流化床与炉排炉的对比(分析各自利于弊)1
炉排炉与硫化床比较优劣势
流化床焚烧炉流化床炉燃烧技术是本世纪六十年代初得到迅速发展起来的一种新型清洁燃烧技术。
采用该技术的焚烧炉的基本特征在于在炉膛下部布置有耐温的布风板,板上装有载热的惰性颗粒,通过床下布风,使惰性颗粒呈沸腾状,形成流化床段,在流化床段上方设有足够高的燃烬段(即悬浮段)。
一般物料投入流化床后,颗粒与气体之间传热和传质速率高,物料在床层内几乎呈完全混合状态,投向床层的废弃物能迅速分散均匀。
由于载热体贮蓄大量的热量,可以避免投料时炉温急剧变化,床层的温度保持均一,避免了局部过热,因此床层温度易于控制。
同时它具有燃料效率高,负荷调节范围宽,污染物排放低,热强度高,适合燃用低热值燃料等优点。
我国的垃圾热值相对偏低。
流化床焚烧炉的优点主要表现在如下几个方面: 1.操作方便、运行稳定。
垃圾经破碎混合后,质地相对均匀,流化床床料为石英砂蓄热量大,因而避免了床的急冷急热现象,使燃料稳定。
垃圾的干燥、着火、燃烧与后燃烧几乎同时进行,无需复杂的调整,燃烧控制轻易,并易于实现自动化,能在极短时间内完成起动或停止,因此可实现连续燃烧。
2.耐久性好,使用寿命长。
炉内没有机械运动部件,故使用寿命长。
由于燃烧均匀,不会产生局部过热现象,加之炉子为箱式结构,与耐火材料的热膨胀相适应,因此在一定程度避免了耐火材料的损坏。
3.流化床焚烧炉以其本身的特点,减少了废水的产生量。
炉渣呈干态排出,无渣坑废水,亦不需处理重金属污水的设备。
垃圾槽内的废水可向焚烧炉内喷散雾化焚烧处理。
4.流化床焚烧炉由于炉内燃烧强度和传热强度高,相同垃圾处理量的流化床炉体积比炉内要小,故而投资省,适用于大型化发展。
5.可燃烧高水份,低热值,高灰份的垃圾,床内混合均匀,燃烬度高,使垃圾容积大大减少,适合垃圾热值随季节性变化很大的特点。
炉排炉的优点是不需要对垃圾进行预处理。
其不足之处如下:1.炉排必须耐热,在长期连续运行期间,热应力必须不变,这样炉排对材质要求高,而且炉排加工复杂,由于炉排需转动,可靠性低及能耗高构成其问题。
链条炉排锅炉与CFB(循环流化床)锅炉的技术经济性分析
链条炉排锅炉与CFB(循环流化床)锅炉的技术经济性分析胜利油田热电联供中心张荣波锅炉是一种将各类燃料的化学能转换为热能,并将这些热能转变成其它工质热能,生产出规定参数和品质的工质的一种机械设备。
锅炉以提供良好的燃烧条件为基础,以把燃料的化学能最大限度地释放出来和传递给其它工质为目标。
工业锅炉多数是将低温水加热成为热水或蒸汽。
工业锅炉按照燃料在炉内的燃烧方式分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉。
层燃炉主要采用固定炉排锅炉,链条炉排锅炉,往复炉排锅炉等。
沸腾炉主要采用沸腾燃烧方式或者循环流化燃烧方式进行燃烧的锅炉。
沸腾炉使用气流将一定细度的燃料颗粒吹起,形成沸腾床或者流化床,燃料在床内燃烧放热。
室燃炉是燃料以粉状(固体燃料,例如煤粉)、雾状(液体燃料,例如油)或气态(气体燃料,例如天然气)随同空气喷入炉膛(燃烧室)进行悬浮燃烧的锅炉。
燃烧煤粉的室燃炉叫做煤粉炉。
由于煤粉炉制粉系统比较复杂,设备造价较高,多用于发电锅炉,其负荷调节范围较小,只有在稳定工况下连续运行才能获得较高的燃烧效率。
工业锅炉多数采用层燃或CFB(循环流化床)燃烧方式。
下面我们将对这两种燃烧方式的技术经济性进行分析比较。
一、链条炉排锅炉的优缺点链条炉排锅炉是最早出现的燃煤锅炉类型,其的技术成熟,运行可靠,操作简单,管理方便运行操作简单,负荷的适应性较强。
锅炉辅机较少,送引风机的风量、风压较小,耗电量少。
链条炉排锅炉安装方便,施工期短,整个工程的造价和运行中维修费用相对较低。
初始飞灰排放浓度低,无须配置高效的电除尘或布袋除尘装置。
但其不能进行炉内脱硫,需要单独设置脱硫装置,对煤种的适应性较差,热效率低。
燃烧产生的硫氧化物和氮氧化物浓度较大,烟气治理难度大费用高。
随着技术的改进和新设备新技术的应用,现今国内运行优良的锅炉房,链条炉排锅炉的燃烧热效率可以达到85%以上。
有些最高可以达到88%以上。
按照最新的锅炉节能技术监督管理规程中有关于锅炉最低效率的规定,新设计和安装的35t/h燃用Ⅲ类烟煤的锅炉热效率目标值为88%最低值为80%。
循环流化床锅炉的优缺点
是在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来的,因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。
但是又有很大的差别。
早期的循环流化床锅炉流化速度比较高,因此称作快速循环循环床锅炉。
快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。
鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间,形成了一定的理论。
要了解循环流化床的原理,必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一、循环流化床锅炉的优点。
1.燃料适应性广,这是循环流化床锅炉的重要优点。
循环流化床锅炉既可燃烧优质煤,也可燃烧劣质燃料,如高灰煤、高硫煤、高硫高灰煤、高水分煤、煤矸石、煤泥,以及油页岩、泥煤、炉渣、树皮、垃圾等。
他的这一优点,对充分利用劣质燃料具有总大意义。
2.燃烧效率高。
国外循环流化床锅炉的燃烧效率一般髙达99%。
我国自行设计的循环流化床锅炉燃烧效率髙达95%-99%。
该锅炉燃烧效率的主要原因是燃烧尽率高。
运行锅炉的实例数据表明,该型锅炉的炉渣可燃物图仅有1%-2%,燃烧优质煤时,燃烧效率与煤粉炉相当,燃烧劣质煤是,循环流化床锅炉的燃烧率比煤粉炉约高5%。
3.燃烧污染排放量低。
想循环流化床内直接加入石灰石,白云石等脱硫剂,可以脱去燃料燃烧生成的SO2。
根据燃料中所含的硫量大小确定加入脱硫剂量,可达到90%的脱硫效率。
循环硫化床锅炉NOχ的生成量仅有煤粉炉的1∕4-1/3。
标准状态下NOχ的排量可以控制在300mg/m3以下。
因此循环流化床是一种经济、有效、低污染的燃烧技术。
与煤粉炉加脱硫装置相比,循环流化床锅炉的投资可降低1∕4-1/3。
4. 燃烧强度高,炉膛截面积小炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。
其截面热负荷约为 3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉。
同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2~3倍。
5.负荷调节范围大,负荷调节快当负荷变化时,只需调节给煤量、空气量和物料循环量,不必像鼓泡流化床锅炉那样采用分床压火技术。
循环流化床锅炉与新型往复炉排锅炉实用经济性分析
循环流化床锅炉与新型往复炉排锅炉实用经济性分析摘要:随着社会的发展进步,人们的生活水平、生活质量要求越来越高,集中供热的规模越来越大,能源问题也越显突出。
目前我国供热能源还是以燃煤为主,随着能源需求的扩大,煤炭资源变得越来越紧张。
尤其是优质煤价格飙升,资源匮乏。
而劣质煤储量丰富,如何在保证锅炉出力和效率的前提下高效燃用劣质煤成为新的课题。
目前国内有两种产品能够燃用劣质煤。
一种是循环流化床锅炉,一种是大型往复炉排锅炉。
关键词:循环流化床锅炉;新型往复炉排锅炉;实用经济性;前言:作为能燃烧低品位煤而言,目前国内市场上普遍存在而又相互争议的锅炉是往复炉排锅炉和循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉适合燃烧4000 大卡以下的煤及矸石,往复炉排锅炉适应燃烧3000~4500 大卡的煤。
一、锅炉介绍1.往复炉排锅炉。
大型往复炉排锅炉是在2000年以后逐步发展起来的。
往复炉排锅炉是层燃锅炉中煤种适应性较广的一种燃烧设备。
在炉排往复推动中具有双面引火及拨火功能,因此燃料适用性广而得以向高参数大容量发展。
单机蒸发量200 t/h(热容量145 MW)SHWl45—1.6/150/90一AII型锅炉问世,标志着大型往复炉排锅炉的技术日趋成熟。
现阶段的往复炉排膜式壁锅炉设计效率在85%以上。
其结构紧凑,节省占地及空间,尾部采用铸铁省煤器,降低锅炉排烟温度,不惧低温腐蚀。
往复炉排锅炉运行维护简单方便,可随意启炉、停炉,锅炉运行自身耗能低。
2.循环流化床锅炉。
循环流化床锅炉属沸腾燃烧锅炉,其特点是能燃用劣质煤,甚至煤矸石。
其技术最早源自国外,目的是消除煤炭坑口的煤矸石。
循环流化床锅炉的发展也是适应了我国能源结构的需求。
循环流化床锅炉设计效率为87%~91%,煤的粒径要求不大于10mm。
循环流化床锅炉因必须有较大的流化空间,通常锅炉尺寸相对较大,钢耗量随之增加。
循环流化床锅炉埋床受热面磨损较大,需定期维护;物料浮动燃烧,需高压送风机,锅炉运行自身能耗较大;点火复杂,需辅助燃料(天然气或油)预热炉膛,不宜频繁停炉、启炉;运行操作复杂,司炉必须经过专业培训,其运行管理模式等同于热电厂。
循环流化床锅炉与往复炉排锅炉比较
30
无
投资总费用 (万元)
8828
8451
3 运行成本比较
以某工程 3×58MW 热水锅炉为例,对运 行成本进行比较。
锅炉供热成本比较表
方案比较
方案一
方案二
比较类别
循环流化床热 水管往复炉排
水锅炉
热水锅炉
水 (万元/年) 电 (万元/年) 煤 (万元/年) 总计 (万元/年)
20.71 591.8 4043.7 4656
25
25
电 (万元/年)
72.58
84.7
生石灰 (万元/年)
483.8
604.8
石灰石粉 (万元/年)
100
尿素 (万元/年)
140
总计 (万元/年)
821.38
714.5
备注:1.年运行时间 5040h;2.生石灰 400 元/t; 电费 0.4 元/kWh;水费 1.5 元/t。
4 结语
方案一:循环流化床高温热水锅炉 该炉型的优点是:可燃用低发热量的劣质 煤,热负荷可在 30%~110%的范围内调节。 可在炉内脱硫,减少 SO2的排放量。控制料层 燃烧温度,可抑制氮氧化物的生成量。锅炉热 效率高,灰渣的综合利用好。 其缺点是:燃料要经破碎到较小粒度才能 进入炉内燃烧,一、二风压力要求较高。烟气 排放初始含尘浓度高,要用电除尘或两级除尘 才能达到排放标准要求。灰量大,灰的处理会 造成二次污染。部分受热面磨损较大,影响锅 炉安全运行。锅炉和冷渣器的生产和运行经验 相对较弱。热源厂的总耗电量较高,相同容量 的循环流化床比往复炉排锅炉多耗的电费可多 购买 14%左右的燃煤,而循环流化床比往复炉 排锅炉热效率高的节煤只有 6%左右。 方案二:往复炉排高温热水锅炉 该炉型的优点是:生产经验丰富,运行性 能可靠,用量很大的成熟炉型。大炉型的热效 率较高,热负荷可在 30%~100%的范围内调 节。锅炉排烟初始含尘浓度低,经一级除尘就 可达到排放浓度要求。燃煤粒度在 40mm 以下 可直接进入炉内燃烧,一般原煤可不破碎就能 满足要求。 其缺点是:水管往复炉排热水锅炉不能在 炉内脱硫脱硝,额外需要脱硫脱硝设备。对热
炉排炉同CFB锅炉比较---咨询
水冷震动炉排炉和循环流化床锅炉的比较在生物质能发电项目中,应用比较广泛的是高温高压的水冷振动炉排锅炉和循环流化床锅炉两种。
对于这两种锅炉对于生物质燃料的适应情况和应用状况,业内也有不同的说法。
本文尝试从两种炉型的设计理念、生产工艺、安装难易、运行状况、经济效益等方面做一个比较,以利于投资人做出选择。
一、设计起源高温高压水冷振动炉排锅炉技术来自于丹麦,是百安纳(Bioener)公司针对生物质燃料进行设计,主要目的用于生物质能发电,在丹麦已经有40多年的生物质发电应用历史。
循环流化床锅炉立足于本土设计生产,当初是为了燃烧煤矸石等贫瘠煤种设计,后来,应用范围扩大到垃圾处理、燃煤、生物质发电等方面,是国内某些专家教授偏爱的一种炉型。
二、燃料适应性DPCT水冷振动炉排炉,较好的结合了国外先进技术和中国燃料的实际状况,可以适应多达80多种的农林废弃物,既可燃烧单一燃料,也可掺烧多种燃料。
在燃料水分高达40%时亦可稳定燃烧,水分达60%时仍可带70%负荷。
循环流化床仅适用于燃料粒径和密度差别不大的燃料,对燃料的要求较为苛刻。
水分含量高时,不能稳定工作,当水分含量为50%时,燃烧效率极差。
对于入炉燃料,DPCT水冷振动炉排锅炉要求较低,燃料预处理相对简单。
而循环流化床锅炉对燃料预处理要求较高,对燃料粒径具有较严格要求,需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理,使其尺寸、状况均一化,使燃料的热值稳定。
该部分投资费用较高。
三、制造工艺和安装要求高温高压水冷振动炉排锅炉使用的材料大多为特种不锈钢,制造工艺复杂,加工量大,工时长。
比如:三四级过热器为TP347H、锅筒均为DIWA353等。
循环流化床用材普通,制造工艺相对简单,加工时间较短。
高温高压水冷振动炉排锅炉为模块式组装,安装现场仅有6000道焊。
锅炉质量比较有保障,锅炉使用寿命长。
相较而言,循环流化床施工现场的焊口数量多达10000多道,大量的焊接工作在现场完成,锅炉的质量和寿命不易保证。
垃圾焚烧飞灰处理的代价
垃圾焚烧飞灰处理的代价两周前,自然大学和点绿中国(原中国垃圾论坛)请清华大学的刘建国老师来做了一次讲座,主要内容就是垃圾焚烧所产生的飞灰处理。
下面的内容是志愿者马洁根据讲座录音做的整理。
讲座内容开头讲了当前垃圾焚烧的两种技术流化床和炉排炉在中国的使用情况。
虽然有些飞灰处理技术的观点值得商榷,但是绝对是科普的好资料。
主讲人:刘建国(清华大学)时间: 1月19日地点:中国垃圾论坛办公室焚烧增长非常快o 09年焚烧比例占到垃圾处理量的20%,不到80%是卫生填埋。
包括堆肥在内的其它方式只有3%。
焚烧还是在持续地增加,所以飞灰作为焚烧的主要副产物,它的重要性也会越来越突出。
o 01年36座焚烧厂,09年是93座。
这两年还在增加,但是没有得到新的数据。
o 国际上从1876开始在纽约、伦敦、汉堡开始有了简易的焚烧炉,发展经历了非常长的时间。
o 到了上世纪80年代,第四代焚烧技术,后来很快到第五代的技术。
o 大量投资花费到烟气处理,也就是污染控制方面。
我们国家大概从1988年才开始有了焚烧,同时有了自己国产的土炉子,就是非常简易的,基本上跟家里生火的炉子差不多,就是规模大一些。
国产的是四川乐山的,深圳的垃圾焚烧是引进的。
本世纪以来基本上都是第五代的水平。
但是同时一些土的炉子在有一些地方也还在用。
所以要区分开大型的现代化的炉子与小型的土炉子,不要两者的一些问题混淆起来。
最突出的特点是烟气处理的分量越来越重,烟气处理主要还是分离净化的过程。
是把烟气中脏的部分给它吸附下来,分离出去,然后排出去的气体就干净了。
但是这些脏的东西就非常的脏,这里面就是重金属、二噁英都在里面。
之前为什么没有这么突出飞灰的问题,因为之前都排到大气当中了,灰相对来说就要干净,后来烟气处理的设施越来越严格,脏的东西就都富集到灰当中去了,这个灰就会越来越麻烦,处理它的难度就会越来越大。
所以,一方面我们看到灰是比较难处理的,但是另一方面我们看到,这是技术进步的结果——灰越脏意味着排到大气中的烟气越干净,因为物质守恒嘛,它不到这儿去就那儿去。
循环流化床锅炉和煤粉炉比较
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%)。
这种炉型是目前环保节能型电厂的发展方向。
国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多的厂家也投入了循环流化床锅炉的研制和生产,安装循环流化床锅炉的坑口电站遍及全国各地。
循环流化床燃烧技术是一种新技术,锅炉结构特殊,燃烧方式与煤粉炉有本质的区别,国内在安装技术方面与煤粉炉相比还有一定差距。
本文只对几个突出的问题提出自己的看法,与煤粉炉类似的问题不再涉及。
1 磨损问题循环流化床锅炉燃用粒径在13 mm以下的煤粒,流化风速很大(通常为5~10 m/s)。
磨损问题是该锅炉最大的问题。
1.1 燃烧带的磨损炉膛布风板周围为四侧水冷壁,在布风板上部3.5 m高度范围内水冷壁的内外侧全部焊接销钉,整体浇注“耐高温耐磨浇注料”,外侧安装金属护板。
向火面的浇注料层厚度通常为20 mm。
这个区域称为“燃烧带”。
燃烧带包围的空间称为“燃烧井”,燃烧井是循环流化床锅炉燃烧的中心,进行煤粒流化、燃烧、燃尽全过程。
燃烧带的磨损全部由耐高温耐磨浇注料来承担,浇注料的材质和施工质量是减小磨损的重点。
首先是选材问题,国内生产耐高温耐磨浇注料的厂家很多,材料的种类也很多,浇注料在不同温度下的耐磨度相差很大。
有的材料在1 400~1 600℃范围内耐磨度最高,但在800~1000℃温度区耐磨度很低,故材料的选用很关键。
循环流化床锅炉的燃烧温度为800~1 000℃,因此要选用在这个温度区耐磨度最大的材料。
施工质量也是一个重要问题,在施工中需注意以下几点:(1) 水灰比必须控制好,一般浇注料加水7%~8%,要严格按材料使用说明书施工。
加水量增加1%,浇注料强度降低20%左右(未加考证)。
循环流化床与炉排炉的比较因素
纯烧秸秆的锅炉主要有机械炉排炉和循环流化床秸秆锅炉,现将它们的部分性能对比如下:(1)应用情况:机械炉排炉在国外有成熟的长期运行经验,使用数量最多,已有许多定型产品,近来国内也有较多使用。
从目前使用情况来看,国外炉排炉目前普遍认可的是丹麦BWE公司的振动水冷炉排炉;而循环流化床秸秆燃烧炉以德国KARLBAY公司的差速床技术为代表。
近段时间,循环流化床秸秆燃烧炉在国内使用较广泛(2)炉型尺寸:由于燃料在炉排炉内的搅拌程度、气体分布、整体反应速度不及流化床炉速度,使得秸秆在炉排炉内的停留时间比流化床焚烧炉长,断面热负荷小于流化床,造成炉排炉占地面积大,而流化床瘦而高。
(3)用燃料对象:炉排炉要求燃料热值保持相对稳定;而流化床密相区有大量的高温物料,床层的热容量大,燃料适应性强。
(4)二次污染控制:由于循环流化床采用低温(850~950℃)、分级燃烧,限制了热力型氮氧化物的形成,同时床中加入合适的吸附剂(如石灰石粉),可以大大降低SO2和HCl的排放。
而炉排炉燃烧温度高,烟气中污染物浓度高。
因此,从燃烧过程控制二次污染来看,流化床炉要优于炉排炉。
(5)燃料预处理:炉排炉一般只设简单的预处理系统;上料系统复杂。
而循环流化床燃烧炉对燃料预处理要求较高,对燃料粒径具有较严格要求,需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理,使其尺寸、状况均一化,入炉秸秆尺寸一般要求为150~200mm,该部分投资费用较高,但上料系统简单。
(6)高温腐蚀情况:秸秆燃烧中含有较高的氯和钾,燃烧过程中会形成HCl和碱金属低共融化合物,会发生高温腐蚀。
炉排炉通常靠采用高温耐腐蚀材料做过热器,价格较高,而循环流化床锅炉通过炉内脱氯和设置外置式换热器,可有效减轻高温腐蚀。
(7)磨损情况:炉排炉中由于秸秆燃烧过程均发生在炉排表面上,炉排相对较长,炉型较大,磨损相对较轻;循环流化床炉的布风板、周围水冷壁及后面尾部受热面和炉墙的磨损均比炉排炉明显。
炉排炉和循环流化床锅炉生物质发电技术比较(初稿)-推荐下载
生物质发电锅炉技术比较1.技术比较生物质锅炉主要有水冷振动炉排炉和循环流化床锅炉,现将它们的部分性能对比如下:1)应用情况:水冷振动炉排炉在国内外均有成熟的长期运行经验,使用数量最多,市场占有率高,生产、安装、调试、运营的经验均较其它炉型丰富。
中国第一座生物质发电厂-单县生物质发电厂即采用我公司的源自丹麦的水冷振动炉排炉技术。
而循环流化床锅炉最早是为解决燃煤机组烟气炉内脱硫的问题而在中国采用,虽然近年开始尝试用于生物质发电,但基于未解决的技术问题较多,且CDM指标难申请等因素,还未能广泛应用。
2)燃料适应性:DPCT水冷振动炉排炉,较好的结合了国外先进技术和中国燃料的实际状况,可以适应多达60多种的农林废弃物,既可纯烧某种燃料,也可掺烧多种燃料。
在燃料水分高达40%时亦可稳定燃烧。
循环流化床仅适用于燃料粒径和密度差别不大的燃料,对燃料的要求较为苛刻。
3)燃料预处理:DPCT水冷振动炉排炉基本无需燃料预处理系统。
而循环流化床燃烧炉对燃料预处理要求较高,对燃料粒径具有较严格要求,需要将秸秆进行一系列破碎、筛分等处理,使其尺寸、状况均一化,入炉秸秆尺寸一般要求为150到200mm,该部分投资费用较高。
4)磨损情况:炉排炉中由于秸秆燃烧过程均发生在炉排表面上,炉排相对较长,炉型较大,磨损较轻;循环流化床炉的布风板、周围水冷壁及后面尾部受热面和炉墙的磨损严重。
5)安装方案:焊口比较少:水冷振动炉排锅炉,以德普新源公司的产品为例,省煤器和烟冷器都是模块化的,三四级过热器都是直接跟小集箱焊接在一起的。
水冷振动炉排锅炉,以德普新源公司的产品为例,安装方式是底部支撑的,从下往上安装的。
CFB锅炉是吊装的,从上往下安装的,难度较大。
表一:优缺点比较水冷振动炉排炉循环流化床炉优点 a.燃料的适应范围广b.秸秆基本无需预处理就可直接入炉a.SO2、NO x排放浓度较低b.初期投资较低c.磨损相对较轻d.烟气含尘浓度较低e.设备厂用电低f.设备运行可靠,年发电小时数多,全生命周期发电成本低缺点a.SO 2、NO x 排放浓度较高(但可满足国家排放标准)b.初期投资较高 a.燃料适应范围窄b.燃料预处理要求较高c.受热面磨损严重d.设备厂用电高e.烟气含尘浓度相对较高f.设备运行停机检修维护时间较长,年发电小时数少,全生命周期发电成本高表二:因素比较比较因素水冷振动炉排炉循环流化床生物质燃料的适应性适应燃料范围大适应燃料范围小燃料预处理简单复杂结焦情况小一些大一些燃烧充分性通过炉排按一定频率振动(可根据燃料调整),使燃料在炉排上充分与空气接触、充分燃烧要求燃料粒径和密度均一,否则无法充分燃烧锅炉效率DPCT专利降低排烟效率较低温度,效率高设备厂用电低高年运行时间(小时)7200<5000设备磨损程度低高后期维护费用低高CDM申请难度易难市场占有率大小技术来源DPCT水冷振动炉排源自燃煤锅炉技术源自丹麦,专为生物质焚烧开发2.经济性:水冷振动炉排炉的经济指标明显优于循环流化床锅炉。
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。
煤粉炉与循环硫化床锅炉对比
燃烧效率
CFB锅炉内的固体物料(包括燃料、脱硫剂、灰渣等)在炉内循环燃烧,效率可达97.5%~99.5%。燃来自效率视煤种而变,一般不低于97%。
7
负荷调节
最低稳燃负荷为一般为30%,低于30%负荷时才投助燃系统。负荷调节范围宽。
最低稳燃负荷为50%,低于50%负荷时必须投运助燃系统。负荷调节范围窄。
煤粉炉和循环流化床锅炉的主要优缺点
序号
项目
CFB锅炉
煤粉炉
1
可靠性
CFB锅炉是近几年来发展应用起来的一种采用先进燃烧技术的新炉型,其特点之一是对燃料适应性广和良好的环保效益,燃料的变化对该炉型运行的影响较小。它既可以适用于单一燃料也可以适用于多种燃料混烧的不同工况。发展时间较短,但技术上面已日趋完善。
8
原料粒度与制备系统
CFB锅炉要求给煤粒度为8~10mm,与PC炉相比可省去制粉系统,只需对进炉煤进行1~2级破碎。
煤的粒度要求为200目,通过率85%以上,即94um以下,此时系统需要增加煤粉制备系统。电耗增加,运行管理费用增加.
9
排渣系统
冷却后固态排渣,易于实现灰渣的综合利用
水封水液态排渣,需要冲渣水。渣无法利用
无法控制NOx的生成,必须加装脱销装置才可控制NOx的排放浓度。
5
燃料适应性
CFB锅炉能燃烧劣质、低挥发分的煤,如无烟煤,甚至煤矸石、泥煤、石油焦、油页岩、木屑、垃圾等。电厂服务年限中(>30年)可根据市场情况改变燃料。
煤种的适应性较窄。通常按一定煤种设计的煤粉炉,煤质仅能在一定很窄范围内变动,无法改变燃种。
10
控制方面
不易灭火
易灭火,
11
磨损问题
严重,需要进行防磨处理,维护费用较高
循环流化床锅炉和煤粉炉优缺点比较
循环流化床锅炉燃烧技术是具有燃料适性好、燃烧效率高、气体污染物排放低、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20多年,特别是近5年来循环流化床锅炉在我国得到突飞猛进的发展,目前220~480T/H的循环流化床锅炉在我国就有300多台,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,在选型时值的慎重考虑。
(一)循环流化床锅炉相比煤粉锅炉的优点:1)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。
而煤粉炉对煤质的要求较高,某公司煤粉炉设计煤种为陕西黄陵煤,因市场问题,先后进行了陕西和甘肃其他地区煤矿的煤试烧,均未成功,试烧时存在炉膛喷燃器、过热器结焦,给煤机断煤等现象,使锅炉无法正常运行,煤粉炉对煤种适应性差的现象比较明显,现只能燃用设计的黄陵煤种。
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。
3)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%。
4)负荷的调节范围宽,调节性能好。
锅炉三种燃烧方式优缺点对比及综合分析
锅炉三种燃烧方式优缺点对比及综合分析一、引言锅炉是工业领域中重要的热能设备,其燃烧方式直接影响到锅炉的性能和运行效率。
本文将对比分析三种常见的锅炉燃烧方式:层燃、室燃和循环流化床燃烧的优缺点,并对其进行综合评估。
二、层燃燃烧方式优点:(1)燃料适应性广:层燃锅炉可以适应多种类型的燃料,包括煤、油和气。
(2)燃烧稳定:由于采用层状燃烧方式,燃料在炉排上逐层燃烧,因此燃烧过程稳定。
(3)易于操作:层燃锅炉的送风系统相对简单,操作方便。
缺点:(1)燃烧效率低:由于燃料在炉排上逐层燃烧,热量传递过程较长,导致燃烧效率较低。
(2)炉膛温度不均:层燃锅炉的炉膛温度分布不均,影响热能的充分利用。
(3)污染排放大:由于燃烧不完全,烟气中存在大量未燃尽的碳颗粒和有害气体,污染环境。
三、室燃燃烧方式优点:(1)燃烧效率高:室燃锅炉采用悬浮燃烧方式,燃料与空气混合充分,燃烧速度快,效率高。
(2)热能利用率高:由于炉膛温度分布均匀,热能得到充分吸收和利用。
(3)燃料适应性广:室燃锅炉同样可以适应煤、油和气等多种燃料。
缺点:(1)操作难度大:室燃锅炉的送风系统和燃料供应系统较为复杂,操作难度较大。
(2)易受结渣影响:在高温条件下,燃料中的灰分容易结渣,影响锅炉运行。
(3)制造成本高:室燃锅炉的结构复杂,制造和维修成本相对较高。
四、循环流化床燃烧方式优点:(1)燃烧效率高:循环流化床锅炉采用流态化燃烧方式,燃料与空气混合良好,燃烧效率高。
(2)环保性能好:循环流化床锅炉具有较高的脱硫效率和较低的NOx排放量,对环境友好。
(3)燃料适应性广:循环流化床锅炉可以适应多种类型的燃料,包括劣质煤、生物质等。
缺点:(1)运行成本高:循环流化床锅炉的燃料消耗量较大,运行成本相对较高。
(2)磨损问题:循环流化床锅炉内的高速流动介质对设备部件造成较大的磨损,需要定期维修和更换部件。
(3)启动时间长:循环流化床锅炉的启动和停炉过程相对较长,不适合频繁启停操作。
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炉排炉有二恶英的困扰,流化床控制系统较复杂。
究竟哪种工艺在技术上更适合城市垃圾处理?究竟哪种工艺更易于大范围推广?
在市场领域,炉排炉与流化床工艺未分轩轾,而小型焚烧炉因为其烟气处理工艺相对简单,难以达到严格的环保标准,从长期来看,市场份额将逐步减少直至彻底退出。
在技术选择方面,徐海云说,关于这两种工艺的争论颇为激烈,争论焦点在于:究竟哪种工艺在技术上更适合城市垃圾处理?究竟哪种工艺更易于在大范围推广?
某公司一位不愿透露姓名的技术专家告诉记者,炉排炉和流化床焚烧炉在产业发展的过程中都经历了螺旋式发展的几个过程。
炉排炉的技术基础是煤燃烧领域中的链条炉,针对垃圾的特点加以改进,适应了垃圾处理的技术要求。
从垃圾焚烧炉六大关键系统(储料和上料系统;焚烧系统;汽轮发电机系统;烟气净化系统;出渣系统;自动化控制和在线监测系统)来看,炉排炉适用于块状物料焚烧,对垃圾的前处理要求较低,所以储料上料系统成熟简单;燃烧过程中,通过炉内炉排翻转,实现垃圾的充分燃烧,可在燃烧过程中添加固体或者液体补燃物料助燃,目前焚烧系统也较为成熟;此外,炉排炉除渣系统稳定;燃烧过程稳定,控制简单。
炉排炉的主要劣势在于:二恶英的产生温度在360℃~820℃之间,在炉排炉开车和停炉过程中炉温不可避免地要经过二恶英产生的温度区间,由于炉排炉开停车时间较长,所以这一过程二恶英排放量较大;同时,因炉排炉内需要机械装置,限制了炉排炉内温度的进一步提升,导致炉排炉一直在二恶英产生的温度区间附近工作,在燃烧过程控制不完全的情况下,二恶英将会大量产生;此外,炉排炉的燃烧方式也容易导致垃圾燃烧不充分。
这位专家分析,循环流化床锅炉焚烧垃圾的方式,是在循环流化床燃煤锅炉以及流化床垃圾焚烧炉的基础上发展而来的,具有循环流化床的诸多优点。
如果将垃圾进行一定的前处理,包括脱水和粉碎,再辅助以一定的补燃措施,炉体内燃烧温度可以提高到900℃~1000℃,从而远离二恶英产生区间;同时,流化床开停车迅速,操作过程可以更大程度地避免二恶英产生;此外,流化床燃烧方式是垃圾燃烧最为彻底的方式之一,单体设备处理量较大。
但是与炉排炉相比,循环流化床控制系统较复杂,前处理要求较为严格,除渣及粉尘回收装置较复杂;操作过程气流量较大,会形成对炉体内耐火层的冲刷,满负荷操作时间低于炉排炉。
警惕流化床工艺的垃圾焚烧厂沦为小火电;警惕炉排炉工艺的垃圾焚烧厂又成污染源
徐海云分析,从处理垃圾的角度看,炉排炉技术对垃圾质量和成分的要求较低,前处理简单,飞灰量少,技术成熟,是发达国家目前采用的主要技术;而流化床技术由于其进料要求高,飞灰产生量大,环境标准难以控制,以及设备连续运行能力和使用年限等方面的问题,在垃圾处理能力和环境影响等方面不如炉排炉。
此外,据他调查,国内目前大多数运营中的流化床项目,在运行中大量掺烧燃煤,以求更大的发电能力,从国家电价补贴中获取更大利益。
而国家关于垃圾焚烧发电项目中“掺烧燃煤比例不得超过20%”的限制性规定,由于缺乏有力的监管,往往成为一纸空文。
比如,云南某市某垃圾焚烧发电厂的技术人员,曾对前去参观考察的人士宣称,其流化床锅炉每吨垃圾焚烧后可发电900度,而根据我国生活垃圾的平均热值来估算,每吨垃圾只能发电200度左右。
那么这个焚烧发电厂必定是在运行中掺加了大量燃煤。
这样一来,部分垃圾焚烧发电厂在本质上成为“享受国家补贴的小火电”,在当前国家对火电项目“上大压小、淘汰落后产能”的大形势下,这种现象显得荒诞不经。
而炉排炉工艺中,用燃油来助燃,运行稳定之后不需要掺加燃煤,一般不存在沦为小火电的利益冲动危险。
因此,他认为炉排炉相对而言更适宜推广。
而那位不愿透露姓名的专家认为,循环流化床焚烧炉是消除二恶英排放更有效的燃烧方式,但是运营成本高于炉排炉。
从现阶段掌握的数据而言,炉排炉每吨垃圾处理成本基本上低于100元,而循环流化床在150元/吨左右。
他认为,对政府和运营商而言,工艺选择归根结底是对“追求更高经济效益”和“追求二恶英更少排放”这二者的选择,如果政府在适当提升补贴的同时对二恶英排放严格监控,炉排炉在没有进一步技术突破的条件下将会被逐步替代。
同时,对于循环流化床,他认为,目前国产技术设备难以达到相应的标准,需要国家进一步加强技术提升和工程改造,包括前脱水技术、粉碎技术、气体补燃技术、粉尘脱除技术等。
现阶段流化床的补燃材料基本采用的是粉煤材料,如果能够采用天然气等气体补燃,那么燃烧温度和效果还可以进一步提升,做到垃圾真正的无害化燃烧。
天然气可从垃圾填埋气提纯后得到,这样,在解决填埋气回收问题的同时,可以大幅度降低流化床焚烧炉补燃燃料的消耗,此外,垃圾干燥和粉碎的能量也可以来自于填埋气,所以,流化床焚烧炉最适宜建设在垃圾填埋场附近,从而实现垃圾填埋场内的循环发展模式。
对于“目前国内部分流化床垃圾焚烧系统沦为小火电”的说法,这位技术专家表示,从国家层面来说,问题并不难解决。
比如,可以通过对当地垃圾热值进行测定,从而估算出每吨垃圾的发电量,再根据焚烧发电厂消化垃圾的量计算其发电量,进行电价补贴,由此避免企业非法牟利。