循环流化床锅炉燃烧调整
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
床温的影响主要在于改变了脱硫剂的反应速度、固体 产物分布及孔隙堵塞特性，从而影响脱硫率和脱硫剂利用 率。床温在900℃左右达到最高的脱硫效率。 （3）粒度的影响
循环流化床内的煤粒的燃烧过程
1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射 而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃 烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损， 而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。 煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。
循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空
流化床内燃料着这类固体质点可以是细煤粒，也 可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。当固 体质点表面温度上升时，煤颗粒会出现迅猛着火。另外， 颗粒直径大小对着火也有很大的影响，对一定反应能力的 煤种，在一定的温度水平之下，有一临界的着火粒径，小 于这个颗粒直径，因为散热损失过大，燃料颗粒就不能着
间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内 绝大部分是惰性的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一 部分。这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程 中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，而煤粒 在10秒钟内就可以燃烧（颗粒平均直径在0～8mm），所
以对床温的影响很小。
2、循环流化床内煤的燃烧着火
火，逸出炉膛。
3、循环流化床内煤的破碎特性 • 煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒
度急剧减小的一种性质。但引起粒度减小的因素还有颗粒 与剧烈运动的床层间磨损以及碰撞等。影响颗粒磨损的主 要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度以及外部操作条 件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。 • 煤粒进入流化床内时，受到炽热床料的加热，水份蒸发， 当煤粒温度达到热解温度时，煤粒发生脱挥发份反应，对 于高挥发份的煤种，热解期间将伴随一个短时发生的拟塑 性阶段，颗粒内部产生明显的压力梯度，一旦压力超过一 定值，已经固化的颗粒表层可能会崩裂而形成破碎；对低 挥发份煤种，塑性状态虽不明显，但颗粒内部的热解产物 需克服致密的孔隙结构都能从煤粒中逸出，因此颗粒内部 也会产生较高的压力，另外，由于高温颗粒群的挤压，颗 粒内部温度分布不均匀引起的热应力，这种热应力都会引 起煤颗粒破碎。
• 锅炉基本运行流程为：
1 煤和脱硫剂送入炉膛后，立即被大量处于流化状态中的
惰性高温（830℃～930℃）物料包围，充分混合，迅
速着火燃烧，同时进行脱硫反应；
2 在上升烟气流的作用下炙热惰性高温物料与燃烧着的煤 粒一起向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受 热面放热，细小的煤粉颗粒完成燃烧离开炉膛。
• 煤的破碎发生的同时也会发生颗粒的膨胀，煤的结构将发 生很大的变化。一般破碎和膨胀受下列因素的影响：挥发 份析出量；在挥发份析出时，碳水化合物形成的平均质量； 颗粒直径；床温；在煤结构中有效的孔隙数量；母粒的孔 隙结构等。
4、循环流化床的脱硫与氮氧化物的排放控制
• SO2是一种严重危害大气环境的污染物，SO2与水蒸汽进 行化学反应形成硫酸，和雨水一起降至地面即为酸雨。 NOX包括NO、NO2、NO3三种，其中NO也是导致酸雨 的主要原因之一，同时它还参加光化学作用，形成光化学 烟雾，还造成了臭氧层的破坏。
5 未被分离出来的细小粒子成为飞灰，随烟气进入尾部烟道， 以完成过热器、再热器、省煤器和空气预热器的换热，烟 气携带飞灰最后经除尘器除去飞灰后排至大气。
6 布风板上布置有排渣口，利用气固两相流的流动性将多余 的物料排出炉膛，从而达到炉内物料进出的平衡，维持料 层在合理范围。
典型循环流化床锅炉原理图
循环流化床锅炉燃烧调整
循环流化床锅炉燃烧概述
• CFB是目前国际上洁净燃煤技术中一项成熟技术， 具有煤种适应性广，燃烧效率高，炉内可实现脱 硫脱氮等优点，因而各发达国家竞相发展该项技 术，自上世纪八十年代开始发展，九十年代逐步 走向大型化并应用于电力工业。目前国内外运行、 在建和计划建设的大型CFB锅炉接近300台，已 经投运的单机容量最大达到300MW。其基本工作 过程概述如下：
• 煤粒破碎后会形成大量的细小粒子，特别是一些可扬析粒 子会影响锅炉的燃烧效率。细煤粒一般会逃离旋风分离器， 成为不完全燃烧损失的主要部分。破碎分为一级破碎和二 级破碎，一级破碎是由于挥发份逸出产生的压力和孔隙网 络中挥发份压力增加而引起的。二级破碎是由于作为颗粒 的联结体------形状不规则的联结“骨架”（类似于网络结 构）被烧断而引起的破碎。
3 在上升气流中，粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力 作用下偏离主气流，从而贴壁下流，加强了炉内热量像 受热面内工质的传送。这是循环流化床锅炉有别于煤粉 炉的又一特点，这一特征也保证了稍大煤颗粒在炉内反 复循环完全燃烧。
4 含有细小物料的气固混合物离开炉膛后进入高温分离器 （如今成熟且应用较广的是旋风式分离器），气固两相流 中的大量固体颗粒（惰性物料、未燃尽的煤粒、脱硫剂） 被分离出来回送至炉膛，重新参与炉内的流化和燃烧换热， 如此，循环燃烧得以进行并完成。
• CaCO3 → CaO + CO2 ─ 183KJ/mol • 脱硫反应方程式为：
• CaO + SO2 + 1/2 O2 → CaSO4
• 影响循环流化床脱硫效率的各种因素：
（1）Ca/S摩尔比的影响 Ca/S摩尔比是影响脱硫效率的首要因素，脱硫效率在
Ca/S低于2.5时增加很快，而继续增大Ca/S比或脱硫剂量 时，脱硫效率增加得较少。循环流化床运行时Ca/S摩尔比 一般在1.5－2.5之间。 （2）床温的影响
• 煤加热至400℃时煤中的硫分首先分解为H2S，然后逐渐 氧化为SO2。其化学反方程式为
• FeS2 + 2H2 → 2H2S + Fe
• H2S + O2 → H2 + SO2
• 对SO2形成影响最大的因素是床温和过量空气系数，床温 升高、过量空气系数降低则SO2越高。
• 循环流床燃烧过程中最常用的脱硫剂就是石灰石，当床温 超过其煅烧温度时，发生煅烧分解反应：
循环流化床内的煤粒的燃烧过程
1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射 而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃 烧、最后是焦炭的燃烧。其间伴随着煤粒的破碎、磨损， 而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。 煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。
循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空
流化床内燃料着这类固体质点可以是细煤粒，也 可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。当固 体质点表面温度上升时，煤颗粒会出现迅猛着火。另外， 颗粒直径大小对着火也有很大的影响，对一定反应能力的 煤种，在一定的温度水平之下，有一临界的着火粒径，小 于这个颗粒直径，因为散热损失过大，燃料颗粒就不能着
间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。循环流化床内 绝大部分是惰性的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一 部分。这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程 中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，而煤粒 在10秒钟内就可以燃烧（颗粒平均直径在0～8mm），所
以对床温的影响很小。
2、循环流化床内煤的燃烧着火
火，逸出炉膛。
3、循环流化床内煤的破碎特性 • 煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒
度急剧减小的一种性质。但引起粒度减小的因素还有颗粒 与剧烈运动的床层间磨损以及碰撞等。影响颗粒磨损的主 要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度以及外部操作条 件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。 • 煤粒进入流化床内时，受到炽热床料的加热，水份蒸发， 当煤粒温度达到热解温度时，煤粒发生脱挥发份反应，对 于高挥发份的煤种，热解期间将伴随一个短时发生的拟塑 性阶段，颗粒内部产生明显的压力梯度，一旦压力超过一 定值，已经固化的颗粒表层可能会崩裂而形成破碎；对低 挥发份煤种，塑性状态虽不明显，但颗粒内部的热解产物 需克服致密的孔隙结构都能从煤粒中逸出，因此颗粒内部 也会产生较高的压力，另外，由于高温颗粒群的挤压，颗 粒内部温度分布不均匀引起的热应力，这种热应力都会引 起煤颗粒破碎。
• 锅炉基本运行流程为：
1 煤和脱硫剂送入炉膛后，立即被大量处于流化状态中的
惰性高温（830℃～930℃）物料包围，充分混合，迅
速着火燃烧，同时进行脱硫反应；
2 在上升烟气流的作用下炙热惰性高温物料与燃烧着的煤 粒一起向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受 热面放热，细小的煤粉颗粒完成燃烧离开炉膛。
• 煤的破碎发生的同时也会发生颗粒的膨胀，煤的结构将发 生很大的变化。一般破碎和膨胀受下列因素的影响：挥发 份析出量；在挥发份析出时，碳水化合物形成的平均质量； 颗粒直径；床温；在煤结构中有效的孔隙数量；母粒的孔 隙结构等。
4、循环流化床的脱硫与氮氧化物的排放控制
• SO2是一种严重危害大气环境的污染物，SO2与水蒸汽进 行化学反应形成硫酸，和雨水一起降至地面即为酸雨。 NOX包括NO、NO2、NO3三种，其中NO也是导致酸雨 的主要原因之一，同时它还参加光化学作用，形成光化学 烟雾，还造成了臭氧层的破坏。
5 未被分离出来的细小粒子成为飞灰，随烟气进入尾部烟道， 以完成过热器、再热器、省煤器和空气预热器的换热，烟 气携带飞灰最后经除尘器除去飞灰后排至大气。
6 布风板上布置有排渣口，利用气固两相流的流动性将多余 的物料排出炉膛，从而达到炉内物料进出的平衡，维持料 层在合理范围。
典型循环流化床锅炉原理图
循环流化床锅炉燃烧调整
循环流化床锅炉燃烧概述
• CFB是目前国际上洁净燃煤技术中一项成熟技术， 具有煤种适应性广，燃烧效率高，炉内可实现脱 硫脱氮等优点，因而各发达国家竞相发展该项技 术，自上世纪八十年代开始发展，九十年代逐步 走向大型化并应用于电力工业。目前国内外运行、 在建和计划建设的大型CFB锅炉接近300台，已 经投运的单机容量最大达到300MW。其基本工作 过程概述如下：
• 煤粒破碎后会形成大量的细小粒子，特别是一些可扬析粒 子会影响锅炉的燃烧效率。细煤粒一般会逃离旋风分离器， 成为不完全燃烧损失的主要部分。破碎分为一级破碎和二 级破碎，一级破碎是由于挥发份逸出产生的压力和孔隙网 络中挥发份压力增加而引起的。二级破碎是由于作为颗粒 的联结体------形状不规则的联结“骨架”（类似于网络结 构）被烧断而引起的破碎。
3 在上升气流中，粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力 作用下偏离主气流，从而贴壁下流，加强了炉内热量像 受热面内工质的传送。这是循环流化床锅炉有别于煤粉 炉的又一特点，这一特征也保证了稍大煤颗粒在炉内反 复循环完全燃烧。
4 含有细小物料的气固混合物离开炉膛后进入高温分离器 （如今成熟且应用较广的是旋风式分离器），气固两相流 中的大量固体颗粒（惰性物料、未燃尽的煤粒、脱硫剂） 被分离出来回送至炉膛，重新参与炉内的流化和燃烧换热， 如此，循环燃烧得以进行并完成。
• CaCO3 → CaO + CO2 ─ 183KJ/mol • 脱硫反应方程式为：
• CaO + SO2 + 1/2 O2 → CaSO4
• 影响循环流化床脱硫效率的各种因素：
（1）Ca/S摩尔比的影响 Ca/S摩尔比是影响脱硫效率的首要因素，脱硫效率在
Ca/S低于2.5时增加很快，而继续增大Ca/S比或脱硫剂量 时，脱硫效率增加得较少。循环流化床运行时Ca/S摩尔比 一般在1.5－2.5之间。 （2）床温的影响
• 煤加热至400℃时煤中的硫分首先分解为H2S，然后逐渐 氧化为SO2。其化学反方程式为
• FeS2 + 2H2 → 2H2S + Fe
• H2S + O2 → H2 + SO2
• 对SO2形成影响最大的因素是床温和过量空气系数，床温 升高、过量空气系数降低则SO2越高。
• 循环流床燃烧过程中最常用的脱硫剂就是石灰石，当床温 超过其煅烧温度时，发生煅烧分解反应：