循环流化床锅炉
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2、布风板
位于炉膛燃烧室的底部,实际上是一个开有一定数量小 孔的燃烧室底板,它将其下部的风室与炉膛隔开。一方面将 固体颗粒限制在炉膛布风板上,并对固体颗粒(床料)起到 支撑作用;另一方面保证一次风穿过布风板进入炉膛,达到 对颗粒均匀流化。为满足均匀良好流化,布风板必须具有足 够的阻力压降,一般占烟风系统总压降的30%左右。风帽布 置在布风板上,是空气进入炉膛的通道。
燃烧所需的空气至着火温度所需的热量,上述特点就可以使 得循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。循环流化 床锅炉既可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料,如高灰高 硫煤、高水分煤、煤矸石以及油页岩、泥煤、石油焦、炉渣、 树皮、垃圾等。
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,燃烧 效率通常在97%~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:气一固混合良好; 燃烧速率高,特别是对粗粒燃料;绝大部分未燃尽的燃料被 再循环至炉膛。与鼓泡流化床锅炉不同,循环流化床锅炉能 在较宽的运行变化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。
循环流化床锅炉
一、循环流化床的基本原理和工作特点
(一)循环流化床锅炉的炉内工作原理
循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧 过程,以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要 特征。
炉膛内的颗粒物料处于携带速度和气力输送状态之间的流 化区间,烟气速度大大高于鼓泡流化床,没有鼓泡流化床那样 清晰的床层上表面,气泡不再存在,同时具有湍流流化和快速 流化的特征,固体颗粒充满整个炉膛,处于悬浮并强烈掺混的 燃烧方式。但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程比较, 颗粒在循环流化床炉膛内的浓度远大于煤粉炉,但小于鼓泡流 化床,并且存在显著的颗粒成团和床料的颗粒回混,颗粒与气 体间的相对速度大,这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬 浮燃烧过程完全不同。
汽包
屏 式 过 热 器
旋 风 分 离 器
返
炉膛
料
器
高温过热器 高温再热器 低温再热器 省煤器
空气预热器
外置换热器
一次风经床底的布风板送入床层内,二次风口布置在密 相区和稀相区之间。炉膛出口布置飞灰分离器,烟气中90% 以上的飞灰被分离下来,然后烟气进入尾部对流受热面。
给煤经过机械或气力输送的方式送入炉膛,脱硫用的石 灰石颗粒经单独的给料管采用气力输送的方式,或与给煤一 起送入炉内,燃烧形成的灰渣经过布风板上的排渣口排出炉 外。
3、低温燃烧,污染较轻
这是由煤的灰渣变形温度所决定的,循环流化床锅 炉的燃烧温度处于850-950℃的范围内,属于与传统煤 燃烧方式完全不同的低温燃烧。流化床锅炉的低温燃烧 特性,直接使得气体污染物NO和NO2的排放量大大减少 (比煤粉炉减少50%以上),还可以在炉内采取分级燃 烧等进一步降低NOx排放的技术措施,因此,一般无需 烟气脱除氮氧化物的设备。
由于燃烧温度较低,可以在床内直接添加石灰石脱 硫剂,在燃烧过程中完成有效的脱硫。与煤粉炉炉内脱 硫过程相比较,流化床内脱硫剂与烟气中的SO2间的反 应环境十分有利于脱硫反应的进行,因此,可以在相对 较低的钙硫摩尔比下,得到较高的脱硫效率(90%)。
4、炉内传热强烈 炉膛内受热面的传热系数高于常规煤粉炉,且不存在管外积
循环流化床燃煤锅炉的燃烧与烟风流程示意见图6-1。
我国第一台超高
压再热循环流化 床锅炉—新乡火 电厂440 t/hCFB 锅炉
经过预热的一次风(流化风)通过风室由炉膛底部穿 过布风板送入炉膛,炉膛内的固体处于快速流化状态,燃 料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧;炉膛下部为颗粒浓 度较大的密相区,上部为颗粒浓度较小的稀相区;较细小 的颗粒被气流夹带飞出炉膛,并由飞灰分离装置收集,经 回料管和反料器送回炉膛循环燃烧;燃料在燃烧系统内完 成燃烧和高温烟气向管内工质的热量传递过程。烟气和未 被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道,继续与受热面进行 对流换热,最后排出锅炉。
4、锅炉受热面磨损严重;
5、燃烧控制系统比较复杂;
6、N2O生成物高于煤粉炉 。 二、循环流化床锅炉的构成和主要类型
(一)循环流化床锅炉的构成
1、炉膛
截面为矩形,其宽度一般为深度的2倍以上,下部为一倒锥 型结构,底部为布风板。下部区域为密相区,颗粒浓度较大, 是燃料发生着火和燃烧的主要区域,此区域的壁面上敷设耐热 耐磨材料,并设置循环飞灰返料口、给煤口、排渣口等。上部 为稀相区,颗粒浓度较小,壁面上主要布置水冷壁受热面,通 常在炉膛上部空间布置屏式过热器,炉膛内维持微正压。
灰污染问题。
5、锅炉占地面积小; 6、负荷变化范围大,调节特性好; 负荷调节范围为25%-100%。 7、灰渣可以综合利用:用作制造水泥的掺合料和其他建筑材 料的原料。
(三)循环流化床锅炉尚存在的问题
1、飞灰含碳量仍略高;
3、烟风阻力较大,风机电耗高,噪声大;
循环流化床锅炉炉内高速流动的烟气与其携带的湍流 扰动极强的固体颗粒密切接触,燃料的燃烧过程发生在整 个固体循环通道内。在这种燃烧方式下,燃烧室内,尤其 是密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣和最佳脱 硫温度的限制,必须维持在850℃左右。尽管温度较低, 但由于炉内颗粒的浓度较大,炉内受热面的传热条件优于 常规的煤粉锅炉。由于采用高温固体颗粒物料的循环燃烧 方式,
炉内温度分布十分均匀,炉内的热容量很大,因此循环流化床 锅炉对燃料的适应性优于常规煤粉锅炉,燃烧效率也基本相当。
(二)循环流化床锅炉的特点
循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备有许 多独特的优点。
1、蓄热量极大,燃烧稳定,对燃料的适应性好
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、灰渣或砂子。循环流化床锅炉的特殊流体动 力特性使得气一固和固一固混合非常良好,因此燃料进人炉膛 后很快与大量床料混合,燃料被迅速加热至高于着火温度,而 床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和
位于炉膛燃烧室的底部,实际上是一个开有一定数量小 孔的燃烧室底板,它将其下部的风室与炉膛隔开。一方面将 固体颗粒限制在炉膛布风板上,并对固体颗粒(床料)起到 支撑作用;另一方面保证一次风穿过布风板进入炉膛,达到 对颗粒均匀流化。为满足均匀良好流化,布风板必须具有足 够的阻力压降,一般占烟风系统总压降的30%左右。风帽布 置在布风板上,是空气进入炉膛的通道。
燃烧所需的空气至着火温度所需的热量,上述特点就可以使 得循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。循环流化 床锅炉既可燃用优质煤,也可燃用各种劣质燃料,如高灰高 硫煤、高水分煤、煤矸石以及油页岩、泥煤、石油焦、炉渣、 树皮、垃圾等。
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,燃烧 效率通常在97%~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:气一固混合良好; 燃烧速率高,特别是对粗粒燃料;绝大部分未燃尽的燃料被 再循环至炉膛。与鼓泡流化床锅炉不同,循环流化床锅炉能 在较宽的运行变化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。
循环流化床锅炉
一、循环流化床的基本原理和工作特点
(一)循环流化床锅炉的炉内工作原理
循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧 过程,以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要 特征。
炉膛内的颗粒物料处于携带速度和气力输送状态之间的流 化区间,烟气速度大大高于鼓泡流化床,没有鼓泡流化床那样 清晰的床层上表面,气泡不再存在,同时具有湍流流化和快速 流化的特征,固体颗粒充满整个炉膛,处于悬浮并强烈掺混的 燃烧方式。但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程比较, 颗粒在循环流化床炉膛内的浓度远大于煤粉炉,但小于鼓泡流 化床,并且存在显著的颗粒成团和床料的颗粒回混,颗粒与气 体间的相对速度大,这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬 浮燃烧过程完全不同。
汽包
屏 式 过 热 器
旋 风 分 离 器
返
炉膛
料
器
高温过热器 高温再热器 低温再热器 省煤器
空气预热器
外置换热器
一次风经床底的布风板送入床层内,二次风口布置在密 相区和稀相区之间。炉膛出口布置飞灰分离器,烟气中90% 以上的飞灰被分离下来,然后烟气进入尾部对流受热面。
给煤经过机械或气力输送的方式送入炉膛,脱硫用的石 灰石颗粒经单独的给料管采用气力输送的方式,或与给煤一 起送入炉内,燃烧形成的灰渣经过布风板上的排渣口排出炉 外。
3、低温燃烧,污染较轻
这是由煤的灰渣变形温度所决定的,循环流化床锅 炉的燃烧温度处于850-950℃的范围内,属于与传统煤 燃烧方式完全不同的低温燃烧。流化床锅炉的低温燃烧 特性,直接使得气体污染物NO和NO2的排放量大大减少 (比煤粉炉减少50%以上),还可以在炉内采取分级燃 烧等进一步降低NOx排放的技术措施,因此,一般无需 烟气脱除氮氧化物的设备。
由于燃烧温度较低,可以在床内直接添加石灰石脱 硫剂,在燃烧过程中完成有效的脱硫。与煤粉炉炉内脱 硫过程相比较,流化床内脱硫剂与烟气中的SO2间的反 应环境十分有利于脱硫反应的进行,因此,可以在相对 较低的钙硫摩尔比下,得到较高的脱硫效率(90%)。
4、炉内传热强烈 炉膛内受热面的传热系数高于常规煤粉炉,且不存在管外积
循环流化床燃煤锅炉的燃烧与烟风流程示意见图6-1。
我国第一台超高
压再热循环流化 床锅炉—新乡火 电厂440 t/hCFB 锅炉
经过预热的一次风(流化风)通过风室由炉膛底部穿 过布风板送入炉膛,炉膛内的固体处于快速流化状态,燃 料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧;炉膛下部为颗粒浓 度较大的密相区,上部为颗粒浓度较小的稀相区;较细小 的颗粒被气流夹带飞出炉膛,并由飞灰分离装置收集,经 回料管和反料器送回炉膛循环燃烧;燃料在燃烧系统内完 成燃烧和高温烟气向管内工质的热量传递过程。烟气和未 被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道,继续与受热面进行 对流换热,最后排出锅炉。
4、锅炉受热面磨损严重;
5、燃烧控制系统比较复杂;
6、N2O生成物高于煤粉炉 。 二、循环流化床锅炉的构成和主要类型
(一)循环流化床锅炉的构成
1、炉膛
截面为矩形,其宽度一般为深度的2倍以上,下部为一倒锥 型结构,底部为布风板。下部区域为密相区,颗粒浓度较大, 是燃料发生着火和燃烧的主要区域,此区域的壁面上敷设耐热 耐磨材料,并设置循环飞灰返料口、给煤口、排渣口等。上部 为稀相区,颗粒浓度较小,壁面上主要布置水冷壁受热面,通 常在炉膛上部空间布置屏式过热器,炉膛内维持微正压。
灰污染问题。
5、锅炉占地面积小; 6、负荷变化范围大,调节特性好; 负荷调节范围为25%-100%。 7、灰渣可以综合利用:用作制造水泥的掺合料和其他建筑材 料的原料。
(三)循环流化床锅炉尚存在的问题
1、飞灰含碳量仍略高;
3、烟风阻力较大,风机电耗高,噪声大;
循环流化床锅炉炉内高速流动的烟气与其携带的湍流 扰动极强的固体颗粒密切接触,燃料的燃烧过程发生在整 个固体循环通道内。在这种燃烧方式下,燃烧室内,尤其 是密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣和最佳脱 硫温度的限制,必须维持在850℃左右。尽管温度较低, 但由于炉内颗粒的浓度较大,炉内受热面的传热条件优于 常规的煤粉锅炉。由于采用高温固体颗粒物料的循环燃烧 方式,
炉内温度分布十分均匀,炉内的热容量很大,因此循环流化床 锅炉对燃料的适应性优于常规煤粉锅炉,燃烧效率也基本相当。
(二)循环流化床锅炉的特点
循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备有许 多独特的优点。
1、蓄热量极大,燃烧稳定,对燃料的适应性好
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、灰渣或砂子。循环流化床锅炉的特殊流体动 力特性使得气一固和固一固混合非常良好,因此燃料进人炉膛 后很快与大量床料混合,燃料被迅速加热至高于着火温度,而 床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和