结构而别具一格。这就是第三代循环流化床锅炉。它与常规循环流化床锅炉的最大区别是采用了方形的气固分离装置,分离器的壁面作为炉膛壁面水循环系统的一部分,因此与炉膛之间免除热膨胀节。同时方形分离器可紧贴炉膛布置从而使整个循环床锅炉的体积大为减少,布置显得十分紧凑。此外,为防止磨损,方形分离器水冷表面敷设了一层薄的耐火层,这使得分离器起到传热表面的作用,并使锅炉启动和冷却速率加快。
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