循环流化床燃烧概述
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循环流化床锅炉物料循环燃烧系统引言循环流化床锅炉是一种常见的锅炉类型,其物料循环燃烧系统被广泛应用于工业领域。
该系统的设计和优化对于提高能源利用效率、降低污染物排放以及减少能源消耗具有重要意义。
本文将介绍循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的基本原理、组成部分以及工作过程。
系统原理循环流化床锅炉物料循环燃烧系统基于循环流化床技术,其原理是将物料(如煤粉、燃气等)与气体(如空气、蒸汽等)混合进入锅炉炉膛,在一定的温度和压力条件下进行反应燃烧。
循环流化床通过气体的上升和物料的循环降低了燃烧过程中的温度梯度,提高了燃烧效率和热交换效率。
系统组成部分循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下组成部分组成:1.锅炉炉膛:用于燃烧物料的空间。
炉膛通常采用圆形或方形的结构,具有适当的尺寸和容量。
2.循环系统:包括循环器、循环气管和物料循环管。
循环系统中的循环器通过调节循环气流的速度和方向,控制物料在循环管中的循环速度和循环比例。
3.燃烧系统:包括燃料供给系统、燃烧室和燃烧控制系统。
燃料供给系统用于将燃料送入燃烧室,燃烧室通过控制燃烧过程中的气流和温度,实现物料的完全燃烧。
4.热交换系统:包括烟气余热回收器和空气预热器。
烟气余热回收器用于回收燃烧过程中产生的热能,提高能源利用效率。
空气预热器则通过预热进入锅炉的空气,降低了燃料的燃烧温度,减少了污染物的排放。
工作过程循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作过程可以分为以下几个步骤:1.物料供给:燃料经过处理后,通过燃料供给系统被输送到燃烧室中。
在物料供给的过程中,可以根据需要进行添加辅助燃料或调节燃料的供给量。
2.循环循环:在循环系统的控制下,物料和气体经过循环管进入循环器,形成循环流化床。
在循环过程中,物料在高温下发生燃烧反应,释放出热能。
3.燃烧反应:在循环流化床中,物料与气体发生燃烧反应。
燃料的燃烧过程可以分为物理燃烧和化学燃烧两个阶段,通过控制燃烧过程中的气流和温度,实现物料的完全燃烧。
循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧技术是最近20多年来发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术,也是目前商业化程度最好,应用前景最广的洁净煤燃烧技术,它的燃烧技术比较简单,当进炉的燃料粒度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、燃料适应性甚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、灰渣或砂。
循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气~固和固~固混合非常好,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,而同时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,如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥,以及油页岩、泥煤、石油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。
2、冷却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97.5%~99.5%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,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。
与齿槽流化床锅炉相同,循环流化床锅炉能够在较宽的运转变化范围内维持低的冷却效率,甚至燃用细粉含量低的燃料时也就是如此。
循环流化床锅炉的脱硫比鼓泡流化床锅炉更加有效。
典型的循环流化床锅炉达到90%脱硫效率时所需的脱硫剂化学当量比为1.5~2.5,鼓泡流化床锅炉达到90%脱硫效率则需脱硫剂化学当量比为2.5~3,甚至更高,有时即使ca/s比再高,鼓泡流化床锅炉也不能达到90%的脱硫效率。
与冷却过程相同,烟气反应展开得较为缓慢。
为了并使氧化钙(研磨石灰石)充份转变为硫酸钙,烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂存有充份短的碰触时间和尽可能小的面积。
循环流化床锅炉燃烧特性循环流化床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区,上部的稀相区和分离器区。
锅炉炉膛布风板上布有几十公分厚的惰性材料。
是一个充满灼热的物料,是一个稳定贮存热量的火热源。
燃煤与分离器返回的未然尽的焦碳在该区域燃烧,炉膛再一次风的作用下形成了物料流化,一次风同时提供了燃烧所需求含氧量。
风量约占燃料燃烧所需的风量的60%左右,煤燃料挥发分的析出和燃烧大部分发生在密相区。
当增加负荷时,加大一次风与二次风的比值。
提高硫化速度,流化速度为5-8m/,把份额较大粒径较大的煤粒,输送炉膛上部稀相区在二次风提供氧量,输送物料进行燃烧并参加热量交换。
当锅炉负荷降低,压火时停止二次风以满足负荷变化的需求,此时的密相区处于还原性气氛。
炉膛二次风口以上的稀相区,燃煤燃烧的需氧量流经此处。
在稀相区的焦炭和一部分挥发份,以富氧状态燃烧。
约70%的中心区域向上运动。
同时在流体力学的作用下,同时沿截面贴近炉墙向下移动。
进沸腾炉旋转,物料循环延长了焦炭在炉膛内燃烧状态的停留时间。
有利于焦炭颗粒的燃尽。
在炉膛未然尽的焦炭颗粒在流化风的作用下夹带到分离器,焦炭颗粒在分离器的停留时间很短,而此处氧的含量低,焦炭在该区域燃烧份额很小,只有一氧化碳和一小部分挥发份在此燃烧。
循环流化床锅炉交谈的燃烧模式分为:细颗粒燃烧,焦炭碎片燃烧,粗颗粒焦炭燃烧。
细颗粒焦炭的粒径在30~100μm之间。
属于动力燃烧工况。
在燃用宽筛分煤粒时,夹带着一定数量的细颗粒。
粗颗粒在炉膛内燃烧经过一级破碎,一级破碎和碰撞磨损也产生细颗粒焦炭。
细颗粒焦炭的燃烧在流化风和二次风的作用下大部分处在炉膛内二次风口以上部位的稀相区和分离区燃烧,部分细颗粒在浮力定律的作用下随颗粒运动经分离器返回炉膛,也有少量细颗粒形成锅炉飞灰,是锅炉未燃尽损失的主要部分,因此循环流化床锅炉的热效率是于燃煤煤种有一定关系的。
在实际循环流化床锅炉的运行中,一般分离效率大于理论计算数据。
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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流化床燃烧方式及其设备概论引言流化床燃烧是一种在工业和能源领域广泛应用的燃烧方式,其特点是高效、低污染和灵活性高。
本文将介绍流化床燃烧的基本原理、应用领域以及相关设备。
流化床燃烧的基本原理流化床燃烧是一种将固体颗粒悬浮在气体流中,并在其中进行燃烧的过程。
在流化床中,气体流通过在床层中注入流化介质(通常是沙子或石英颗粒),使固体颗粒形成一个类似于液体的流动状态。
这种流动状态使得固体颗粒能够较好地与气体进行接触,从而实现高效的燃烧。
流化床燃烧过程中,固体燃料被注入流化床中,并在床层中燃烧。
燃烧产生的热量使得床层中的固体颗粒加热,并使其达到流化状态。
同时,床层中的流化介质起到稳定床层的作用,保持床层的流动性。
流化床燃烧的优点之一是燃烧过程中的高效传热。
由于床层是由流动的固体颗粒组成的,热能可以通过颗粒之间的碰撞和混合传递,从而实现高效的传热。
流化床燃烧的应用领域流化床燃烧广泛应用于工业和能源领域,包括以下几个方面:1. 燃煤发电厂流化床燃烧可以用于燃煤发电厂中的锅炉系统。
煤炭作为主要燃料被注入流化床中进行燃烧,产生高温高压的蒸汽,驱动汽轮发电机组发电。
流化床燃烧可以较好地控制煤炭的燃烧过程,降低烟尘和氮氧化物的排放。
2. 生物质能利用生物质作为一种可再生能源,被广泛应用于能源领域。
流化床燃烧可以用于生物质发酵废弃物、农作物秸秆等生物质材料的处理和利用。
生物质经过适当处理后,可以直接注入流化床进行燃烧,产生高效的热能。
3. 工业燃烧设备流化床燃烧还可以应用于工业燃烧设备,如石化、钢铁和化工等行业。
工业流化床燃烧设备通常采用细粒度的固定床材料,并通过注入空气或其他气体流使其形成流化状态,以实现高效的燃烧和能量转化。
流化床燃烧的设备概论流化床燃烧的设备主要包括以下几个部分:1. 流化床流化床是流化床燃烧系统的核心部分,用于容纳流化介质和固体燃料。
流化床通常由高强度材料制成,具有良好的耐高温和耐腐蚀性能。
床层可以分为静床区和流化床区,静床区用于固体燃料的燃烧前处理,流化床区用于实现燃料的流化状态和高效的燃烧。
循环流化床锅炉燃烧方式引言循环流化床锅炉是一种利用流化床技术进行高效燃烧的锅炉,其独特的燃烧方式可以提供更高的热效率和更低的污染排放。
本文将介绍循环流化床锅炉的燃烧方式,包括基本原理、燃烧过程及其应用领域等方面。
1. 循环流化床基本原理循环流化床是一种通过将固体颗粒物质与气流进行循环混合而实现燃烧的技术。
循环流化床锅炉的基本原理如下:•利用气流形成床内均匀的悬浮状态:循环流化床锅炉床内充满了固体颗粒物质,通过高速气流的作用,使颗粒物质悬浮在气流中,形成均匀的悬浮状态。
•利用气流的高速度提高传热效率:气流通过床层时,与悬浮颗粒物质发生剧烈碰撞,使气流中的热量迅速传递给颗粒物质,从而提高传热效率。
•利用颗粒物质的独特特性实现燃烧:循环流化床锅炉中的颗粒物质具有很好的燃烧性能,通过与气流的混合作用,颗粒物质可以迅速燃烧,释放出热量。
2. 循环流化床锅炉燃烧过程循环流化床锅炉的燃烧过程可以分为以下几个步骤:2.1 预热和干燥阶段:初始阶段,床内固体颗粒物质开始被加热和干燥,床温逐渐升高。
2.2 燃烧和混合阶段:预热和干燥后,固体颗粒物质与燃料混合,同时引入适量的气流。
在高速气流的作用下,颗粒物质迅速燃烧,释放出大量的热量。
2.3 吸热和燃料转化阶段:燃烧过程中,颗粒物质吸收热量,使颗粒物质温度升高。
同时,燃料在高温下发生物理和化学反应,转化为可燃气体。
2.4 燃料气化阶段:燃料转化为可燃气体后,与床内的气流充分混合,形成高温的气体。
该气体进一步燃烧,释放更多的热量。
2.5 传热和排烟阶段:燃烧产生的热量通过颗粒物质与气流的热交换,传递给锅炉管道中的工质(通常为水蒸气)。
同时,废气中的污染物通过烟气净化设备进行处理,以降低污染物排放。
3. 循环流化床锅炉燃烧方式的优势循环流化床锅炉的燃烧方式具有以下优势:•高热效率:循环流化床锅炉通过气流与颗粒物质的循环混合,使热量更均匀地传递给工质,提高了热效率。
•低排放:循环流化床锅炉通过燃料的充分燃烧和烟气净化设备的处理,减少了二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放。
循环流化床燃烧技术循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。
循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入。
石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳。
气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除。
为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用。
钙硫比达到2~2.5左右时,脱硫率可达90%以上。
流化床燃烧方式的特点是:1.清洁燃烧,脱硫率可达80%~95%,NO x排放可减少50%;2.燃料适应性强,特别适合中、低硫煤;3.燃烧效率高,可达95%~99%;4.负荷适应性好。
负荷调节范围30%~100%。
循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。
其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分;气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。
循环流化床锅炉属低温燃烧。
燃料由炉前给煤系统送入炉膛,送风一般设有一次风和二次风,有的生产厂加设三次风,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧。
燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置,炉膛内形成气固两相流,进入分离装置的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。
因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置,被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛,使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度,因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式,而且还有对流及热传等传热方式,大大提高了炉膛的传导热系数,确保锅炉达到额定出力。
循环流化床燃烧技术与应用简介作者:王正阳流化床燃烧是固体燃料颗粒在炉床内经气体流化后进行燃烧的技术。
当气流流过一个固体颗粒的床层时,若其流速达到使气流流阻压降等于固体颗粒层的重力时(即达到临界流化速度umf),固体床本身会变得像流体一样,原来高低不平的界面会自动地流出一个水平面来。
换句话说,固体床料已经被流态化了。
流化床燃烧即利用了这一现象。
流化床燃烧的床料包括化石燃料、废物和各种生物质燃料。
如果把气流流速进一步加大,气体会在已经流化的床料中形成气泡,从已流化的固体颗粒中上升,到流化的固体颗粒的界面时,气泡会穿过界面而破裂,就像水在沸腾时汽泡穿过水面而破裂一样。
因此这样的流化床又称为“沸腾床”、“鼓泡床”(图-1)。
继续加大气流流速,当超过终端速度ut,颗粒就会被气流带走,但如将被带走的颗粒通过分离器加以捕集并使之重新返回床中,就能连续不断地操作,成为循环流化床(图-2)。
流化床燃烧技术已经广泛应用于国民经济的许多方面。
图-1 鼓泡流化床(Bubbling Bed)图-2 循环流化床(Circulating Fluidized Bed)(Bubbling Bed)1.循环流化床在电站锅炉领域的应用与发展循环流化床燃烧是介乎鼓泡床燃烧和煤粉悬浮燃烧之间的一种燃烧方式,它具有这两种燃烧方式效率高,低污染的优点,克服了鼓泡床锅炉难大型化和煤粉炉燃烧脱硫、脱硝费用高等缺点,近十五年来得到了快速的发展。
目前,世界上已有千余台循环流化床锅炉投入运行,并在向大型化发展。
我国科研机构与生产单位合作,通过自主研制与引进、吸收、消化国外循环流化床技术相结合,发展具有中国特色的循环流化床锅炉。
2.流化床燃烧在工业锅炉、窖炉中的应用常规流化床、循环流化床具有清洁、高效和燃料适应性好等优点,在工业锅炉、窖炉中得到广泛应用。
例如流化床锅炉能燃烧化肥厂造气炉炉渣,在我国几乎每个小化肥厂有一台常规流化床锅炉或循环流化床锅炉。
窖炉工业由于经济利益往往使用劣质煤和工业锅炉炉渣,而流化床锅炉恰恰有具有能够燃烧劣质燃料的优点,这就为流化床燃烧技术在窖炉中的应用创造了条件。
循环流化床锅炉燃烧一、循环流化床锅炉燃烧特点(一)、循环流化床锅炉燃烧采用流态化燃烧方式,其主要特征是颗粒在离开炉膛出口以后,经旋风分离器收集,由返料器不断返回炉膛参加二次燃烧,因此,循环流化床锅炉具有低温、强化燃烧的特点,床内温度850oC---950oC。
在循环流化床锅炉中,流化床本身是一个积累了大量灼热物料的蓄热容量很大的热源,有利于燃料的稳定、迅速着火燃烧,即使燃用低热值的燃料时,每秒种新加入的燃料还远小于灼热床料的1%,这些灼热床料大多为惰性物料,他们并不与新加入的燃料争氧,却提供了一个丰富的热源,将新加入的煤粒迅速加热,使之析出挥发份并稳定的着火燃烧,煤粒中的挥发份和固定碳燃烧后释放的热量,其中一部分又来加热床料,使炉内温度始终保持在一个稳定的水平。
同时,一些未完全燃尽的颗粒随烟气被携带出炉膛,被旋风分离器收集,由返料器返回炉膛参加二次燃烧。
所以,循环流化床锅炉对燃料的适应性强,不仅能烧优质燃料,也能烧劣质燃料,而且燃烧效率非常高,可达98%。
(二)、循环流化床锅炉优、缺点:1、优点:1)对燃料的适应性好。
2)燃烧效率高。
3)高效脱硫。
4)氮氧化物(NO x)排放低。
5)燃烧强度高,炉膛截面积小。
6)负荷调节范围大,负荷调节快。
7)燃料预处理及给煤系统简单。
8)易于实现灰渣综合利用。
缺点:1)飞灰的再循环燃烧,一次风机压头高,电耗大。
2)膜式水冷壁变节处和裸露在烟气中冲刷的耐火材料砌筑部件磨损大。
3)高温分离器和返料器内有耐火材料砌体冷热惯性大,给支撑和快速启停带来困难。
4)循环流化床锅炉对燃煤粒度及分布要求较高。
若燃料制备不完善,带来的普遍的问题是:锅炉达不到设计出力,磨损严重,燃烧效率不高和运行可靠性差。
二、循环流化床锅炉的燃烧区域循环流化床锅炉在使用二次风以后,一般就将其燃烧区域分为下部的密相区(二次风口以下)、上部的稀相区(二次风口以上)和高温气固分离器区及返料器区。
(一)、密相区在密相区内,由一次风将床料和加入的煤粒流化。
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统简介循环流化床锅炉物料循环燃烧系统是一种高效、环保的能源利用系统,广泛应用于工业领域。
该系统通过将燃烧物料在循环流化床锅炉内循环燃烧,实现能源高效利用和废物减量化处理的目的。
工作原理循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作原理基于循环流化床锅炉的原理。
循环流化床锅炉是一种通过床料内气体或气固两相混合物流化运动实现燃烧的锅炉系统。
在物料循环燃烧系统中,将燃烧物料(如煤、生物质等)通过给料系统送入循环流化床锅炉的燃烧区域。
在燃烧区域,燃烧物料与在床内循环流动的大量气体(如空气、蒸汽等)充分接触,形成高温、高压的燃烧环境。
燃烧物料在循环流化床锅炉内经历一系列的物理和化学变化,燃烧过程释放出的热能被锅炉系统吸收,用于产生蒸汽或供热。
经过燃烧的废物残渣在循环流化床锅炉内保持循环运动,一部分被作为床层物料继续参与燃烧过程,另一部分则被排出系统进行处理或回收利用。
这种循环的废物残渣处理方式不仅能够减少废物的排放,还能实现废物资源化利用。
主要组成部分循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下几个组成部分构成:1.燃料供给系统:燃料供给系统主要包括煤、生物质等燃烧物料的储存、输送和给料装置。
该系统通过合理的物料储存和输送,保证燃料的稳定供给,满足系统的燃烧需求。
2.循环流化床锅炉:循环流化床锅炉是整个系统的核心部分,它通过循环流化床技术实现燃料的循环燃烧。
循环流化床锅炉具有体积小、出力高、燃烧效率高等特点,能够适应不同种类的燃料。
3.空气供给系统:空气供给系统主要包括空气预热器、风机等设备,用于将空气供给循环流化床锅炉,实现燃料与氧气的充分混合,提高燃烧效果和热效率。
4.烟气处理系统:烟气处理系统是为了满足环保要求,对燃烧产生的废气进行处理。
主要包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等设备,通过物理和化学方法对废气中的颗粒物、硫化物、氮氧化物等有害物质进行处理,达到排放标准。
5.蒸汽产生系统:蒸汽产生系统用于将燃烧释放出的热能转化为蒸汽能。
一、流化床燃烧技术
循环流化床燃烧是在鼓泡流化床燃烧的基础上发展起来的,二者可统称为流化床燃烧。
正如所知.燃料的两种经典燃烧方式是固定床燃烧(又称层燃,包括固定炉排、链条炉排等)和悬浮燃烧(例如煤粉燃烧).固定床燃烧是将燃料均匀布在炉排上,空气以较低的速度自下而上通过燃料层使其燃烧。
悬浮燃烧则是先将燃料(如煤)磨成细粉,然后用空气通过燃烧器送人炉膛,在炉膛空间中作悬浮状燃烧。
流化床燃烧是介于两者之间的一种燃烧方式。
在流化床燃烧中,燃料被破碎到一定粒度,燃烧所需的空气从布置在炉膛底部的布风板下送入,燃料既不固定在炉排上燃烧,也不是在炉膛空间内随气流悬浮燃烧,而是在流化床内进行一种剧烈的、杂乱无章、类似于流体沸腾运动状态的燃烧。
当风速较低时,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将被气流“托起”,从而使整个燃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床会均匀膨胀外,一般还会出现气体的鼓泡这样明显的不稳定性,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,可将它们从举烧产物的气流中分离出来,送回并混人流化床继续招烧,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。
如果空气流速继续增加,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嫩烧.当气流速度超过所有颗粒的终端速度时,就成了气力输送。
但若燃料颗粒足够细,则可用空气通过专门的管道和燃烧装置送人炉膛使其燃烧,这就是燃料颗粒的悬浮燃烧。
循环流化床焚烧炉原理循环流化床焚烧炉的原理基于流化床技术,流化床是指固体颗粒在气体或液体的搅拌下呈流动状态的床层。
在焚烧炉内,一定质量的固体废物被送入循环流化床,与氧气反应产生燃烧。
废物在循环流化床中按照一定速率流动,使得燃烧过程更加均匀和高效。
1.废物预处理:废物经过处理后,被送入循环流化床。
预处理包括废物的粉碎、除去可燃物质中的水分、去除有害物质,以及分离可燃物质和不可燃物质等工序。
2.废物燃烧:当废物进入循环流化床后,通过加热装置提供的热能将废物在床层内燃烧。
废物中的有机物质与床层内的氧气反应产生燃烧,产生高温燃烧气体。
3.床层扩散:当燃烧气体通过床层时,由于气体中的流速较高,床层内的固体颗粒被搅动并形成一股流动的床层。
这种流动的床层可以有效地与废物中的可燃物质接触,使得燃烧更加均匀。
4.固体分离:在循环流化床的顶部,设置了固体分离器,用于分离床层中的固体颗粒和燃烧气体。
通过调节分离器的速度,可以确保床层中的固体颗粒在一定程度上循环利用,从而提高能源利用效率。
5.烟气处理:废物焚烧过程中会产生大量的烟气,其中包含有害物质。
因此,烟气处理是循环流化床焚烧炉的关键环节之一、常见的烟气处理设施包括排放控制设备(如除尘器、脱硫器、脱氮器等)和废热锅炉,用于回收能量并减少对环境的不良影响。
总的来说,循环流化床焚烧炉通过流化床技术将固体废物燃烧转化为能源,同时有效控制了废物的排放和环境污染物的产生。
循环流化床焚烧炉具有处理能力强、热效率高、排放物减少等优点,被广泛应用于废物处理和能源回收领域。
关键字循环流化床安装总结工序施工摘要信息近年来随之对环保要求的不断提高,流化床锅炉在我国的应用越来越广泛。
本文以苏州金华盛纸业有限公司的自备电厂250T/H的循环流化床为例,介绍了循环流化床锅炉原理、所使用的床料、燃料、脱硫剂、脱硫过程,设备的结构、主要设备的布置特点以及甘肃火电工程公司承接安装任务后的主要施工方案及施工工序、取得的效果,并对循环流化床锅炉的安装作了全面、系统的总结,提出了宝贵的经验,在以后同类型循环流化床锅炉的招标、安装中,具有很高的参考价值。
苏州金华盛纸业有限公司自备2*250T/H循环流化床锅炉安装总结甘肃省兰州市城关区甘肃火电工程公司杨有军1.原理及设备简介:苏州金华盛纸业有限公司自备2*250T/H循环流化床锅炉是奥地利AE&E公司设计制造的,由甘肃火电公司承建的。
1.1循环流化床锅炉原理简介:固体微粒和气体接触转变为类似液体状态的过程称为流化过程;气流通过床底部分配管,速度到一定值,便会克服固体颗粒的重力,使固体颗粒运动,增大气流速度使固体颗粒作运动加剧,这就形成了流化床。
近年来流化床在煤炭燃烧领域得到了广泛的应用,这是由于流化床有如下的优点:(1) 热容量大,燃料的着火性能好,燃料的适应性广。
(2)1.2循环流化床锅炉与煤粉锅炉、沸腾锅炉的煤的燃烧技术比较:1.2.1气流速度比较沸腾床锅炉的特点是控制床表面和高处的浓度要求高,要求流化的气流速度低,一般在1-2M/S,固体颗粒离开表面高度比较低。
循环流化床锅炉使用的固体床料颗粒小,固体颗粒的直径小于1MM,要求流化的气流速度高,一般在5-8M/S。
流化床锅炉的床料的浓度低。
煤粉锅炉的空气流速要求更高,一般在15M/S左右,煤粒更细,煤粒直径一般小于90微米。
空气和固体是同向流动,煤粉燃烧速度非常快。
1.2.2燃烧温度比较煤粉锅炉煤粉燃烧温度可超过1000℃,这样高的温度会增加烟气中氮氧化物的含量。
流化床锅炉直接在炉膛中脱硫,因此,在炉膛中加入磨碎的石灰石作为中和床,通过反应使燃烧中产生的二氧化硫生成硫酸钙并析出,脱硫效果好. 流化床系统正常运行的温度是在800-930℃的范围是很少生成氮氧化物。
1.3循环流化床特点煤大约在850℃左右在循环流化床燃烧室中燃烧。
细灰及细床料随烟气从炉膛中进入旋风分离器分离。
经旋风分离器分离后较大颗粒的固体通过回料管返回到燃烧室中;分离后烟气离开旋风分离器,通过对流通道冷却后进入电除尘。
一次风从燃烧室底部进入;二次风作为助燃空气从燃烧室侧面进入燃烧室,风从燃烧室的不同高度进入能防止氮氧化物生成。
煤和石灰石从炉前和炉后进入循环流化床燃烧室。
由于煤进入流化床中反复燃烧,逐渐变小,直至耗尽,故煤块只要破碎到10MM以下就可使用。
故煤的处理设施比较简单。
石灰石愈细(小于1MM)脱硫效果愈好。
这是因为石灰石愈细小,就可越增大反应和硫酸钙的生成面积,又可减少石灰石不完全反应的量。
流化床中煤、石灰石浓度很低,固体颗粒混合充分,所以循环硫化床锅炉对煤、石灰石的要求相对较较低。
循环硫化床系统石灰石耗量少,脱硫程度高。
这是由于气体和固体颗粒相对流速高,混合充分, 石灰石颗粒小,接触面广,并形成优越的产热和集中输送的条件。
进入流化床的燃烧料首先要经过预热,温度达到燃点时才能点燃燃烧。
因此在燃烧室四侧安装了四个油燃烧器,给流化床上砂子直接加热,可使炉膛缓慢上升并防止耐磨、耐火衬因热膨胀不均匀受道损坏损。
当温度达到650℃投入煤粉,煤粉被点燃,炉膛温度继续升高,达到850℃后,关闭油燃烧器。
1.4流化床的脱硫过程循环流化床锅炉燃烧室温度控制在850-950℃之间,在这个温度区域内氮氧化物很难生成(温度超过1100℃时氮气与氧气才发生反应)。
未完全燃烧的煤生成的一氧化碳在旋风分离器中继续反应生成二氧化碳。
石灰石与二氧化硫反应生成硫酸钙,与卤化氢、氟化氢反应,生成氯化钙、氟化钙。
反应方程式如下:2CaCO3 + 2SO2+ O2= 2CaSO4+ 2CO2CaCO3 + 2HF = CaF2+ CO2+ H2OCaCO3 + 2HCl = CaCl2+ CO2+ H2O影响脱硫的效果因素除温度以外,还取决于Ca与S的比例,床料的循环状况如图1所示。
1.5循环流化床锅炉主要设备:1.5.1 CFB燃烧室及冷渣器。
1.5.2分离器及回料管。
1.5.3本体包括省煤器.水冷壁.过热器和管式空气。
1.5.4水、汽系统包括给水泵.除盐水箱和高压加热器。
1.5.5风系统包括风机和暖器。
1.5.6点火系统。
1.5.7燃料处理及给料系统。
1.5.8灰处理设施。
1.5.9烟气系统包括电除尘.吸风机和烟囱。
1.5.10床料(石灰石,砂石)处理和加药系。
1.6主要技术参数流化床炉膛下部温度―――――――――850-950℃炉膛顶部温度―――――――――700-850℃运行状态热容量――――――――――――80MW冷态起动时间―――――――――8小时热态起动时间―――――――――1小时本体最大蒸发量――――――――――275T/H连续蒸发量――――――――――250T/HMCR工况过热器控制范围――――50-110%过热蒸气压力―――――――――――――125bar a温度―――――――――――――540±5℃汽包最大压力―――――――――146bar g给水温度―――――――――――156℃锅炉效率负荷热效率―――――――――90.5%燃料:煤:热值―――――――――――――24MJ/kg水份―――――――――――――10.0%wt灰――――――――――――――15.0%wt碳――――――――――――――60.0%wt氢――――――――――――――4.0%wt氮――――――――――――――0.8%wt硫――――――――――――――0.7%wt氧――――――――――――――9.5%油:类型―――――――――――――轻油热值―――――――――――――35.4%wt粘度(40℃)―――――――――max.2.4cst温度―――――――――――――+10--10℃供油压力―――――――――――0.5bar g烟气灰尘――――――――――――-50mg/Nm3NOx―――――――――――――125ppmSO2 ―――――――――――――70ppmCO――――――――――――――200ppm1.7设备简介1.7.1炉膛:炉膛由燃烧室和水冷壁组成:燃烧室是由钢板围成的锥体形状,内部衬有耐磨保温层;底部布置伞形风嘴,一次风由此进入燃烧室对床料进行流化;二次风分上下两层,布置在燃烧室四侧;前侧中部布置一个“J”阀风道入口,从旋风分离器分离的固体颗粒、煤粉、石灰石、砂石都是从此口进入炉膛;后侧布置两个给煤口;左右两侧各布置两个排渣口和两个回料口,灰渣从排渣口排出,进入冷渣器,从冷渣器分离出灰渣后,固体颗粒从回料口返回到燃烧室;在燃烧室四侧还各布置一个点火器。
燃烧室上部是由四侧水冷壁则形成炉膛的蒸发区。
底部和顶部衬有耐磨衬;前侧水冷壁顶部有烟气出口,烟气从此口进入旋风分离器中。
炉膛的横截面(上部)―――――7.48x7.48m炉膛的横截面(喷嘴区)―――――5.0x5.5m炉膛总高度――――――――――38m耐磨层高度――――――――――5m1.7.2旋风分离器旋风分离器布置于炉膛前部。
由上段、下段、中心筒、回料装置组成;外部由钢板制成,内部有保温、耐磨衬。
带有固体颗粒的烟气从前水出口进入旋风分离器中,在离心力和重力的作用下,固体颗粒被分离出来。
烟气通过旋风分离器的中心筒、上段进入热回收通道内。
固体颗粒通过回料装置返回到炉膛中。
回料装置由三部分组成:垂直回料管;“J”阀风道;与燃烧室相连的连接管。
“J”阀并非机械阀,它起隔离、密封作用,把旋风分离器分离的固体颗粒送回炉膛,同时又是燃料、石灰石的入口。
旋风分离器内径--------------------7.2m垂直回料理管内径----------------2.0mm旋风分离器高度-------------------18.2mm1.7.3炉本体本锅炉由单汽包、水冷壁、两根下降管组成的自然循环锅炉。
燃烧室悬挂在水冷壁下部,形成了下部炉膛;屏式过热器布置于炉膛顶部。
高温过热器、低温过热器布置于炉膛的上部,烟气离开旋风分离器后,经高温过热器、低温过热器后,穿过省煤器,竖直进入管式空气预热器。
汽包布置于钢架顶部。
汽包:材质----------------------------------------SA299内径---------------------------------------1.554mm长度---------------------------------------8.250mm蒸发系统受热面-------------------------------1.112m2管子-----------------------------------63.5x7.2材质----------------------------------SA106-B省煤器受热面积----------------------------5,006m2管子---------------------------------38.0x5.0mm材质----------------------------------SA192顶棚受热面积----------------------------40m2管子---------------------------------38.1x4.6mm材质----------------------------------SA209-T1低温过热器受热面积----------------------------1,995m2管子---------------------------------38.1x4.6mm材质---------------------------------- SA209-T1屏式过热器受热面积----------------------------410m2管子---------------------------------38.1x6.6mm材质-------------------------------SA213-T12/T22高温过热器受热面积----------------------------489m2管子---------------------------------38.1x6.6mm材质---------------------------------- SA213-T22空气预热器受热面积----------------------------9,315m2管子---------------------------------48.3x2.92mm材质---------------------------------- SA106-B汽水流程图如图2所示。