锅炉培训课件(锅炉各系统分类及原理)

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硝反应于一体。
4、分离器
循环流化床锅炉的分离器是循环流化床锅炉燃烧系统的关 键部件之一。其主要作用是将大量高温固体物料从气流中 分离出来，送回燃烧室，保证燃烧和脱硫剂多次循环、反 复燃烧和反应。从运行机理上将，只有当分离器完成了含 尘气流的气固分离并连续地把收集下来的物料回送至炉膛， 实现会平衡和热平衡，才能保证炉内燃烧的稳定和高效。
三、汽水系统
DGJ220/9.8-II型循环流化床锅炉（208锅炉），为自然循 环锅炉，锅炉的水循环采用集中供水，分散引入、引出的 方式。锅炉汽水系统回路包括尾部竖井烟道省煤器、锅筒、 水冷壁系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分 离器、ＨＲＡ包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高 温过热器及连接管道。
流化床燃烧是床料在流化状态下进行的一种燃烧，其燃料 可以为化石燃料、工农业废弃物和各种劣质燃料。一般粗 重的粒子在燃烧室下部燃烧，细粒子在燃烧室上部燃烧， 被吹出燃烧室的细粒子采用分离器收集下来之后，送回床 内循环燃烧。
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燃料煤首先被加工成一定粒度范围的宽筛分煤，然后由给 煤机经给煤口送入流化床密相区燃烧，其中许多细颗粒物 料将进入稀相区继续燃烧，并有部分随烟气飞出炉膛。飞 出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后，经返料 器送回炉膛，再参与燃烧。燃烧过程中产生的大量高温烟 气流经过热器、省煤器、空气预热器等受热面进入除尘器 进行除尘，最后由引风机排至烟囱进入大气。循环流化床 锅炉燃烧在整个炉膛内进行，而且炉膛内具有很高的颗粒 浓度，高浓度颗粒通过床层、炉膛、分离器和返料装置， 再返回炉膛，进行多次循环，颗粒在循环过程中进行燃烧 和传热。
甲醇燃料和脱硫剂由炉膛下部进入锅炉，燃烧所需的一次风和 二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在 炉膛中完成。炉膛四周布置有水冷壁，用于吸收燃料燃烧 所产生的部分热量。由气流带出炉膛的固体物料在分离器 被分离和收集，通过返料装置送回炉膛，烟气进入尾部烟 道。
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如链条炉一次风穿过炉排片与煤接触时，由于风速较低，
风对煤的作用力小于煤的重力，风只能从炉排上煤层的间
隙中穿过，煤在炉排上静止不动的完成其燃烧过程。当空 气的作用下F等于燃料颗粒的重量G时，燃料颗粒将被空 气托起，沿空气的作用力的方向，运动到有一定的空间高 度，如图（b），如沸腾炉一次风穿过布风板风帽小孔时， 由于气流速度快，其作用力F等于布风板上燃料颗粒的重 力G，空气将颗粒从布风板上吹起，如果燃料颗粒的重量 不变，空气对颗粒的作用力也不变，则颗粒将会在一定的
用联氨除氧的加药量，除了要考虑联氨与给水中的溶解氧 化合所需的量外，还要考虑联氨与给水中的铁、铜氧化物 作用所消耗的量，所以联氨的加药量通常按从锅炉省么器 入口所采得的给水中的联氨量来控制，控制标准 10~50μg/l。
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二、循环流化床锅炉原理
固体燃料在锅炉内的燃烧形态分为三种：静止状态，又称 固定床；流化状态，又称流化床；气体输送状态，又称悬 浮床。燃料的燃烧过程，是燃料与空气在一定的温度条件 下的相互作用过程，空气对燃料的作用情况，决定了燃烧 的形态。当空气对燃料颗粒的作用力F小于燃料颗粒的重 力G时，燃料呈静止状态，如图（a）。
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热力除氧就是根据这个道理，将蒸汽通入除氧器内，将要 除氧的水加热到相应压力下的饱和温度，及溶于水中的气 体解析出来，并随余汽排除除氧器，已达到除氧的目的。
采用热力除氧不仅能除去水中的溶解氧，而且能除去水 中的二氧化碳和一部分碱度。
2）除氧器的结构及原理
主要介绍喷雾填料式除氧器，其结构主要由除氧头和水箱 组成。凝结水及补充水首先进入除氧头经喷嘴以极细的水 滴喷出，与从下部上升的蒸汽进行初步热交换，然后落入 填料层。水在填料层中又被分割成很薄的水膜，水膜在向 下流动的过程中，与从下部进入的蒸汽再次进行热交换， 使水达到该除氧器工作压力下的饱和温度，从而达到除氧 的目的。
3、炉膛的燃烧以二次风入口为界分为两个区。二次风入口 以下为大粒子还原气氛燃烧区，二次风入口以上为小粒子 氧化气氛燃烧区。燃料的燃烧过程、脱硫过程、NO2和 N2O的生成及分解过程主要在燃烧室内完成。燃烧室内布 置有受热面，它完成大约50%燃料释放热量的传递过程。 流化床燃烧室既是一个燃烧设备，也是一个热交换器或脱 硫、脱氮装置，集流化过程、燃烧、传热与脱硫反应、脱。
我车间两种型号锅炉DGL220/9.8-II1和YG-240/9.8-M1０ 使用分离器为旋风分离器。其中DGL220/9.8-II1型循环流 化床使用汽冷旋风分离器。YG-240/9.8-M1０使用水冷旋 风分离器。
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5、返料装置
返料装置是循环流化床锅炉的重要部件之一。它的正常运 行对燃烧过程的可控性、锅炉的负荷调节性能起决定性作 用。
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水箱的作用就是储存一定数量的除氧水，以保证锅炉的用 水需求，为了增强除氧效果，除氧器在水箱内装有一根蒸 汽管，管上开孔，用来送入较高压力蒸汽，使水箱中的水 一直保持着沸腾状态，这种装置成为再沸腾装置。
2）化学除氧
我车间锅炉装置采用化学除氧主要为添加联氨。联氨在 碱性溶液中是一种很强的还原剂，因而可以将水中的溶解 氧还原：
返料装置的作用是将分离器收集下来的物料送回流化床循 环燃烧，并保证流化床内的高温烟气不经过返料装置短路 流入分离器。返料装置既是一个物料回送器，也是一个锁 气器。如果这两个作用失常，物料的循环燃烧过程建立不 起来。锅炉的燃烧效率将大为降低，燃烧室内的燃烧工况 变差，锅炉将达不到设计蒸发量。流化床锅炉燃烧系统中 常用的返料装置是非机械式的。设计中采用的返料器主要 有两种类型：一种是自动调整型返料器，如流化密封返料 器；另一种是阀型返料器，如L阀等。自动调整型返料器
2、 循环流化床锅炉可以分为两个部分。第一部分由炉膛 （流化床燃烧室）、气固分离设备（分离器）、固体物料 再循环设备（返料装置、返料器）和外置换热器（部分流 化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体 物料循环回路。第二部分为尾部对流烟道，布置有过热器、 再热器、省煤器和空气预热器等。
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能随锅炉负荷的变化自动改变返料量，不需要通过调整返 料风量。阀型返料器要改变返料量则必须通过调整返料风 量，也就是说，随锅炉负荷的变化必须调整返料风量。
DGL220/9.8-II1使用的为J阀返料装置。YG-240/9.8-M1 ０使用的未U型自动返料装置。
6、循环流化床锅炉的工作过程
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虽然分离器是循环流化床锅炉必不可少的关键环节，但它 又具有相对的对立性和灵活性，在结构与布置上回旋余地 很大。从某种意义上讲，没有分离器也就没有循环流化床 锅炉，循环流化床锅炉燃烧技术的发展也取决于气固分离 技术的发展，分离器设计上的差异标志着不同的循环流化 床技术流派。它的型式决定了燃烧系统和锅炉整体布置的 型式和紧凑性，它的性能对燃烧室的空气动力特性、传热 特性、物料循环、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数、对石 灰石的脱硫效率和利用率、对负荷的调节范围和锅炉启动 所需时间以及散热损失和维修费用等均有重要影响。
1）循环流化床锅炉的气固分离器必须满足下列几个要求： ⑴能够在高温情况下正常工作；⑵能够满足极高浓度载粒 气流的分离；⑶具有低阻特性；⑷具有较高的分离效率； ⑸与锅炉整体相适应，是过路机构紧凑。
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目前循环流化床锅炉使用的分离器主要分为两大类：旋风
分离器和惯性分离器。一般来说，旋风分离器效率较高，
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锅炉给水首先进入省煤器，然后进入汽包，经下降管进入 水冷壁。燃料燃烧所产生的热量在炉膛内通过辐射和对流 等传热形式由水冷壁吸收，用以加热给水生成汽水混合物。 生成的汽水混合物进入汽包，在汽包内进行汽水分离，分 离出的水进入下降管继续参与水循环，分离出的饱和蒸汽 则进入过热器系统继续加热变为过热蒸汽。
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1、循环流化床是在风帽式沸腾炉的原理上发展起来的流化 床锅炉。 随着循环流化床锅炉的发展，出现了一系列具 有不同结构和运行参数的循环流化床锅炉。我车间共有四 台循环流化床锅炉，型号为DGL220/9.8-II1（一台）和 YG-240/9.8-M1０（三台），分别为东方锅炉工业集团有 限责任公司和济南锅炉厂生产。为单气包、自然循环、采 用高温分离技术的高压蒸汽锅炉。
体积大，而惯性类分离器效率稍为逊色，但尺寸小，使锅
炉结构较为紧凑。按使用条件不同，分离器又可分为三大 类：高温分离器（800℃左右）、中温分离器（400℃～ 600℃）和低温分离器（200℃～300℃）.从对锅炉性能 的影响上看，高温分离较为优越。原因是被烟气夹带的颗 粒可以不间断燃烧，提高煤的燃尽程度，另外CFBB炉膛 内的固体物料浓度较高，造成炉内的气相混合较差，CO 浓度较高。高温分离器内的二次燃烧可降低CO浓度，二 次燃烧造成的升温还有利于N2O的还原，降低N2O排放浓 度。
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如图所示，桑风速较低时，燃料层固定不动，表现层燃的
特点、当风速增加到一定值（所谓最小流化速度或初始流 化速度），布风板上的燃料颗粒浆被气流“托起”，从而 使增个染料层具有类似流体沸腾的特性。此时，除了非常 细而轻的颗粒会均匀膨胀外，一般还会出现气体鼓泡这样 明显的不稳定，形成鼓泡流化床燃烧（又称沸腾燃烧）。 当风速继续增加，超过多数颗粒的终端速度时，大量未燃 尽的燃料颗粒和灰颗粒将被气流带出流化床层和炉膛。为 将这些燃料颗粒燃尽，可将它们从燃烧产物的气流中分离 出来，送回混入流化床继续燃烧，进而建立起大量灰颗粒 的稳定循环，这就形成了循环流化床燃烧。如果空气露宿 继续增加，将有越来越多的燃料颗粒被气流带出，而气流 与燃料颗粒之间的相对速度则越来越小，以致难以保持稳 定的燃烧。当气流速度超过所有颗粒的终端速度时，就成 了气流输送，但若颗粒足够细，则可用空气通过专门的管 道和燃烧装置送入炉膛使其燃烧，这就是燃料颗粒的悬浮 燃烧。