循环流化床锅炉和煤粉锅炉的比较
浅析循环流化床锅炉燃烧效率的影响因素与调整策略
浅析循环流化床锅炉燃烧效率的影响因素与调整策略摘要:循环硫化床锅炉作为环保型的锅炉,当前已被大部分企业所广泛应用。
主要源于其燃烧实用性强、效率高以及污染少等优点,但是基于诸多因素的影响,会影响其燃烧效率。
基于此,本文阐述了循环流化床锅炉燃烧及其应用特征,对循环流化床锅炉燃烧效率主要的影响因素及其调整策略进行了探讨分析。
关键词:循环流化床锅炉;应用特征;燃烧效率;影响因素;调整策略循环流化床锅炉燃烧是燃料通过给煤系统进行燃料输送过程,进入炉膛中,送风又有一次风和二次风之分,部分还有三次风。
布风板下面可以将一次风送入燃烧室,目的是保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,目的是供给燃烧室的氧气,让燃料能够充分燃烧;三次风则是为了强化燃烧。
一、循环流化床锅炉应用的特征循环硫化床锅炉应用的特征主要表现为:(1)循环硫化床锅炉的优点。
相对于其他炉型而言,循环硫化床锅炉燃烧的适应范围广,使得一些劣质燃料也能燃用,而这一点,一般燃烧方式是做不到的。
此外,循环硫化床锅炉负荷变化具有较强的适应性。
只要在炉内加吸收剂(石灰石、白云石)即可降低烟气中SO2含量,从而减少污染气体的排放量,这样不仅能达到环保效果,还能够提高灰渣的综合利用率,以及避免锅炉受热面受到严重腐蚀。
(2)循环硫化床锅炉的缺点。
主要表现在:第一、相对于煤粉炉而言,循环硫化床锅炉的热效率比较低,造成这一结果的原因较多,主要包括:在使用的煤粉上,相对于循环硫化床锅炉而言,煤粉炉所用的煤粉要细得多,而燃料往往只有越细才越容易燃尽,因而使得机械不完全燃烧热损失增加;就炉膛的温度来看,相对于煤粉炉而言,循环硫化床锅炉的温度太低,这就使得燃料很难着火,即使着火也难以完全燃烧,造成化学不完全燃烧热损失增加。
第二、循环硫化床锅炉采用了高压风机来克服布风板和料层的阻力,造成风机增加电耗量,受热面遭受磨损,炉膛内部烟尘沉积太多。
二、循环流化床锅炉燃烧效率主要的影响因素1、煤质影响因素。
浅谈循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣
浅谈循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣摘要:锅炉类型是多种多样的,分别有着不同的用途,可以发挥出有效作用。
相比较于循环流化床锅炉和煤粉锅炉而言,有着各自的优点和缺点,需要对其进行全面分析。
文章从两个方面展开,对优劣有了一个全面的认识,为正确使用提供科学合理的指导。
关键词:循环流化床锅炉;煤粉锅炉;优劣引言:我国是一个工业大国,在很多工厂中都需要使用锅炉,保证生产高效进行。
对两种类型锅炉进行对比分析,可以得到各自的优劣。
在实际中运用的时候,要结合具体情况而言,这样会更加具有针对性,发挥出最大的作用,不断优化生产结构。
一、循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优点(一)燃烧系统简单循环流化床锅炉对于燃料的适应性是非常强的,并不会有太严格的要求。
如果对燃料的粒度范围要求比较高,只有达到标准才可以投入使用,需要耗费大量时间去破碎。
企业投入资金去购买相关设备,无形之中降低了整体经济效益。
循环流化床锅炉省去了复杂的制粉程序,变得更加快捷方便,整体造价要低于同容量的煤粉炉。
人员只需要掌握基本操作流程就可以使用,减少不利因素的影响,进一步优化生产结构。
技术是处于不断发展之中的,所以要树立起创新意识,在现有基础上不断完善,会让循环流化床锅炉各方面性能得到优化,大大提高效率。
(二)燃料适应性好循环流化床锅炉通过分离器组成飞灰再循环系统,煤质的燃烧产生的飞灰循环量大小的改变可以调节燃烧室内的吸热量以及料床温度。
只有燃烧产生的热值大于把燃料本身以及燃烧所需要空气加热到稳定温度,一般是850-950℃所需的热量,这种情况下煤就可以在循环流化床锅炉里面稳定的燃烧。
根据实际调查显示,不同种类煤都可以在流化床锅炉里面燃烧,劣质燃料同样适用,不会有任何的问题。
当企业对于煤质量很难掌控的时候,就可以采用循环流化床锅炉,不会出现任何问题。
相对而言,煤粉锅炉对煤的质量要求严格,必须达到规定标准。
(三)污染物排放低燃烧最直接的影响就是污染环境,主要是大气污染,让生存环境变得恶劣。
循环流化床锅炉与煤粉炉的区别
循环流化床锅炉与煤粉炉得区别锅炉得分类有很多种,按燃烧方式可分为:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉与旋风燃烧锅炉。
循环流化床锅炉就是流化床锅炉得一种;煤粉炉就是火室燃烧锅炉得一种。
层燃与室燃得区别: 室燃锅炉包括燃煤(即煤粉)锅炉、燃气锅炉与燃油锅炉。
煤粉炉首先要通过磨煤机把煤磨到一定细度再以一次风送入燃烧器并引燃,增加二次风、三次风等以利继续燃烧。
煤粉悬浮在燃烧室空中,混合燃烧剧烈。
流化床燃烧方式就是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧方式之间得燃烧方式,床内得固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面得空口中排出。
可以想象一下,床层得固体燃烧颗粒放在一块既能使气体通过又能在床层静止或者流体速度较小时不使颗粒落下得托板上,那么,不算提高通过床层得气体速度,燃料层就会随着气流速度得增大而相继出现不同得状态。
随空气流速度得增大,床料开始膨胀,燃料高度发生变化,气体对固体颗粒产生得作用力与固体颗粒所受得其她外力相平衡(主要就是重力),固体颗粒呈现出类似流体得性质,当这种流体以一定得速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒呈现出类似流体得现象称为流态化现象。
如果这时候床料内未产生大量得气泡,扰动并不强烈,把这种流化状态称为流化床。
循环流化床由快速流化床(上升段)、汽固物料分离装置与固体燃料回送装置组成。
循环流化床得优点就是燃料适应性广泛、有利于环境保护、负荷调节性能好、燃烧热强度大、炉内传热能力强、灰渣得综合利用性能好。
缺点就是大型化困难、自动化水平要求高、磨损严重。
循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。
它几乎可燃用各种品质燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。
床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小、脱硫效率高(当Ca/S=1、5~2、0时,脱硫效率可达85%~90%)。
这种炉型就是目前环保节能型电厂得发展方向。
国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多得厂家也投入了循环流化床锅炉得研制与生产,安装循环流化床锅炉得坑口电站遍及全国各地。
循环流化床锅炉与煤粉锅炉之选择
doi :10.3969/j.issn.1009-3230.2019.02.007循环流化床锅炉与煤粉锅炉之选择杨青山(中国能源建设集团黑龙江省电力设计院有限公司,哈尔滨150078)摘要:热电联产项目是选择循环流化床锅炉还是煤粉锅炉?通过对两种炉型在环境保护、投资成本、运行费用和供热安全方面的比较,发现煤价对项目的收益影响巨大,然而国家对燃用劣质煤制定了暂行办法,故选用何种炉型不能一概而论,应根据当地环保排放要求并综合考虑技术经济指标选择采用循环流化床锅炉或煤粉锅炉。
关键词:循环流化床锅炉;煤粉锅炉中图分类号:TK229.2文献标志码:A 文章编号:1009-3230(2019)02-0023-04Selection of Circulating Fluidized Bed Boiler and Pulverized Coal BoilerYANG Qing -shan(Heilongjiang Electric Power Design Institute Corporation Limited of China Energy Engineering Group ,Harbin 150078,China )Abstract :Is the cogeneration project a circulating fluidized bed boiler or a pulverized coal boiler ?By comparing the environmental protection ,investment cost ,operating cost and heating safety of the two furnace types ,it is found that the coal price has a great impact on the project's income.However ,the state has formulated a temporary method for burning low -quality coal.The type cannot be generalized.Circulating fluidized bed boilers or pulverized coal boilers should be selected according to local environmental emission requirements and comprehensive consideration of technical and economic indicators.Key words :Circulating fluidized bed boiler ;Pulverized coal boiler0引言收稿日期:2018-10-18修订日期:2018-12-28作者简介:杨青山(1971-),男,大学本科,高级工程师,现从事项目经理工作。
300MW循环流化床锅炉与煤粉锅炉FSSS保护的差异
脱硫 和 低N 放 的初 投资及 运 行 费用 远低 于煤 粉 炉脱硫 脱 O} | 硝 装置 的初 投 资和 运行 费用 ,足 目前我 国在 经 济上 可承 受 的燃 煤 污 染控 制技 术 。此外 ,循 环 流化 床锅 炉还 具 有燃 料 适 应性 J ,燃烧 效 率 高,特 别适 合 于低 热值 劣质 煤 、煤 矸
机 、 一次 风机 、二 次风 机 、 高压流 化风 机 、播 煤风 机均 为
离 心式 风 机 ,… 次风机 和 二次 风机 采用 液 力耦 合器 进行 风 ・
量 调节 。
上。 循 环流化床 MF T并不 等 同于停 炉 ,即使 切 断所 有燃 料
输入 。循环 流化床 内可能 还存 有大 量未 燃烬 的燃 料 ,并 随
来 ,我 国循 环 流化床 锅 炉 的数 量和 容量 都 大幅 度增 加 , 目 前容 量最 大的循 环流化床 锅炉 的容量 己达到 亚临界参 数 。
2 主燃 料跳 闸l T I F
主燃料跳 闸M T F是指 锅炉 的安全 运行条 件不 满足 ,或炉 内燃烧 工况 恶化 , 而发 出相应 指令 快 速切 断所 有 通往 炉膛 的燃 料并 弓 发必 要 的联锁 动 作 ,以保 护锅 炉本 体 、其 它 设 l
着拍 料 循环 继 续燃烧 。在锅 炉蔑 闸后 ,二次 风机 入 口导 叶
锅 炉 设有 炉膛 安 全 监控系 统F S保 护 ,包 括燃 料 安全 SS
及调 节抽板 处 于全 开 位 I, J 堆持 一 台引风机 运 行。 将 呵时
主燃 料保 护MF 和锅 炉跪 闸B 保 护 区分 开 未 的设 计 思想 对 T T 锅 炉机担 的安全稳 定运 行是 必要 的。 关 键 词 : B; 浇 化 床 ; 缘 粉 炉 ; F S ; 差 异 CF SS
循环流化床锅炉与煤粉炉的区别
循环流化床锅炉与煤粉炉得区别锅炉得分类有很多种,按燃烧方式可分为:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉与旋风燃烧锅炉。
循环流化床锅炉就是流化床锅炉得一种;煤粉炉就是火室燃烧锅炉得一种。
层燃与室燃得区别: 室燃锅炉包括燃煤(即煤粉)锅炉、燃气锅炉与燃油锅炉。
煤粉炉首先要通过磨煤机把煤磨到一定细度再以一次风送入燃烧器并引燃,增加二次风、三次风等以利继续燃烧、煤粉悬浮在燃烧室空中,混合燃烧剧烈。
流化床燃烧方式就是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧方式之间得燃烧方式,床内得固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面得空口中排出、可以想象一下,床层得固体燃烧颗粒放在一块既能使气体通过又能在床层静止或者流体速度较小时不使颗粒落下得托板上,那么,不算提高通过床层得气体速度,燃料层就会随着气流速度得增大而相继出现不同得状态。
随空气流速度得增大,床料开始膨胀,燃料高度发生变化,气体对固体颗粒产生得作用力与固体颗粒所受得其她外力相平衡(主要就是重力),固体颗粒呈现出类似流体得性质,当这种流体以一定得速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒呈现出类似流体得现象称为流态化现象。
如果这时候床料内未产生大量得气泡,扰动并不强烈,把这种流化状态称为流化床。
循环流化床由快速流化床(上升段)、汽固物料分离装置与固体燃料回送装置组成。
循环流化床得优点就是燃料适应性广泛、有利于环境保护、负荷调节性能好、燃烧热强度大、炉内传热能力强、灰渣得综合利用性能好。
缺点就是大型化困难、自动化水平要求高、磨损严重。
循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。
它几乎可燃用各种品质燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。
床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小、脱硫效率高(当Ca/S=1、5~2、0时,脱硫效率可达85%~90%)。
这种炉型就是目前环保节能型电厂得发展方向、国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多得厂家也投入了循环流化床锅炉得研制与生产,安装循环流化床锅炉得坑口电站遍及全国各地。
循环流化床锅炉与煤粉锅炉的比较
循环流化床锅炉与煤粉锅炉的比较作者:赫耀兰来源:《中国新技术新产品》2013年第11期摘要:主要介绍了循环流化床锅炉与煤粉锅炉各自特点,并进行比较,以及实际中的应用。
关键词:循环流化床锅炉;煤粉锅炉;特点;比较中图分类号:U26 文献标识码:A循环流化床锅炉燃烧技术具有燃烧效率高、负荷调节范围大、飞灰和炉渣可综合利用等优点的洁净燃烧技术。
近些年来循环流化床锅炉在我国得到突飞猛进的发展,但在使用的过程中也暴露了许多问题,主要如下:锅炉受热面的磨损、爆管;耐火防磨内衬材料磨损、开裂脱落;风帽的漏渣、磨损;冷渣器的落渣堵塞;燃煤粒径过大;灰渣含碳量高;蒸汽温度难以保证;燃烧系统热工自动化无法投用;辅机配套不成熟、连续运行时间短等缺点。
1 循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优越性1.1 燃料系统比较简单。
流化床锅炉是适合燃用宽筛分燃料,燃料的给煤机粉碎系统简单易操作。
所以,循环流化床锅炉的整体低于同等容量的煤粉锅炉。
1.2 燃烧效率高。
对常规的煤粉锅炉,若煤种达不到设计值,效率一般可达到85~95%,而循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统,燃烧效率可达到95~99%。
循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有以下特点:气固混合良好,燃烧速率高;其次是飞灰的再循环燃烧。
1.3 负荷调节范围大,负荷调节快。
当负荷变化时,只需要调节给煤量、空气量和物料循环量,而不必像煤粉锅炉那样,低负荷时要用油助燃,维持稳定燃烧。
一般来说,循环流化床锅炉的负荷调节比可达3:1~4:1。
负荷调节速率也很快,一般可达到每分钟4%左右。
1.4 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%。
循环流化床与直吹式煤粉锅炉燃烧控制系统的对比分析
,
制较复杂且 不 易理 解 而 直 吹 式煤粉锅
炉 燃烧 控 制 技 术 比 较 成 熟 且 与 循 环 流
,
化床锅 炉 的燃 烧 控 制 有 相 似 之 处
,
。
因
此 本文从 系 统被控 对 象 的结 构 与特
性 系统 的控 制 机 理 对 循 环 流化 床 锅
、 ,
技
图
1
炉和直吹式 煤 粉 锅 炉 燃 烧 控 制 系 统 进
循 环 统 亿 库 与 壶次 式 爆 彩 锔 炉
燃 烧檐 利 吾饶的
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循 环 流 化 床 锅 炉 以 其 良好 的 环 保 特 性 和 燃 料 适 应
性 高效率 负荷调 节 范 围大及 飞 灰含 碳量 低 等 特 点 在
、 、
循 环 流 化 床锅 炉 型 号 不 同 其 燃 烧 系 统 有
,
一
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一
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。
本文 以 上 海 锅 炉 厂 有 限 公 司 生 产 的 S G
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一
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/
国 内得 到 了 广 泛 应 用 国 内 已 投 运 和 正 在 制 造 的 循 环
,
.
M 567 型循环
1
流 化床锅 炉 为例进行分析
不 同的是 , 循环流化 床锅 炉还 需控 制床 温 、
床 层差压 和 烟气 中的 S 。含量 , O 而直 吹式
煤 粉锅炉则 需要 控制磨 煤机 出 口温度 和磨
煤 机负荷 ( 磨煤 机出入 口压 差 ) 。二者 均为
锅炉介绍及不同种类锅炉的对比
燃煤锅炉是指燃料是煤,煤炭热量经转化后,产生蒸汽或者变成热水,但并不是所有的热量全部有效转化,有一部分无工消耗,这样就存在效率问题。
燃煤锅炉有多种类型,可按燃烧方式、除渣方式以及结构安装方式分类。
按燃烧方式可分为4种:①层燃炉:原煤经破碎成粒径为25~40毫米的碎块后,用炉前煤斗的煤闸板或播煤机平铺在链条炉排上作层状燃烧。
层燃炉优点是附属设备少,制造、安装简便,易于运行操作。
适用于中小容量锅炉。
这种锅炉的缺点为煤的燃烧不完全,炉渣和飞灰中可燃物含量多,锅炉效率一般为75~85%。
通常要烧较好的煤。
②室燃炉:又称煤粉炉。
原煤经筛选、破碎和研磨成大部分粒径小于0.1毫米的煤粉后,经燃烧器喷入炉膛作悬浮状燃烧。
煤粉喷入炉膛后能很快着火,烟气能达到1500℃左右的高温。
但煤粉和周围气体间的相对运动很微弱,煤粉在较大的炉膛内停留约2~3秒才能基本上烧完,故煤粉炉的炉膛容积常比同蒸发量的层燃炉炉膛约大一倍。
这种锅炉的优点为能燃烧各种煤且燃烧较完全,所以锅炉容量可做得很大,适用于大、中型及特大型锅炉。
锅炉效率一般可达90~92%。
其缺点为附属机械多,自动化水平要求高,锅炉给水须经过处理,基建投资大。
③旋风炉:将粒径小于10毫米的碎煤粒或粗煤粉先在前置式旋风筒内作旋风状燃烧,所产生的高温烟气再进入主炉膛(冷却室)内进行辐射换热。
旋风炉的优点为炉膛容积热强度高,炉子的尺寸小;过剩空气系数小(仅为1.05~1.10),可以降低排烟热的损失;燃用粗煤粉可简化制粉设备;排渣率高,飞灰浓度低,提高烟气速度加强对流受热面的传热。
其缺点是适用煤种受灰熔点和渣的粘滞性的限制;锅炉负荷变动范围较小;不能快速启停;由于炉内温度可达2000℃左右,有害气体NOx排放量大,对大气污染较严重。
④沸腾燃烧炉:即沸腾燃烧锅炉(即流化床燃烧锅炉)。
按除渣方式可分为2种:①固态除渣炉:炉膛中熔渣经炉底冷灰斗或凝渣箱凝固后排出。
适用于燃用灰熔点较高的煤。
循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣
循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣作者:孙光张志宏王贵新来源:《中小企业管理与科技·下旬》2010年第07期摘要:通过对循环流化床锅炉与煤粉锅炉学习与研究,得出循环流化床锅炉与煤粉锅炉的优劣。
关键词:循环流化床锅炉煤粉锅炉优缺点锅炉的分类有很多种,按燃烧方式可分为:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉和旋风燃烧锅炉。
循环流化床锅炉是流化床锅炉的一种;煤粉炉是火室燃烧锅炉的一种。
循环流化床锅炉在运行中的问题要较煤粉锅炉多,连续运行小时数要比煤粉炉短,若立足于燃烧劣质煤,供煤质量不稳定,且煤质含硫量高,环境排放要求苛刻,对各种煤质良好的适应性,应考虑循环流化床锅炉。
1 循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优点1.1 燃烧热强度大,炉内传热能力强。
由于循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统,燃烧热强度比较高,截面热负荷可达3~8MW/m2,接近或高于煤粉炉,炉膛容积热负荷为1.5~2MW/m3是煤粉炉的8~10倍。
流化床炉内传热主要是上升烟气和物料与受热面的对流换热和辐射换热,炉膛内气固两相混合物对水冷壁的传热系数比煤粉锅炉炉膛的辐射传热系数大得多。
与煤粉炉相比较,可大幅节省受热面的金属耗量。
1.2 燃料系统比较简单。
流化床锅炉是适合于燃用宽筛分燃料(煤粒度要求为粒度范围0-10mm,50%切割粒径d50=2mm),燃料的制备破碎系统大为简化。
所以,循环流化床锅炉本体造价高于同容量的煤粉炉,省去了复杂的制粉系统,整体投资含土建仍低于煤粉炉。
1.3 对燃料适应性特别好。
循环流化床锅炉通过分离器及返料阀组成飞灰再循环系统,煤质的燃烧产生的飞灰循环量大小的改变可调节燃烧室内的吸热量及床料温度,只要燃料燃烧产生的热值大于把燃料本身及燃烧所需空气加热到稳定温度(850~950℃)所需的热量,这种煤就可在流化床内稳定燃烧,因此,各种煤几乎都可在流化床锅炉中燃烧,用来烧各种劣质燃料最好不过。
对于燃料煤质量供给不稳定的企业是一种比较好选择。
循环流化床锅炉与煤粉锅炉之优劣
时 容 易 出 现 炉膛 喷燃 器 、 热 器 结 焦 , 煤 机 断 煤 等 现 象 , 锅 炉 无 般循环流 化床锅炉用 电比率比煤粉炉至少高 4—5 过 给 使 %以上。
法正常运行 , 煤粉炉对煤种适应性差 的现象 比较明显 。 24 运行维护费用较 高 , . 运行周期短 。 循环 流化床锅炉本体 , 包 1 燃 烧污 染物 排 放 低 。 . 4 向循 环 流 化 床 锅 炉 内加 入 脱 硫 剂 ( 灰 括耐火 防磨 层 , 石 金属受热面和 风帽磨损严 重 , 导致流化床 日常维修 石或 白云石粉 )可 以脱去燃烧过程 中产生 的二氧化硫 ( O ) , S 。根据 费用较煤粉炉高。由于 本体 及辅机事故 比煤粉炉 多, 循环流化床锅 燃料中含硫量决定加入 的石灰石剂量 , C / 在 aS摩尔 比 = 2~25时 , 炉连 续 累计 运行 时 间比煤 粉炉 短 ,煤粉 炉 年运 行 时间 可 以达 到 . 脱硫效率可达 9 %。和煤粉炉比较( 0 煤粉炉利 用湿法脱硫的成 本: 8 0 hy以上 , 利 0 0 / 而流化床 几乎不 可能 , 运行周 期能达 到 1 0天就不 0
1 . 5易于实现灰渣的综合利用。流化床 的底渣含碳量一般为 1
3 %,飞灰含碳 量 4~1 % ,流化床锅炉最佳 的燃 烧温度在 8 0 5 5 锅炉的分类有很多种 , 按燃 烧方式可分 为: 火床燃烧锅炉 、 火室 9 0c, 5 o 与煤粉炉相比较属中低温燃烧 , 产生的灰渣不会软化和黏结 , 活 燃烧锅炉、 流化床燃烧 锅炉和旋风燃烧锅炉。 循环流化床锅炉是流化 性较好, 可用作制造水泥的掺和料或者建筑材料, 综合利用前景广阔。 床锅炉的一种 ; 煤粉炉是火室燃烧锅炉的一种 。 循环流 化床锅炉在运 2 循 环 流 化 床 锅 炉 相 比煤 粉 炉 的 缺 点 行 中 的问题 要较 煤 粉 锅 炉 多 , 续 运 行 / E- 要 比煤 粉 炉 短 , 立 足 连 j]  ̄, 1 数 若 21锅炉部件 的磨损较严重。由于流 化床锅炉 内的物料成高浓 . 于 燃 烧 劣 质 煤 , 煤 质 量 不稳 定 , 煤 质 含 硫 量 高 , 境 排 放 要 求 苛 度 、 供 且 环 高风速 的特点 , 故锅炉部件的磨损比较严重。虽然采取 了耐火耐 刻, 对各种煤质 良好 的适应性 , 应考虑点 磨 浇注料处理 、 喷涂处理 、 密稀相 区让管等防磨措施处理 , 但实际运 行 中循环流化床炉膛 内的受热面磨 损速度仍远大于煤粉锅炉。密稀
浅析循环流化床锅炉和煤粉炉的比较研究
浅析循环流化床锅炉和煤粉炉的比较研究作者:韩极光来源:《商品与质量·消费视点》2013年第12期摘要:目前,循环流化床燃烧系统已经发展到一个相当高的水平,对处理城市垃圾和农村秸秆的回收利用具有重要的意义。
本文从循环流化床的概念入手,对循环流化床锅炉和煤粉炉进行比较研究,为工厂发展提供指导。
关键词:循环流化床锅炉;煤粉炉;研究近年,循环流化床锅炉和煤粉炉在工厂中得到广泛使用,在不同的条件下二者发挥的作用也不尽相同,随着科学技术的快速发展和国家节能减排措施的执行,有必要对二者进行比较研究为工厂发展提供指导。
一、概念分析(一)循环流化床锅炉循环流化床锅炉(英文简称CFBB)是用高压空气将粒径约为1 ~8nm的燃料和循环灰颗粒流态化,从而形成密相区、稀相区、气力输送区三个燃烧放热的区域。
从炉膛排出的烟气中有浓度很高的燃料和循环灰颗粒,经过高温分离器以后,大部分燃料和循环灰颗粒被分离下来,进入回料阀,然后由回料风送回炉膛循环再燃。
循环流化床锅炉的优点有:燃料适应性广,燃烧效率高,可燃用几乎所有种类的煤种及各种低热值、高灰分或高水分的矸石、石油焦、工农业垃圾及城市垃圾,污染物排放量低,截面热强度高,燃料制备系统相对简单,灰渣综合利用性能好等。
其缺点是尘量较大不易处理、厂用电率高、操作复杂困难等。
(二)煤粉炉煤粉炉(英文简称PCB)是将煤粉(粒径约75μm)与空气的混合物在炉膛中进行悬浮燃烧,燃烧产生的烟气与飞灰颗粒,形成浓度很小的气固两相流以气力输送的形式流向尾部烟道。
煤粉锅炉的厂用电率低。
二、锅炉结构比较分析(一)循环流化床锅炉结构循环流化床锅炉设计了一个流态燃烧室,这里面装有燃烧原料,在物料加入到这个里面后附和空气一起燃烧,由于燃料热容量大,在加热过程中迅速着火燃烧。
在其后设计一个物料收集系统,把烟气带出炉膛,这里面的细小物料也被烟气带出炉膛,再由旋风分离装置收集,返回炉膛再次进行燃烧。
这种装置大量节约了能源,又保证了热量,先进的装置和工艺水平得到广泛使用。
循环流化床锅炉与煤粉炉锅炉的比较
循环流化床锅炉与煤粉炉锅炉的比较一、锅炉结构概述循环流化床锅炉跟煤粉炉燃烧系统截然不同,它是由一个流态燃烧室及其后的物料收集系统构成的。
燃料及空气进入燃烧室后,由于物料的热容量大并强烈地掺混,迅速加热着火燃烧。
被烟气带出炉膛的细小物料由旋风分离装置收集,返回炉膛进行再燃烧。
因设计理念和燃烧机理的重大突破,循环流化床锅炉与煤粉炉及其他炉型相比,在燃烧工艺方面有着明显的优势。
二、运行方式比较2.1锅炉启动方式的比较2.1.1点火方式如四角切圆煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪,对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热,并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量,使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。
由于煤粉较易于着火,点火系统还可采用微油点火或等离子点火技术(无烟煤除外),可以节省大量的燃油,节约运行成本。
CFB锅炉的点火方式则不同,它是采用床下风道点火器或联合床上点火器联合点火的方式【根据煤种燃点挥发分、发热量等实际情况可选择取消不用床上油枪】再利用热烟气加热炉膛内的床层,以不断提高床层的温度水平来达到煤粒的着火温度。
从结构上讲,床下风道点火器和床上点火器不仅要对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气进行加热,还要对燃烧室内的耐火材料和床层物料进行加热,因此CFB锅炉的启动时间和在启动过程中的燃油量都比煤粉锅炉要大,而且它在启动过程中所受到的升温、升压速度的限制条件也比煤粉锅炉要多。
CFB锅炉无法实行节油点火技术。
由上述分析可知,CFB锅炉与同容量煤粉锅炉相比,启动时间相对较长,这对于机组的经济性是不利的。
2.2锅炉变负荷运行2.2.1 煤粉炉的变负荷运行煤粉锅炉的炉内热交换方式以辐射为主。
煤粉锅炉一般要求煤粉气流在离开燃烧器出口200~300 mm 处开始着火,以保证既不烧坏燃烧器又不使火炬脱节。
降低锅炉负荷时,必须减少锅炉给粉量,为了保证良好的空气动力场,喷烧器出口气流速度不得低于设计值,也就降低了煤粉气流的浓度,煤粉的燃烧速度随煤粉浓度的降低而降低。
循环流化床锅炉与煤粉炉有什么区别
循环流化床锅炉与煤粉炉有什么区别循环流化床锅炉的基本特点如下:(1)低温的动力控制燃烧。
其燃烧速度主要取决于化学反应速度,决定于温度水平.物理因素不再是控制燃烧的主导因素.(2)高速度、高浓度,高通量的固体物料流态循环过程.循环流化床锅炉的所有燃烧都在这两种形式的循环运动中逐步完成的.(3)高强度的热量、质量和动量传递过程.循环流化床锅炉的热量主要靠高速度、高浓度、高通量的固体物料来回循环实现的,炉内的热量、质量和动量的传递和交换非常迅速,从而从整个炉膛内温度分布很均匀.(4)负荷不同,流化状态发生变化,最低为0.循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉在结构与运行方面有什么区别呢?它与常规煤粉锅炉在结构与运行方面的区别有以下方面:(1)燃烧室外底部布风板是循环流化床锅炉特有的设备,其主要作用是使流化风均匀地吹入料层,并使床料流化.对布风板的要求是在保证布风均匀条件下,布风板压降越低越好.(2)床料循环系统是循环流化床锅炉结构上的主要特征:由高温旋风分离器和飞灰回送装置组成,其作用是把飞灰中粒径较大、含碳量高的颗粒回收并重新送入炉内燃烧.(3)循环流化床锅炉的入炉煤粒大.一般燃用粒径在10mm以下的煤即可,但要求燃料破碎系统稳定可靠.(4)循环灰参数对锅炉运行的影响.锅炉负荷通过热量平衡和飞灰循环倍率两方面来调节。
循环流化床锅炉运行时,其单位时间内的循环灰量可高达同单位时间内燃煤量的20~40倍。
由于灰的热容大很多,因此循环灰对燃烧室下部的温度平衡有很大影响,循环流化床锅炉燃烧室下部未燃带一般或根本不布置受热面,煤粒燃烧产生的热量则由烟气粉炉中,蒸发受热面的出力主要取决于炉膛温度,而在循环流化床锅炉中,床层温度基本不随负荷变化,或在小范围内波动。
运行中烟气携带的飞灰颗粒量成为影响蒸发受热面的重要因素.因此,循环流化床锅炉可以从热量平衡和飞灰循环倍率两个方面来调节锅炉负荷.(5)循环流化床控制系统要求高。
由于循环流化锅炉内流态化工况、燃烧过程较煤压、床层密度、汽温、汽压等,同样对于选择性流化床冷渣器和旋风分离器来说又要多两倍的控制参数,所以需要调整的参数比煤粉炉要高出许多,因此其控制系统较同等容量的煤粉炉要求高.另外,由于循环流化床锅炉的磨损相对比较严重,各种温度、压力和流量测点磨损程度也会增加很多,保证各测点正常工作的任务也异常艰巨,这对控制系统的要求随之提高.。
流化床锅炉与煤粉锅炉的区别
一、流化床锅炉与煤粉锅炉的区别。
循环流化床锅炉具有效率高、污染低、煤种适应性好的优点。
流化床锅炉与煤粉锅炉比较具有以下不同点。
1、锅炉启动前的冷态试验不同:煤粉炉通过冷态试验主要确定燃烧系统的配风均匀程度、一二次风的混合情况、四角喷燃器角度及切圆的大小、旋流燃烧器回流区的大小及回流量变化情况、燃烧器的阻力特性;找出合理的运行方式:如低负荷的运行办法、四角燃烧中缺角运行的影响、停用个别旋流燃烧器的方式等。
循环流化床锅炉通过冷态试验主要确定不同风量时的布风板阻力,作出布风板阻力随风量变化的特性曲线;确定不同料层高度下的临界流化风量并计算出热态运行最小风量;检查布风板布风的均匀性。
2、启动前的准备:煤粉炉启动前需要准备充足合格的除盐水、足够的启动用燃油、炉前煤仓上入足够的燃煤。
流化床锅炉除需要满足以上条件外还需向炉内添加一定量的启动床料(粒度一般要求<8mm),同时对进入炉前煤仓的煤要求粒度<8mm。
3、锅炉点火:煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪,对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热,并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量,使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。
循环流化床锅炉的点火一般分为床下点火、床上点火、床上床下联合点火,床上点火方式的主要优点是设备少,初投资少。
缺点是热利用率低,点火油耗大(相当多的热量被烟气带走,而没被用于加热下部床料)。
床下点火方式的主要优点是热利用率高,锅炉点火油耗低,而且加热均匀,升温稳定;缺点是热功率不太大。
锅炉加热利用燃油的放热加热烟气的温度,再利用热烟气加热炉膛内的床料,以不断提高床层的温度水平达到煤粒的着火温度。
循环流化床锅炉的启动时间和在启动过程中的燃油量都比煤粉锅炉要大的多,而且它在启动过程中所受到的升温、升压速度的限制条件也比煤粉锅炉要多。
4、锅炉投煤:煤粉锅炉的煤粉是靠煤粉气流和炙热的烟气在强烈混合后所吸收的对流换热,以及炉膛四壁和高温火焰的辐射换热来达到着火温度的。
流化床锅炉与煤粉锅炉的区别
一、流化床锅炉与煤粉锅炉的区别。
循环流化床锅炉具有效率高、污染低、煤种适应性好的优点。
流化床锅炉与煤粉锅炉比较具有以下不同点。
1、锅炉启动前的冷态试验不同:煤粉炉通过冷态试验主要确定燃烧系统的配风均匀程度、一二次风的混合情况、四角喷燃器角度及切圆的大小、旋流燃烧器回流区的大小及回流量变化情况、燃烧器的阻力特性;找出合理的运行方式:如低负荷的运行办法、四角燃烧中缺角运行的影响、停用个别旋流燃烧器的方式等。
循环流化床锅炉通过冷态试验主要确定不同风量时的布风板阻力,作出布风板阻力随风量变化的特性曲线;确定不同料层高度下的临界流化风量并计算出热态运行最小风量;检查布风板布风的均匀性。
2、启动前的准备:煤粉炉启动前需要准备充足合格的除盐水、足够的启动用燃油、炉前煤仓上入足够的燃煤。
流化床锅炉除需要满足以上条件外还需向炉内添加一定量的启动床料(粒度一般要求<8mm),同时对进入炉前煤仓的煤要求粒度<8mm。
3、锅炉点火:煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪,对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热,并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量,使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。
循环流化床锅炉的点火一般分为床下点火、床上点火、床上床下联合点火,床上点火方式的主要优点是设备少,初投资少。
缺点是热利用率低,点火油耗大(相当多的热量被烟气带走,而没被用于加热下部床料)。
床下点火方式的主要优点是热利用率高,锅炉点火油耗低,而且加热均匀,升温稳定;缺点是热功率不太大。
锅炉加热利用燃油的放热加热烟气的温度,再利用热烟气加热炉膛内的床料,以不断提高床层的温度水平达到煤粒的着火温度。
循环流化床锅炉的启动时间和在启动过程中的燃油量都比煤粉锅炉要大的多,而且它在启动过程中所受到的升温、升压速度的限制条件也比煤粉锅炉要多。
4、锅炉投煤:煤粉锅炉的煤粉是靠煤粉气流和炙热的烟气在强烈混合后所吸收的对流换热,以及炉膛四壁和高温火焰的辐射换热来达到着火温度的。
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摘要:目前,循环流化床燃烧系统已经发展到一个相当高的水平,其对于城市垃圾和农村秸秆的回收利用有着重要的意义。
本文从燃烧特点、水冷壁、运行费用等方面对循环流化床锅炉和煤粉锅炉进行了简要的比较。
关键词:循环流化床锅炉;煤粉炉;水冷壁;运行费用
1 引言
中国每年生产的粮食为4.9亿吨,秸秆产量为12亿吨左右,假设有40%的秸秆被用于发电,电站效率为26%,则每年可节约相当于发电消耗的标准煤的1.16%;中国现有城市660多座,每座城市每年生产的垃圾数量巨大,若将其用于流化床锅炉发电,相当于燃煤量的0.05%左右。
农业生产产生的秸秆等副产品、城市生活和生产垃圾都可以作为循环流化床锅炉的燃料用于民用生活、工业生产中的工艺用蒸汽、热水或者电力生产。
2 概述
煤粉炉(PCB)是将煤粉(粒径约75μm)与空气的混合物在炉膛中进行悬浮燃烧,燃烧产生的烟气与飞灰颗粒形成浓度很小的气固两相流以气力输送的形式流向尾部烟道。
煤粉锅炉的厂用电率低。
循环流化床锅炉(CFBB)是用高压空气将粒径约为1~8nm的燃料和循环灰颗粒流态化,从而形成密相区、稀相区、气力输送区三个燃烧放热的区域。
从炉膛排出的烟气中有浓度很高的燃料和循环灰颗粒,经过高温分离器以后,大部分燃料和循环灰颗粒被分离下来,进入回料阀,然后由回料风送回炉膛循环再燃。
循环流化床锅炉的优点有:燃料适应性广,燃烧效率高,可燃用几乎所有种类的煤种及各种低热值、高灰分或高水分的矸石、石油焦、工农业垃圾及城市垃圾,污染物排放量低,截面热强度高,燃料制备系统相对简单,灰渣综合利用性能好等。
其缺点是尘量较大不易处理、厂用电率高、操作复杂困难等。
3 PCB与CFBB的比较
3.1 燃烧特点
煤粉锅炉炉膛温度为1500℃左右,煤粉颗粒粒径约为60~80μm,煤粉颗粒燃尽时间约需1.8~2.5s,单只煤粉燃烧器的功率可以达到很大。
煤粉锅炉的NOx和SOx的排放量都很高,需要采用专门的尾部烟气脱硝装置和尾部烟气脱硫装置进行烟气净化。
煤粉锅炉的飞灰份额为90%~95%。
循环流化床锅炉的密相区温度为880~900℃左右,燃料颗粒粒径约为1~10mm,燃料颗粒可以进行反复循环与燃烧,但是单只布风板的面积有限,因此循环流化床锅炉在容量扩大方面受到限制。
由于燃烧温度比较低,NOx排放量较低,可在炉膛内同时进行脱硫和燃烧,飞灰份额一般在51%~63%之间。
循环流化床锅炉具有广泛的煤种适应性,但是对于已投入运行的某一台CFB锅炉而言,其不能燃用一切固体燃料。
3.2 炉膛热负荷分布规律
煤粉锅炉的烟气温度在垂直方向上随着锅炉高度的升高,经历了快速上升、在燃烧器上方区域达到了最大值、然后逐渐下降的过程。
在水平方向上,煤粉锅炉的热负荷分布也是不均匀的。
因此煤粉锅炉水冷壁的工质一侧容易发生热负荷偏大、传热恶化和超温爆管事故。
循环流化床锅炉炉膛的热负荷在垂直方向上沿着炉膛高度经历了从高到低的缓慢降低过程,在水平方向上锅炉热负荷也分布均匀。
因此循环流化床锅炉水冷壁的工质一侧不容易发生传热恶化、超温爆管。
3.3 炉侧蓄热能力
煤粉锅炉的炉侧烟气流动速度较快,蓄热能力有限,而且炉侧烟气对由负荷变化引起的温度变化的反应速度要比锅侧工质慢得多。
循环流化床锅炉炉烟气侧的床料量较大,蓄热能力较强,不能忽略锅炉负荷变化时床料温度变化的吸收作用,即锅炉负荷提高,床料释放热量;锅炉负荷降低,床料吸收热量。
3.4 水冷壁
3.4.1 水冷壁沾污、结渣情况
动力煤的灰分的变形温度DT一般在1100~1150℃之间。
煤粉炉的炉膛烟气最高温度可以达到1500~1600℃,超过了灰分的DT,因此,会有灰分经过熔化、挥发、凝结,最后在水冷壁管的外壁上形成沾污层。
如果灰分的DT很低,发生了缺氧燃烧或敷设卫燃带的方式不合理,可能造成水冷壁、分隔屏等部位的严重结渣。
循环流化床的燃烧温度为850~910℃,低于灰分的DT,因此,灰分不会在循环流化床锅炉水冷壁表面形成坚固的沾污层,基本上不结渣。
但是,在密相区的耐火材料层的外壁会发生结渣现象。
而且,如果脱硫剂中含有较高的K2O、Na2O或者其他碱金属的氧化物,会使密相区甚至水冷壁发生严重结渣,有时会导致排渣不畅的故障。
3.4.2 水冷壁爆管
环流化床锅炉水冷壁工质侧和烟气侧温度分布都很均匀,爆管的原因是床料颗粒对水冷壁金属的磨损。
煤粉锅炉水冷壁的工质侧温度分布情况如下:临界压力以下锅炉,均匀;超临界锅炉,工质温度逐渐上升。
烟气侧温度分布情况:炉膛垂直方向,温度从低到高再到低;炉膛水平方向也不均匀。
因此煤粉锅炉可能因热负荷不均匀引起的传热恶化造成水冷壁爆管。
3.4.3 水冷壁的高温腐蚀
煤粉锅炉炉膛温度较高,高温腐蚀速度较快。
而且,煤粉炉的脱硫工艺是尾部烟道烟气脱硫,因此炉膛的二氧化硫浓度较高,高温腐蚀速度较快。
循环流化床锅炉炉膛温度较低,基本上不发生高温腐蚀。
并且,循环流化床锅炉的脱硫工艺是燃烧过程中脱硫,即在炉膛内,燃烧煤粒的同时将石灰石颗粒投入炉膛内进行脱硫反应。
因此,循环流化床锅炉炉膛的二氧化硫浓度较低,高温腐蚀速度较慢。
3.5 运行费用
调研结果表明,PC锅炉机组在安装SCR脱硝装置以后,由于要消耗大量的尿素和燃油,并且其使用的催化剂大约每4年需更换一次,因此不算催化剂所带来的二次污染,电厂增加的发电成本约0.01元/ kW?h。
对于一台300MW机组,假定其每年满发时间为5000 h,那么每年的运行成本将增加约1500万元。
粗略相比,CFB锅炉的供电煤耗比PC锅炉多出16.71G/kW?h,相当于每年多消耗2.5万吨标准煤,因此与上述PC锅炉增加的成本相比,如果标准煤的价格在600元/t以上,则PC锅炉在运行成本上有优势,反之则CFB 锅炉机组有优势。
如果我们利用煤矸石作为原料进行发电的话,那么CFB锅炉组就占有优势。
不仅如此,PC锅炉脱硝装置所更换下来的催化剂如果处理不当还会造成较大的二次污染,而且尿素生产过程中还要消耗大量的能源。
理论计算表明,每生产1t氨气,需要消耗的能量为20.93GJ,但在我国由于技术工艺水平比较低,每合成1t氨气能耗高达40GJ(折合1365.1kg标煤)以上,而且合成氨过程中主要消耗的是优质燃料天然气。
综合看来,CFBB与PCB相比,300MW级CFB锅炉机组能耗高于同级别PC锅炉,但如果综合考虑劣质燃料利用以及污染物减排,其在经济性上和PC锅炉是有可能相当的。
故将循环流化床锅炉技术应用到煤矸石燃烧发电上有PC锅炉不可替代的优势,同时成本上和PC锅炉水平相当。
目前,循环流化床燃烧系统已经发展到一个相当高的水平,燃烧效率高达98%~99%。
借助添加石灰石进行炉内脱硫,效果可达90%以上,负荷调节能力可达1∶3到1∶4,在系统完备的条件下,可实现负荷调节速率约5% /分。
其实际运行的工作可靠性超过90%,在投资和运行费用方面,也要较一般的带有尾气脱硫装置的煤粉炉便宜得多。
参考文献:
[1]李建锋,郝继红.我国循环流化床锅炉机组数据统计与分析[M].北京:中国电力企业联合会科技服务中心.
[2]樊泉桂,阎维平.锅炉原理[M].北京:中国电力出版社,2004.
[3]王世昌.锅炉原理同步导学[M].北京:中国电力出版社,2009.
[4]路春美,程世庆,王永征.循环流化床锅炉设备与运行[M].北京:中国电力出版社,2003.。