循环流化床优点
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名词解释1、床料:流化床锅炉启动前,铺设在布风板上的一定厚度和一定粒度的固体颗粒,称作床料,也称点火底料。
床料一般由燃煤、灰渣、石灰石粉等组成,静止床料层厚度一般为350-600mm 。
2、物料:循环流化床锅炉运行中,在炉膛及循环系统(循环灰分离器、立管、送灰器等)内燃烧或载热的固体颗粒,称为物料。
它不仅包含床料成分,还包括新给入的燃料、脱硫剂、经循环灰分离器返送回来的颗粒以及燃料燃烧生成的灰渣等。
3、流化态:这种由于固体颗粒群与气体(或液体)接触时,固体颗粒转变成类似流体的状态称为流态化。
4、床层阻力特性:所谓流化床床层阻力特性,就是指流化气体通过料层的压降p ∆与按床截面计算的冷态流化速度u 0之间的关系,即所谓压降--流速特性曲线。
5、料层阻力:指燃烧空气通过布风板上的料层时的压力损失。
6、燃料筛分:燃料筛分是指燃料颗粒粒径大小的分布范围。
如果颗粒粒径粗细范围较大,即筛分较宽,就称作宽筛分;颗粒粒径粗细范围较小,就称作窄筛分。
循环流化床锅炉一般是宽筛分。
7、物料循环倍率:由循环灰分离器捕捉下来并返送回炉内的物料量(循环物料量)与新给入的燃料量之比,即B G R h=其中R--物料循环倍率;G h --循环物料量,即经循环灰分离器返送回炉内的物料量,kg/h ;B--新给入的燃料量或燃煤量,kg/h 。
用来反映物料循环的量化程度。
8、临界流化速度:将床料从固定床状态转变为流化状态(或鼓泡床状态)时,按布风板通流面积计算的空气流速称为临界流化速度u mf,即所谓的最小流化速度,它是流化床操作的最低气流速度,是描述循环流化床的基本参数之一。
9、燃料份额:指炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量占燃料总燃烧量的比例,一般可用燃料在各燃烧区域内所释放的热量占燃料总发热量的百分比表示。
循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区,炉膛内这两个燃烧区域的燃烧份额之和接近于1.密相区燃烧份额是一个重要参数。
10、颗粒终端速度:固体颗粒在静止空气中作初速度为零的自由落体运动时,由于重力的作用,下降速度逐渐增大,速度越大,阻力也就越大。
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。
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。
4、氮氧化物(NOX)排放低氮氧化物排放低是循环流化床锅炉另一个非常吸引人的特点。
运行经验表明,循环流化床锅炉的NOX 排放范围为50~150ppm或40~120mg/MJ。
循环流化床锅炉NOX排放低是由于以下两个原因:一是低温燃烧,此时空气中的氮一般不会生成NOX;二是分段燃烧,抑制燃料中的氮转化为NOX ,并使部分已生成的NOX得到还原。
5、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。
一定要看的114个锅炉技术问答题锅炉技术问答题1.循环流化床锅炉具有哪些优点?答:循环流化床锅炉具有下列优点:①燃料适应性广;循环流化床锅炉独特的燃烧方式使其几乎可以燃烧各种固体燃料如泥煤、褐煤、烟煤、贫煤、无烟煤、洗矸、焦油、油页岩等,并能达到很高的燃烧效率,对充分利用劣质能源资源具有重大意义。
②降低污染气体排放;由于循环流化床锅炉燃烧时向炉内直接加入石灰石或白云石,可以脱去燃料在燃烧过程中生成的SO2、SO3有害气体,而且可以抑制热反应型NO x有害气体的形成,是低污染燃烧技术。
③负荷调节性好;循环流化床锅炉负荷调节幅度在30%~110%范围内,即在30%甚至更低的负荷下,也能保持燃烧稳定,并且可以压火备用。
特别适用于调峰电厂或热负荷变化较大的热电厂。
④灰渣综合利用性好;循环流化床锅炉由于燃烧温度低,灰渣不会软化或黏结,活性好。
另外炉内加入石灰石或白云石后,灰渣成分也有变化,含有一定的CaSO4和CaO。
灰渣可以用于制造水泥的掺和料或其他建筑材料的原料,有利于灰渣的综合利用,更符合资源综合利用要求。
2.循环流化床锅炉具有哪些缺点?答:循环流化床锅炉具有下列缺点:①设备系统复杂;由于循环流化床锅炉采用的特殊生产工艺方式,其设备系统远比其他锅炉设备系统复杂,这给锅炉的运行维护检修试验等工作带来了一系列新的要求。
②设备运行技术要求高:循环流化床锅炉的运行调节控制也比其他锅炉的运行调节控制复杂,对锅炉运行操作人员也提出了更高的运行操作技术要求。
③风机用电量大;由于循环流化床锅炉布风板及床层阻力大,加之烟气系统增加了气固分离器的阻力所以烟风系统阻力高,需要的风机压头高,风机数量多,故风机用电量大,厂用电率高。
④对辅助设备要求高;循环流化床锅炉的某些辅助设备,如冷渣器、回料装置、高压风机性能或运行问题都可能严重影响锅炉的正常运行。
⑤设备磨损严重;由于循环流化床锅炉的燃料粒径较大,并且在炉膛内物料浓度很高,受热面或设备磨损较为严重,尤其受热面磨损是影响锅炉长期连续运行的主要问题。
第一章1.循环流化床燃烧技术的特点。
(包括8优点和4缺点)优点(8个)(1)燃烧效率高:由于炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2%—3%,其余为大量的高温惰性物料(灰、石灰石或沙子等);再加上燃料在炉内的停留时间长、湍流混合强烈,在氧气足够的情况下,仍能保证在850-900℃的低温条件下稳定和高效的燃烧任何燃料。
(2)燃料适应性强:可以燃用一切种类的煤,包括高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、煤矸石等等,还有城市垃圾、油污泥、农林业生物质废料等,各种气体和液体燃料。
(原因同上)(3)低的污染物排放:低温燃烧可有效抑制热力型NOx的生成,分级送风可控制燃料型NOx的排放,因而,流化床锅炉的NOx生成量仅为煤粉炉的1/4—1/3;同时由于850-900℃的燃烧温度正是石灰(CaO)和二氧化硫(SO2)反应的最佳脱硫温度,因此根据煤中的含硫量,向炉内投入适量的石灰石,可达到90%左右的脱硫效率。
(4)燃烧强度大:流化床锅炉燃烧过程中湍流混合强烈,且燃烧在整个炉膛空间内完成,则大大提高了燃烧强度和单位炉膛体积的出力,减小了炉膛的截面积和体积,从而炉膛体积可比常规锅炉小。
(5)床内传热能力强:可节省炉内受热面的金属消耗量。
鼓泡流化床,床内气固混合物对埋管的传热系数可达233—326W/(2m·K);循环流化床,床内气固混合物对水冷壁的传热系数可达250—100W/(2m·K);(6)负荷调节性能好:由于炉内大量热床料的储备,在低达25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。
(7)易于操作和维护:燃烧温度低,灰渣不会软化和粘结,炉内不结渣,不需布置吹灰器;炉内受热面热流率较低,减少了发生传热危机而爆管的机会;燃烧的腐蚀作用也较层燃炉和煤粉炉小。
(8)灰渣便于综合利用:低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性,且含碳量低,可用作制作水泥的掺合料或其他建筑材料的原料。
缺点(4个)(1)气固分离和床料循环系统比较复杂,布风板及系统的阻力增加,锅炉自身电耗大,导致运行维修费用增加。
延安大学毕业论文题目:循环流化床锅炉的优点及应用所属系部:机电工程系专业:发电厂及电力系统年级/班级:09级一班作者:孟芾学号:091395003031111指导教师:评阅人:2012年月日摘要在我国,火力发电占电力供应的只要地位。
随着电力工业以及国民经济的发展,能源消耗剧增,并且也带来了一系列的污染物排放问题。
节能减排正在日益受到全社会的重视。
对于能源的节约,也越来越受到人们的关注。
对于我国电力行业来说,,每年所烧掉的动力煤占全国用煤量的40%多,在动力煤中有些洗中煤、泥煤、油页岩和煤矸石等,由于热值很低,杂质多,单独燃烧很困难。
一般不会用其作为发电的燃煤,但是它们储量又大,如果加强对这些燃烧的开发利用,是对能源的一种节约。
因此,针对燃烧低热值的煤种,人们开发了循环流化床锅炉,由于它的优点既可以烧低热值的煤种,同时污染物排放量小,加强了人们对它的关注。
关键词:能源消耗;污染物;节能;、循环流化床目录一、电厂燃煤锅炉的分类 (1)(一)火床燃烧锅炉 (1)(二)火室燃烧锅炉 (1)(三)旋风燃烧锅炉 (1)(四)循环流化床锅炉 (1)二、循环流化床锅炉的特点(一)循环流化床锅炉的工作原理 (2)(二)循环硫化床锅炉的基本技术特点 (2)(1)低温的动力控制燃烧 (2)(2)高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程 (2)(3)高强度的热量、质量和动量传递过程 (2)三、循环流化床锅炉的优点(一)燃烧适应性广(二)燃烧效率高(三)高效脱硫(四)氮氧化物(NOx)排放低(五)负荷调节范围大,负荷调节块(六)给煤量少(七)易于实现灰渣综合利用(八)燃料预处理系统简单四、循环流化床锅炉的缺陷(一)分叉形成的燃烧室设计(二)给煤中细颗粒燃料燃烧优化五、循环流化床锅炉的发展结语参考文献致谢一、电厂燃煤锅炉的分类燃煤锅炉按其炉内燃烧过程的气体动力学原理分为,火床燃烧锅炉,火室燃烧锅炉,旋风燃烧锅炉,循环流化燃煤锅炉(一)火床燃烧锅炉它的结构特点是有一个炉排,炉排上有煤层,空气从炉排下送入,煤在炉排上燃烧,形成了“火床”。
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)。
循环流化床工艺流程循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)是一种常用的燃烧技术,广泛应用于发电、石化等领域。
下面将介绍循环流化床工艺的主要流程。
循环流化床工艺流程包括燃烧和脱硫两个主要部分。
首先是燃烧过程,燃料进入燃烧器,与气体固体分离器中的氧气和循环粒子混合后,在床内燃烧生成热量。
烟气和炉渣由床料中脱离出来,热量被吸收后的床料通过循环粒子器返回床内,循环流化床的名字也由此而来。
循环流化床工艺的燃烧过程优点显著。
循环流化床中的循环粒子使燃烧过程更为稳定,可以适应多种燃料的燃烧,如煤炭、生物质等。
燃烧床内温度均匀,燃烧效率高,排放的废气中的有害物质减少,减少环境污染。
此外,循环流化床还具有良好的脱硫效果。
床内的石灰石与燃烧产生的二氧化硫反应,形成硫酸钙,并在床料中停留一定时间,使得硫酸钙与氢氧化钙反应生成石膏,达到脱硫的效果。
在循环流化床工艺中,脱硫是一个重要的环节。
脱硫过程主要有两个步骤,吸收和再生。
床内循环的石灰石通过燃烧过程吸收燃烧产生的SO2,生成硫酸钙。
硫酸钙被排出脱硫装置,进入继续下一步的脱硫过程。
在脱硫装置中,硫酸钙与氢氧化钙反应生成水合硫酸钙,脱除废气中的二氧化硫。
再生过程是指将脱硫装置中产生的水合硫酸钙经过高温石灰石分解炉分解,生成氧化钙和二氧化硫,再将氧化钙重新送入吸收装置继续参与脱硫过程。
循环流化床工艺流程实际上是一个循环往复的过程,床内的循环粒子循环使用,实现了资源的有效利用。
在运行过程中,需要不断补充床料中因燃烧和脱硫而减少的粒子,同时还需要不断排出废气中的烟气和炉渣,确保系统的稳定运行。
总之,循环流化床工艺流程包括燃烧和脱硫两个主要部分,通过床内循环的粒子实现了多种燃料的燃烧和脱硫。
循环流化床工艺具有燃烧效率高、环境污染少等优点,是一种常用的燃烧技术。
随着工艺的不断改进和优化,循环流化床工艺将在各个领域得到更广泛的应用。
我国的电力工业是国民经济发展的基础产业,在我国,电力生产主要以燃煤火力发电为主,由于燃煤发电的直接污染较大,特别是SO2、NOX的排放。
SO2的排放是造成酸雨的主要原因,为了通过炉内燃烧技术的改进,降低SO2、NOX排放量,我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究,并在90年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展,现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。
流化床燃烧设备按流体动力特性分为鼓泡流化床和循环流化床,按工作条件分为常压和增压式流化床。
循环流化床锅炉技术是一种新型的高效低污染清洁的燃烧技术,上世纪70年代的能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种燃烧技术的发展。
现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派,分别为:以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler 、芬兰的Alstorm公司(两者兼并)为代表的FW Pyroflow型和德国Babcock公司的Circofluid型。
我国东方锅炉厂采用的是FW公司的Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。
北京B&W锅炉厂采用的是德国Babcock公司的架构和技术。
哈尔滨锅炉厂有限责任公司(HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了自己的大型循环流化床锅炉。
上海锅炉厂引进美国ALSTOM技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。
由于国内各大锅炉厂商的参与,我国的大型循环流化床技术已趋于成熟[trade] 第一节循环流化床锅炉的概念循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉(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。
要了解循环流化床锅炉的原理,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。
热力公司运行的是TG-35/3.82-M32,TG-35/3.82-M44两种型号的循环流化床锅炉,采用的是目前较先进的高效、低污染新型燃烧设备。
我公司循环流化床具有的优点有:
1、燃料适应性广。
我公司一般采用中煤配煤矸石(比例1:1)
燃烧,并且达到了较高的燃烧效率。
2、低污染。
由于CFB锅炉燃烧温度一般控制在850℃到950℃
之间,不仅有利于脱硫,而且抑制了热反应型的N OX的
形成。
3、灰渣利用程度高。
由于CFB锅炉燃烧温度较低,灰渣不会
软化和粘结,活性较好,我公司灰渣能够外销。
缺点:
1、磨损严重。
因为CFB锅炉的燃料粒径较大,炉膛内无聊浓度
是煤粉炉的十至几十倍,导致炉膛、分离器及其尾部烟道
等磨损严重。
2、对辅助设备要求高。
如冷渣机、风机的运行问题等都可能
影响锅炉的安全正常运行。
3、烟风阻力大,风机用电量大。
因为CFB锅炉布风板及床层阻
力大,又有气固分离器阻力,固烟风系统阻力大,需要风
机压头高,故风机用电量大。
4、采用的燃料为劣质煤造成①除尘水含硫量大。
除尘水经过
脱硫塔后携带大量酸性水,导致管网系统腐蚀严重,经常性
跑、冒、滴、漏。
②产生的渣量大。
③浇注料磨损严重。
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。
循环流化床锅炉的优点1、燃料适应性强由于循环流化床中的燃料仅占床料的1%-3%,不需要辅助燃料而燃用任何燃料,可以燃用各种劣质煤及其它可燃物,特别包括煤矸石、高硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等,可以解决令人头疼的环境污染问题。
2、燃烧效率高循环流化床比鼓泡床流化床燃烧效率高,燃烧效率通常在97%以上,基本与煤粉相当。
3、脱硫率高循环流化床的脱硫方式是最经济的方式之一,其脱硫率可以达到90%。
4、氮氧化物排放低这是循环流化床另外一个非常吸引人的特点。
其主要原因是:一低温燃烧,燃烧温度一般控制在850-900℃之间,空气中的氮氮一般不会生成NOX;二分段燃烧,抑制氮转化为NOX,并使部分已生成的NOX 得到还原。
5、燃烧强度高,炉膛截面积小这是循环流化床锅炉的主要优点之一。
其截面热负荷约为3-6MW/m2,接近或高于煤粉炉。
6、负荷调节范围大,调节速度快这主要上相对于煤粉炉来说的。
其原因是循环流床内床料的蓄热能力非常大,不会象煤粉炉那样低负荷时需投油枪助燃,最大的好处在于可以压火热备用,熄火后可以马上热态启动,比煤粉炉有更好的调峰能力。
循环流化床的负荷调节比可达(3-4):1,其调节速率可达4%-5%。
7、易于实现灰渣综合利用由于其灰渣含炭量较低,属于低温烧透,有着更大的利用价值。
8、燃料预处理系统简单其燃料的粒度一般小于12mm, 破碎系统比煤粉炉更为简化。
循环流化床应用到有机热载体锅炉待解决的问题循环流化床燃烧最大的难题是受热面因受烟气冲刷发生磨损问题,因此在导热油炉上采用循环流化床技术,要解决的首要问题是磨损问题,一旦磨损导热受热面爆管,轻则停产,重则发生重大安全事故。
㈣:解决措施磨损分为两个区域,尾部对流受热面,解决磨损的办法已有成熟的技术,一是减少粉尘含量,利用新型的多管分离器,因为分离效率达到99%以上,也就是说0.02mm 的都可以分离下来,这样就不会造成对流受热面的磨损,二是控制好穿过对流受热面的烟气流速,即使不采用防磨措施也可以防止磨损。
循环流化床燃烧原理
循环流化床燃烧是一种高效的燃烧技术,其原理是将燃料和空气在一定的条件下混合,形成细小的颗粒状物质,在循环流化床内进行燃烧。
循环流化床燃烧技术具有高效、低污染、可适应性强等优点,被广泛应用于煤炭、生物质等领域。
其原理主要包括以下几个方面:首先,循环流化床内的流体化气固两相流动状态可以保证燃料和空气充分混合,从而提高燃烧效率,减少污染物的排放。
其次,循环流化床内的床层温度均匀,可以有效防止燃烧温度过高或过低,从而保证燃烧过程的稳定性和安全性。
再次,循环流化床内的燃料和物料可以高度循环利用,节约能源,减少燃料消耗和废弃物的产生,有利于环境保护和可持续发展。
最后,循环流化床燃烧技术具有较强的适应性,可以适用于不同类型的燃料,如煤炭、生物质等,提高了其应用范围和实用性。
总之,循环流化床燃烧技术是一种高效、低污染、可持续的燃烧技术,具有广泛的应用前景。
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循环流化床锅炉的优缺点及结构分析发表时间:2017-01-19T13:57:24.623Z 来源:《电力设备》2016年第23期作者:刘兆海[导读] 本文对循环流化床锅炉的优缺点及结构进行相应分析。
(莱州龙泰热电有限公司 261400)摘要:循环流化床锅炉燃烧技术相对较高,燃烧适应性和效率都能够满足工业需求。
并且对于气体污染物等的排放也符合环境保护的要求,在负荷范围中进行调节,是一种清洁燃烧技术。
本文对循环流化床锅炉的优缺点及结构进行相应分析。
关键词:循环流化床锅炉;优缺点;结构循环流化床锅炉使用范围相对较广,技术水平不断地提升。
但是在使用的过程中循环流化床锅炉还是暴露出一定的问题。
循环流化床锅炉在应用过程中会出现受热面磨损等情况,直接的导致爆管状况的出现。
并且耐火防护材料会出现脱落,同时由于煤质颗粒较大出现严重堵塞现象。
不能够保证蒸汽温度。
明确循环流化床锅炉结构与使用优缺点能够为工业的发展发挥重要的引导作用。
一、循环流化床锅炉结构循环流化床锅炉是一种新型的燃用固体燃料(如煤)的锅炉。
固体颗粒(燃料、石灰石、砂粒、炉渣等)在炉膛内以一种特殊的气固流动方式(流态化)运动,离开炉膛的颗粒又被分离并送回炉膛循环燃烧【1】。
燃煤和空气进入一个流态化燃烧室,发生掺混和着火燃烧,夹带着大量细颗粒物料的烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来,烟气进入尾部受热面,而被分离器收集下来的物料通过返料器被送入燃烧室循环再燃烧【2】。
下图1为循环流化床锅炉结构二、循环流化床锅炉的缺点(一)耗电较大,烟道受到阻力较高循环流化床锅炉在一次或者多次风机过程中承受的压力较大,特别是流化床中风板布置及再循环系统中都会受到送风系统的影响,并系统产生的阻力将会大于其他系统产生的阻力,在一般情况下循环流化床锅炉送风机风压在10kPa以上,需要耗费大量的电力资源,同时也会产生较高的噪声,震动效果特别的明显。
(二)设备运行磨损严重循环流化床锅炉中物料浓度相对较高,需要高风速的配合。
【问答】循环流化床锅炉有哪些优缺点?问:循环流化床锅炉有哪些优缺点?答:1)燃料适应性广。
循环流化床锅炉既可燃用优质煤,也可燃用劣质燃料。
国内外已有大量燃用煤矸石、煤泥、油页岩、石油焦、炉渣、树皮、废木头、污泥、垃圾等特殊燃料的循环流化床锅炉投产应用;2)燃烧稳定高效。
得益于大量高温物料的存在,燃料进入炉膛后被迅速加热至着火温度以上,由于燃料量与高温物料量相比非常少,因此循环流化床锅炉不存在灭火和燃烧不稳问题。
而大部分未燃尽的燃料通过旋风分离器可以多次循环,停留时间长、燃烧效率高;3)环保性能优越。
循环流化床锅炉通过添加石灰石炉内脱硫可以显著降低烟气二氧化硫排放浓度,氮氧化物的原始排放也低于煤粉锅炉。
循环流化床锅炉旋风分离器区域温度特别适宜SNCR脱硝工艺,喷入尿素溶液或氨水等还原剂可以获得60%-85%的脱硝效率(煤粉锅炉采用SNCR脱硝工艺的脱硝效率一般为40%左右),无需使用价格昂贵的SCR脱硝工艺;4)燃料制备系统简单。
给煤颗粒为0~13mm或0~8mm的宽筛分,没有磨煤系统,相比煤粉锅炉大大简化;5)负荷调节性能好。
循环流化床锅炉负荷调节幅度可达4:1,负荷调节速度可达5~8%BMCR/分钟。
正常情况下,循环流化床锅炉在其运行范围内无须投油助燃。
循环流化床锅炉容易实现压火热备用,温态启动油耗很小,热态启动甚至无需投油;6)炉膛受热面局部区域容易磨损。
受循环流化床炉膛气固流体特性影响,加之主要燃用高灰分的劣质煤种,循环流化床锅炉炉膛受热面局部存在磨损现象,需要在设计制造、运行维护方面采取必要的技术措施保证长周期运行。
近年来随着技术的发展进步,很多循环流化床锅炉已能实现8~10个月的连续可靠运行;7)机组能耗水平较高。
循环流化床锅炉由于布风板、旋风分离器等较大阻力部件的存在,特别是需要高风压以承托床层物料的流化,烟风阻力相对较煤粉锅炉高;同时不少循环流化床锅炉电厂风机选型余量偏大,厂用电率较高,存在完善空间;但循环流化床锅炉燃料适应性广、可以燃用低热值煤的优点是煤粉炉无法代替的,循环流化床锅炉燃用的燃料发热量一般低于煤粉锅炉4~6MJ/kg,影响锅炉效率1~3%;8)自动化控制水平要求较高。
循环流化床锅炉的优点
我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一,目前每年煤炭消费量约12亿吨,其中80通过燃烧被利用。
然而,燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了能源和环境污染严重,能源节约与环境保护已成为现有燃煤技术所需解决的主要问题。
因此,寻求一种高效、低污染燃烧技术,开发新的燃烧设备成为当务之急。
循环流化床燃烧(CFBC)技术作为一种新型成熟的高效低污染清洁煤技术,具有许多其它燃烧方式没有的优点。
1)循环流化床(CFB)属于低温燃烧,因此氮氧化物排放远低于煤粉炉,仅为200ppm 左右,并可实现在燃烧过程中直接脱硫,脱硫效率高且技术设备经济简单,其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加烟气脱硫(PC FCD)。
以130t/h、220t/h、410t/h循环流化床锅炉测算(按年运行5000小时、脱硫效率80),每台锅炉每年可分别燃用劣质煤12万吨、19万吨、35万吨;减排二氧化硫2784吨、4560吨、8502吨;节约脱硫费用分别为222万元、364万元、680万元,而且减少了大量劣质煤的占地问题。
2)燃料适应性广且燃烧效率高,特别适合于低热值劣质煤。
3)排出的灰渣活性好,易于实现综合利用,无二次灰渣污染。
4)负荷调节范围大,低负荷可降到满负荷的30左右。
在我国目前环保要求日益严格,电厂负荷调节范围较大、煤种多变、原煤直接燃烧比例高、国民经济发展水平不平衡、燃煤与环保的矛盾日益突出的情况下,循环流化床锅炉已成首选的高效低污染的新型燃烧技术。
虽然循环流化锅炉以其独特的优点在国内外都得到了极大的发展,但要完全发挥其优势,必须走产业化和大型化的道路,开发制造具有我国自主知识产权的大型循环流化锅炉,并在容量上尽快达到与煤粉炉相当的水平。
一旦这项新技术实现了大型化和国内的产业化,就能切实地体现其重大的经济效益、社会效益和环境效益。
循环流化床锅炉的技术特点
1、燃料适应性广
由于大量灰粒子的稳定循环,新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。
由于循环流化床的特殊流体动力特性,使其中的质量和热量交换非常充分。
这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。
而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换,十分有利于其燃尽。
这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种,同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种,还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。
2、截面热强度高
同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换,不仅使燃烧过程能在较小截面内完成,还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。
这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉,沸腾床锅炉甚至煤粉炉。
这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。
3、污染物排放少
可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。
常用的脱硫剂是石灰石。
通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间,过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况,过低则难以保证必要的燃烧温度。
而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。
因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下,可获得高达80--90的脱硫率。
同样由于较低的燃烧温度,加以分级送风,使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。
这样,燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉,可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平。
4、锅炉负荷适应性好
循环流化床锅炉中床料绝大部分是高温循环灰,这就为新加入燃料的迅速着火和燃烧提供了稳定的热源。
因而循环流化床锅炉的负荷可以很低,如额定负荷的30左右,无需辅助的液体燃料,也不会发生煤粉炉难于保持正常燃烧甚至熄火的情况。
由于同样原因,循环流化床锅炉能够适应负荷的快速变化。
5、燃料制备系统相对简单
循环流化床锅炉无需煤粉炉的复杂的制粉系统,只需简单的干燥及破碎装置即可满足燃烧要求。
另一方面,与循环流化床锅炉相比,链条炉虽一般不需燃料制备装置,但其燃烧效率一般很低。
为保证燃料在链条炉排上的高效燃烧,燃料颗粒必须很均匀,这样的燃料制备装置同样会比循环流化床锅炉的复杂。
6、若干缺点或问题
在具有众多优点的同时,循环流化床锅炉也有一些缺点或问题。
主要是:烟-风系统阻力较高,风机用电量大。
这是因为送风系统的布风板及床层远大于煤粉炉及链条炉的送风阻力,而烟气系统中又增加了气固分离器的阻力。
受热面磨损问题比较严重,可能成为影响锅炉长期连续运行的重要原因。
这是因为烟气流中含尘浓度很高,因而可能对炉膛水冷壁和气固分离器造成严重磨损。
若分离器效率不高或运行不正常,还将引起对流受热面的严重磨损。
对辅助设备要求较高。
某些辅助设备,如冷渣器或高压风机的性能或运行问题都可能严重影响锅炉的正常安全运行。
上述问题在循环流化床锅炉的发展过程中大多已经得到较好的解决。
如适当的炉膛设计可完全避免水冷壁的磨损;正确选择和设计分离器,既可保证很高的分离效率也能避免自身的磨损;而冷渣器和高压风机等主要辅助设备随着循环流化床锅炉的发展,也都有了成熟的产品。
风机问题则是单就烟-风系统阻力而言。
如果考虑到煤粉炉需要复杂的制粉系统而链条炉效率低且无脱硫效果,则风机用电量的少量增加是完全可以接受的。