影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素分析及改善措施_申莉
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提高循环流化床锅炉效率的因素与调整、循环流化床锅炉燃烧的特点从燃烧观点可把主循环回路分成三个性质不同区域,即(1) 下部密相区( 位于二次风平面以下) ;(2) 上部稀相区(位于二次风平面以上) ;(3) 气固分离器。
在炉膛下部密相区,床料颗粒浓度比上部区域的浓度要大一些,储存大量的热量。
当锅炉负荷升高时,一、二次风量均增大,大部分高温固体粒子被输送到炉膛上部稀相区,燃料在整个燃烧室高度上燃烧。
颗粒在离开炉膛出口后,经适当的气固分离器和回料器不断送回下部密相区燃烧。
在任何情况下,全部的燃烧空气通过炉膛上部。
细小的炭粒被充分暴露在氧环境中,炭粒子的大部分热量在这里燃烧释放。
二、循环流化床锅炉的燃烧效率的影响因素影响流化床锅炉燃烧的因素很多,如燃煤特性、燃煤颗粒及流化质量、给煤方式、床温、床体结构和运行水平等。
(一)燃煤特性的影响燃煤的结构特性、挥发分含量、发热量、灰熔点等对流化床燃烧均会带来影响。
首先燃料的性质决定了燃烧室的最佳运行工况。
对于高硫煤,如石油焦和高硫煤,燃烧室运行温度可取850C,有利于最佳脱硫剂的应用;对于低硫、低反应活性的燃料,如无烟煤、石煤等,燃烧室应运行在较高的床温或较高过剩空气系数下,或二者均较高的工况下,这样有利于实现最佳燃烧。
第二,燃烧勺性质决定了燃料勺燃烧速率。
对于挥发分含量较高,结构比较松软的烟煤、褐煤和油页岩等燃料,当煤进入流化床受到热解时,首先析出挥发分,煤粒变成多孔的松散结构,周围勺氧向粒子内部扩散和燃烧产物向外扩散勺阻力小,燃烧速率高。
对于挥发分含量少,结构密实的无烟煤,当煤受到热解时,分子勺化学键不易破裂、内部挥发分不易析出,四周勺氧气难以向粒子内部扩散,燃烧速率低,单位质量燃料在密相区的有效放热量就少,对于那些灰分高、含碳量低的石煤、无烟煤等,煤粒表面燃烧后形成一层坚硬勺灰壳,阻碍着燃烧产物向外扩散和氧气向内扩散,煤粒燃尽困难。
第三,燃料的性质决定了流化床的床温。
浅析循环流化床锅炉燃烧效率的影响因素与调整策略摘要:循环硫化床锅炉作为环保型的锅炉,当前已被大部分企业所广泛应用。
主要源于其燃烧实用性强、效率高以及污染少等优点,但是基于诸多因素的影响,会影响其燃烧效率。
基于此,本文阐述了循环流化床锅炉燃烧及其应用特征,对循环流化床锅炉燃烧效率主要的影响因素及其调整策略进行了探讨分析。
关键词:循环流化床锅炉;应用特征;燃烧效率;影响因素;调整策略循环流化床锅炉燃烧是燃料通过给煤系统进行燃料输送过程,进入炉膛中,送风又有一次风和二次风之分,部分还有三次风。
布风板下面可以将一次风送入燃烧室,目的是保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,目的是供给燃烧室的氧气,让燃料能够充分燃烧;三次风则是为了强化燃烧。
一、循环流化床锅炉应用的特征循环硫化床锅炉应用的特征主要表现为:(1)循环硫化床锅炉的优点。
相对于其他炉型而言,循环硫化床锅炉燃烧的适应范围广,使得一些劣质燃料也能燃用,而这一点,一般燃烧方式是做不到的。
此外,循环硫化床锅炉负荷变化具有较强的适应性。
只要在炉内加吸收剂(石灰石、白云石)即可降低烟气中SO2含量,从而减少污染气体的排放量,这样不仅能达到环保效果,还能够提高灰渣的综合利用率,以及避免锅炉受热面受到严重腐蚀。
(2)循环硫化床锅炉的缺点。
主要表现在:第一、相对于煤粉炉而言,循环硫化床锅炉的热效率比较低,造成这一结果的原因较多,主要包括:在使用的煤粉上,相对于循环硫化床锅炉而言,煤粉炉所用的煤粉要细得多,而燃料往往只有越细才越容易燃尽,因而使得机械不完全燃烧热损失增加;就炉膛的温度来看,相对于煤粉炉而言,循环硫化床锅炉的温度太低,这就使得燃料很难着火,即使着火也难以完全燃烧,造成化学不完全燃烧热损失增加。
第二、循环硫化床锅炉采用了高压风机来克服布风板和料层的阻力,造成风机增加电耗量,受热面遭受磨损,炉膛内部烟尘沉积太多。
二、循环流化床锅炉燃烧效率主要的影响因素1、煤质影响因素。
循环流化床锅炉的爆燃及预防循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃煤锅炉,具有热效率高、排放低的优点。
然而,由于燃烧条件和燃料特性的变化,循环流化床锅炉在运行过程中可能会发生爆燃现象,给设备和人员带来严重的危害。
因此,对于循环流化床锅炉的爆燃及其预防进行深入的研究和探讨,对于确保锅炉的安全运行至关重要。
一、循环流化床锅炉的爆燃原因1. 点火过程不当。
循环流化床锅炉的点火过程需要控制燃料的起燃速度和点火位置,以防止燃烧速度过快,导致爆燃。
2. 进料不均匀。
当循环流化床锅炉的进料不均匀时,容易导致燃烧不稳定,进而引发爆燃。
3. 燃料含硫过高。
硫在燃烧过程中容易生成硫酸和硫酸盐,当燃料的硫含量过高时,会导致床层温度升高,增加爆燃的风险。
4. 低过气分布比。
过气分布比是指燃烧区过剩空气与循环床料比的比值,过小的过气分布比会导致床层温度升高,增加爆燃的可能性。
5. 燃料湿度过高。
湿度较高的燃料会影响燃烧稳定性,增加爆燃的风险。
二、循环流化床锅炉爆燃的预防措施1. 合理安排点火过程。
在点火过程中,应根据燃料特性和锅炉结构合理选择点火位置和点火速度,确保燃烧的稳定性和安全性。
2. 控制进料均匀。
通过合理设计和调节锅炉的进料装置,确保给料量的均匀分布,避免过高或过低的料层厚度,减小爆燃的风险。
3. 降低燃料硫含量。
对于高硫燃料,可以采取降低硫含量的方法,如燃烧前对燃料进行脱硫处理,减少硫在燃烧过程中的生成。
4. 控制过气分布比。
通过调整供风系统,确保燃烧区域的过气分布比合理,避免床层温度升高,减少爆燃的可能性。
5. 控制燃料湿度。
对于高湿度的燃料,可以进行预烘干处理,将燃料的湿度降至合适的范围,提高燃烧的稳定性和安全性。
三、循环流化床锅炉爆燃的处理措施1. 及时停机。
一旦循环流化床锅炉发生爆燃,应立即停机,切断燃料供应和风量,确保人员安全。
2. 排空床料。
在停机后,应及时排空床料,减少床料中的燃料堆积,防止二次燃烧的发生。
影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素及调整对策作者:项华来源:《中国科技博览》2015年第02期[摘要]本文阐述了循环流化床锅炉燃烧及传热特性,分析了影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素,提出了循环流化床锅炉燃烧调整的对策。
[关键词]循环流化床锅炉;燃烧效率;特性;因素;调整对策中图分类号:TK229.66 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)02-0000-01循环流化床燃烧技术作为一种新型的高效低污染清洁煤技术,具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节快等优点,在国内外都得到了迅速发展。
随着理论研究的不断创新和实际应用技术的日益完善,循环流化床燃烧技术必将发挥出更大的作用。
1、循环流化床锅炉燃烧及传热特性燃料通过给煤系统进行燃料输送过程,进入炉膛中,送风又有一次风和二次风之分,部分还有三次风。
布风板下面可以将一次风送入燃烧室,目的是保证料层流化;二次风沿燃烧室高度分级多点送入,目的是供给燃烧室的氧气,让燃料能够充分燃烧;三次风则是为了强化燃烧。
燃烧室里的物料在流化风的作用下,产生了扰动,这样一些固态颗粒在高速气流的作用下进入炉膛,一些质量过大的颗粒则会顺着炉膛内壁往下流动,轻小的颗粒跟烟气一起进入物料分离装置中,分离装置将烟气中的固体颗粒进行分离,然后将其沿着下部的返料装置送回燃烧室内,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。
循环流化锅炉的分离装置效率并不高,所以当颗粒经过分离器之后通过返料器又进入了炉膛内,保证了锅炉内的灰浓度。
因此,循环流化床锅炉不仅能够通过热辐射传热,还能通过对流传热,这样炉膛的传热系数就被提升了,也保证了锅炉的额定出力。
2、影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素2.1 分离器分离效率及返料量控制的影响。
影响分离效率的主要因素包括切向进口烟气流速、烟气温度和粘度、灰粒径、进口灰浓度以及分离器自身的结构尺寸等等。
实际运行中返料量的控制对炉内灰浓度及灰平衡的建立具有相当重要的作用,也是维持热循环回正常的重要保障。
锅炉提高燃烧效率的方法【摘要】介绍了锅炉燃烧效率的方法, 即提高分离器分离效率降低分离器中心筒直径, 提高返料能力, 合理提高料层厚度, 控制适宜床温, 控制炉膛出口氧含量, 合理调节一、二次风配比, 控制煤的颗粒度, 给煤口和排渣口错开使用, 调整负压, 增加飞灰回送, 优化布风板通风结构, 提高操作人员技术水平。
【关键词】循环流化床锅炉;燃烧效率;提高1.影响锅炉燃烧效率的主要因素影响循环流化床锅炉燃烧效率的主要因素有: 粒径及其分布, 流化速度, 分离器效率, 过量空气系数, 密相区内床温和一、二次风配比。
2.提高锅炉燃烧效率的措施2.1提高分离器分离效率采用高效新型蜗壳式旋风分离器来提高分离效率。
常规切向进口的旋风分离器, 不适于分离-015mm粒级的物料, 因为其进口通道对物料颗粒的加速不利, 流场不均匀, 导致旋风分离器分离效率低, 捕集的循环物料少。
蜗壳式旋风分离器采用等通道截面, 烟气和夹带的物料在进入旋风分离器之前就可得到较为均匀的流场, 分离性能大幅度提高, 能捕集细粒级的飞灰, 而且飞灰含碳量降低, 循环物料增多。
2.2减小旋风分离器中心筒的直径在优化设计基础上, 将旋风分离器中心筒直径由115m减为112m, 有效提高了分离效率。
2.3提高返料器返料能力对于采用高温分离器的循环流化床锅炉, 一般控制返料温度比料层温度高20~30℃即可以保证锅炉稳定燃烧, 同时又可起到调整燃烧的作用。
运行时应控制返料温度最高不要超过1000℃。
返料温度可以通过调整给煤量和返料风量来调节, 如温度过高, 可适当减少给煤量并加大返料风量。
2.4合理提高料层厚度一般将料层差压控制在810~915kPa, 料层差压的大小由炉底放渣来控制。
料层太薄, 空气穿透力强, 炉膛内流化工况不佳, 容易产生沟流和节涌现象, 同时蓄热量少, 容易因煤空而造成锅炉灭火。
料层太厚, 需要很大的流化风量, 同时炉内容易产生分层现象。
化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化分析一、引言化工企业的循环流化床锅炉是一种常见的工业锅炉,其燃烧运行情况直接关系到企业的生产效率和能源消耗。
为了提高燃烧效率和减少排放,对循环流化床锅炉的燃烧运行进行优化分析是非常必要的。
本文将对化工企业循环流化床锅炉燃烧运行进行深入分析,以期为化工企业的安全生产和环境保护提供参考。
二、循环流化床锅炉燃烧原理循环流化床锅炉是一种特殊的锅炉,其燃烧原理是将颗粒燃料(如煤、生物质)与气体混合在一起,形成一定速度的气体流,使颗粒燃料在锅炉内呈现出一种流化状态。
在这种状态下,燃料中的活性物质与空气充分混合,燃烧效率高,烟气中的有害物质排放少。
循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括燃料的干燥、预热、气化和燃烧。
在这个过程中,燃料颗粒在高速气体流的作用下形成了一种流化床,燃烧效果好且燃料利用率高。
由于燃料类型、供气量、出口温度等各种因素的影响,循环流化床锅炉的燃烧过程在实际运行中会存在种种问题,如燃烧效率低、烟气排放超标等,因此需要进行优化分析以提高燃烧效率和减少排放。
三、循环流化床锅炉燃烧运行优化分析1. 燃料选择和干燥循环流化床锅炉使用的燃料种类多样,包括煤、生物质、混煤等。
燃料的选择对燃烧效率和排放有着重要的影响。
需要选择适合的燃料种类,燃料水分含量和灰分含量等指标应符合锅炉的要求。
对于含水量高的燃料,需要进行干燥处理,以提高燃烧效率和避免炉内结焦。
2. 空气分配循环流化床锅炉的燃烧过程需要充分的氧气参与,因此空气分配对燃烧效率至关重要。
适当的氧气含量和合理的空气分配可以提高燃料的燃烧速率,减少燃料消耗并降低氮氧化物的生成。
如果供气过多或过少,都会对燃烧效率造成负面影响。
对于循环流化床锅炉来说,需要根据实际情况进行空气分配的优化,以确保燃烧效率和排放达标。
3. 热工参数控制在循环流化床锅炉的燃烧过程中,热工参数的控制是非常重要的。
其中包括燃烧温度、出口温度、热效率等参数。
燃烧温度直接影响到燃料的氧化和还原反应,过高或过低的燃烧温度都会导致燃烧效率的下降。
影响循环流化床锅炉效率的主要因素有:一、二次返料量;一、二次风量及配化;燃料的物理特性及化学特性。
知道这些对我们如何提高锅炉的效率及经济性,充分发挥锅炉的优点避其缺点是十分必要的。
1、一、二次返料量。
前面说过循环流化床锅炉属于沸腾炉。
早期沸腾炉的热效率仅为60%左右。
近年来,新近设计制造的中小型循环流化床锅炉,其热效率可达87%。
其热效率提高的主要原因就是有了返料。
所谓的返料就是将炉膛出口高温烟气中未燃尽的较大颗粒的飞灰返入炉膛重新燃烧的飞灰。
这样降低了机械不完全燃烧损失,从而提高了锅炉的热效率。
可见返料量越大,锅炉效率越高。
为了增加返料量,在一次返料基础上又设计了二次返料。
另外,由于锅炉中的灰粒在700℃以下时,具有足够的硬度和动能,因而对受热面磨损较大。
对循环流化床锅炉而言,飞灰含量大,出口烟温较低。
有了返料,可使烟气中灰粒有所减少,减轻了高、低过热器;省煤器;空气预热器的磨损。
对这些部件有一定的保护作用。
2、一、二次风量及配化和燃料的物理、化学特性。
一次风的作用主要是使床料保持良好的沸腾工况,且提供燃料燃烧所需的氧气。
二次风的主要作用是增大烟气的拢动,减少炉膛内的热偏差,从而降低床温,提高炉膛出口烟温,同时也能提供燃烧所需的氧气。
风对锅炉的影响主要表现在风温、风量及配比。
①风温:风温越高,越容易使燃料中燃点较低的挥发份尽快燃烧,对锅炉的燃烧越有利。
②风量:风量的大小要合适。
风量过大,易使过量空气系数较大,排烟损失增加。
同时,烟气流速也较大,对受热面磨损加剧。
风量也不能过小,否则炉内底料沸腾不好,易出现“死料”从而产生低温结焦。
同时,燃料在炉内不能很好的燃烧,使机械不完全燃烧损失增加。
风太小还能使烟速减小,易使尾部受热面积灰。
由于风道阻力不同,烟风系统的漏风情况等诸多因素,既使相同的两个炉的一次风量也不尽相同,具体数值可在试运行时摸索确定。
③配比:二次风对锅炉负荷的调节有较大的影响。
一般二次风量为一次风量的40~50%左右。
化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化分析随着工业化的发展,化工企业在生产过程中需要大量的热能来支持生产。
循环流化床锅炉因其高效节能、环保等特点被广泛应用于化工行业。
循环流化床锅炉燃烧运行优化一直是化工企业面临的课题之一。
本文将从燃烧过程的优化、燃料选择、设备维护等方面进行分析,探讨如何对化工企业循环流化床锅炉进行燃烧运行优化。
一、燃烧过程的优化1. 空气与燃料的比例在循环流化床锅炉的燃烧过程中,空气与燃料的比例是影响燃烧效率的关键因素。
如果空气过量,将导致部分燃料无法充分燃烧,降低燃烧效率;如果空气不足,将导致燃料无法完全燃烧,产生大量的有害气体。
在燃烧过程中需要合理控制空气与燃料的比例,确保燃料能够充分燃烧,减少气体污染物的排放。
2. 温度控制循环流化床锅炉在燃烧过程中需要保持一定的温度,以保证燃料充分燃烧。
过高的温度会对锅炉设备造成损害,同时也会影响燃烧效率;过低的温度则会导致燃烧不完全。
在燃烧过程中需要通过合理的调节控制系统来维持适当的温度,以确保燃烧效率和设备安全。
3. 燃烧烟气的处理燃烧产生的烟气中含有大量的有害气体和颗粒物,需要通过烟气处理系统进行处理。
采用先进的烟气净化设备,如除尘器、脱硫脱硝装置等,能够有效去除烟气中的污染物,保护环境,符合环保要求。
二、燃料选择1. 燃料的品质燃烧效率和燃料的品质密切相关,高品质的燃料能够提高燃烧效率,降低燃料消耗。
在选择燃料时需要考虑其热值、水分含量、灰分含量等指标,选择适合循环流化床锅炉燃烧的优质燃料。
2. 多元化燃料化工企业往往会面临多种燃料的选择,为了提高燃烧灵活性和保证燃烧效率,可以考虑采用多元化燃料。
通过对燃料的混燃或顺序燃烧,能够最大限度地利用各种燃料的优势,提高燃烧效率。
三、设备维护1. 定期检修循环流化床锅炉作为化工企业的重要设备,需要定期进行检查和维护。
对于燃烧系统的各个部件,如风门、出口风机、燃烧器等,需要进行定期的清洗、检修和更换,以保证其正常运行。
循环流化床锅炉常见故障维修循环流化床锅炉是一种常用的锅炉类型,但在运行过程中可能会出现一些常见的故障。
在本文档中,我们将探讨一些常见的循环流化床锅炉故障及其维修方法。
故障1: 异常的燃烧状况症状:燃烧不稳定,可能出现火苗跳跃或熄灭,锅炉燃烧效率下降。
原因:1. 进风口、烟气道堵塞。
2. 燃料供给不足。
3. 燃料成分不适合。
4. 点火系统故障。
维修方法:1. 清理进风口、烟气道,确保畅通。
2. 调整燃料供给系统,保证合适的燃料供给。
3. 检查燃料成分,适时进行调整。
4. 检修点火系统,修复或更换故障部件。
故障2: 循环流化床无法正常启动症状:循环流化床无法启动,无法达到工作温度。
原因:1. 初始点火温度设置不正确。
2. 燃烧室内氧气供应不足。
3. 料层过厚或过薄。
维修方法:1. 检查初始点火温度设置,确保温度合适。
2. 检查氧气供应系统,确保供氧顺畅。
3. 调整料层厚度,保证合适的循环流化。
故障3: 循环流化床泄漏症状:循环流化床出现泄漏现象。
原因:1. 循环流化床螺栓松动。
2. 冷却水管道破裂。
3. 密封件老化或破损。
维修方法:1. 检查螺栓紧固情况,重新紧固松动部位。
2. 检查冷却水管道,修复或更换破裂部位。
3. 检查密封件,更换老化或破损的密封件。
以上是一些常见的循环流化床锅炉故障及其维修方法。
在实际操作中,应遵循相关安全操作规程,并在需要时寻求专业人士的帮助。
维修过程中也应注意锅炉的关闭和恢复操作,以保证人员和设备的安全。
以上。
循环流化床锅炉燃烧控制与哪些因素有关由于循环流化床锅炉的操作运行与其它炉型不同,运行中除了按《运行规程》对锅炉水位、汽压、汽温进行监视和调整外,还必须对锅炉的燃烧进行调整。
(1)床温的控制:运行应加强床温监视,炉温过高时结焦,过低时息火,一般控制在850℃-950℃左右,如烧无烟煤,为使燃料燃烧完全,可提高炉温,控制在950-1050℃(应低于煤的变形温度100-200℃)最低不低于800℃,否则很难维持稳定运行,一旦断煤很容易造成灭火。
烧烟煤时炉温控制在900-950℃,如烧高硫烟煤需进行炉内脱硫,床温控制在850-870℃,最多不超过900℃,否则降低石灰石的利用率,当炉温升高时,开大一次风门。
炉温低时,关一次风门,超过1000℃时,停煤、加风;低于800℃时,应加煤减风。
但风量最小也要保持最低流化状态。
若温度继续下降,立即停炉,查明原因再启动。
炉温的控制是调整一次风量、给煤量和循环灰量来实现的。
常规下主要调整给煤量。
流化床温高或床温低引起的原因和控制方法:1、床温升高一般由下列因素引起A、煤质变好,热值升高,烟气氧量降低(一般控制过热器后正常运行时烟气含氧量3-5%),表明煤量过多,应减少给煤量。
B、粒度较大的煤,集中给入炉内,造成密相区燃烧份额增加,引起床温升高。
从含氧量看不出变化,用增加一次风量,减少二次风量的方法,控制床温。
C、由于没有及时放渣,料层加厚,造成一次风量减少引起床温升高。
应及时放渣保持料层厚度在一定范围内。
2、床温降低一般由下列原因引起:A、煤质差、热值降低,烟气氧量增加,应增加给煤提升床温。
B、燃料粒度小。
煤仓一部分较小的煤集中给入炉内,细煤粒在密相区停留时间较短造成密相区燃烧份额减少,而床温降低,正确的调整应减少一次风量,增加二次风量,不应增加煤量,以免引起炉膛上部空间燃烧份额增多,造成返料器超温结焦。
C、氧量指标不变,床温缓慢降低,而且整个燃烧系统都在降低,锅炉负荷不变。
2023提高循环流化床锅炉热效率的措施CATALOGUE目录•引言•循环流化床锅炉工作原理•提高循环流化床锅炉热效率的措施•工程实例分析•研究结论与展望01引言•循环流化床锅炉作为一种高效、低污染的清洁燃烧技术,被广泛应用于工业和电力领域。
然而,在实际运行中,循环流化床锅炉的热效率受到多种因素的影响,难以达到最佳状态。
因此,提高循环流化床锅炉的热效率对于节约能源、减少污染具有重要意义。
背景与意义锅炉热效率现状分析•目前,循环流化床锅炉的热效率一般在85%左右,相对于其他燃烧方式来说并不算高。
造成这种情况的原因有很多,比如:燃料的燃烧不完全、锅炉设计不合理、运行管理不善等。
其中,燃料的燃烧不完全是影响锅炉热效率的重要因素之一。
•本研究旨在探索提高循环流化床锅炉热效率的有效措施,通过对锅炉的优化设计、合理选配燃料、改善运行管理等方面进行研究,达到提高锅炉热效率、降低能源消耗、减少污染物排放的目的。
这对于循环流化床锅炉的节能减排具有重要意义,也为循环流化床锅炉的高效运行提供了理论支持。
研究目的和意义02循环流化床锅炉工作原理循环流化床锅炉是一种高效、低污染的节能环保锅炉,广泛应用于工业和电力领域。
其工作原理是利用高速气流的冲击力,使燃料和大量空气充分混合,形成流化床,通过燃烧产生热量,转化为蒸汽或电力。
循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉主要包括燃烧室、旋风分离器、回料器等部分,燃料进入燃烧室后,与大量空气混合,形成流化床,进行燃烧反应。
燃烧产生的烟气进入旋风分离器,将较大的颗粒分离出来,送回燃烧室继续燃烧,而较小的颗粒和气体则进入尾部烟道,通过省煤器、空气预热器等设备排放到大气中。
循环流化床锅炉工作流程循环流化床锅炉热效率影响因素循环流化床锅炉的热效率受到多种因素的影响,如燃料特性、床温、床压、空气系数等。
床温的高低直接影响到燃料的着火和燃烧过程,进而影响到锅炉的热效率。
燃料的挥发分、灰分含量和水分等特性对锅炉热效率有着重要影响。
循环流化床锅炉效率偏低原因分析与燃烧调整摘要:锅炉燃烧技术种类繁多,近些年比较流行的循环流化床锅炉在行业中比较走红,这种煤炭燃烧技术具有独有的特点,燃烧过程中效率更高、而且污染性很低、清洁度方面也很高。
该技术在煤炭燃烧过程中,能确保燃烧材料循环进行燃烧,同时还能实现脱硫反应,但事实上循环流化床锅炉技术在实际应用过程中受到较多因素的影响,并没有达到理想中的效果,本文针对影响循环流化床锅炉效率的根本原因进行了全面分析,并提出了调整方案。
关键词:循环流化床锅炉;锅炉技术;煤炭燃烧;锅炉效率引言正是由于该技术在实际应用过程中能源消耗比较低,煤炭燃烧效率高,所以该技术在市场上应用比较广泛。
随着新时代的发展低碳环保理念逐渐深入人心,人们赋予循环流化床锅炉更高的标准,大部分锅炉厂已经将原本的锅炉型式替换掉,采用循环流化床锅炉技术,能有效地控制整体的运行成本,还能促使运行效率的提升。
但是循环流化床锅炉技术在应用中,非常容易受到外界因素的影响,所以要及时找到影响因素,并有针对性的解决才能有助于提升该技术的使用效果。
1循环流化床锅炉燃烧过程目前循环流化床锅炉燃烧技术应用比较广泛,主要在燃烧的过程中煤炭颗粒会经过干燥处理,燃烧过程中逐渐达到一定膨胀点就会破碎,燃烧中还要经历两次挥发分析出过程,煤炭颗粒在稳定的挥发分析出中第一次的温度是控制在500~600°C,第二次是800~1000°C。
煤炭颗粒的挥发分产量,是由燃烧过程中锅炉运行速度和炉膛内产生的温度来决定的,燃烧方式也会受到一定影响,一般化学反应速率以及氧化扩散效率都会对燃烧方式造成影响,整个燃烧过程是经历了化学反应,并且达到氧化扩散反应的状态下开展的。
2影响因素该技术在实际应用过程中是通过对电量进行自动化管控的方式来对其进行调整控制的,通过自动化的方式能很好地控制煤炭在锅炉中燃烧的速度,而且还能对燃烧系统的发电量进行有效控制。
该技术在应用过程中,煤炭燃烧时会受到较多的外界因素影响,其中煤炭颗粒的大小就会对整体的燃烧情况造成影响,想要确保循环流化床锅炉能实现稳定的燃烧,则需要工作人员根据具体情况有针对性的进行调整。
循环流化床锅炉效率偏低原因分析与燃烧调整摘要:随着经济社会的不断发展,人们在生产生活中追求高效、绿色、节能、环保的产品,循环流化床锅炉在国内外得到了广泛的应用。
近段时间,大量的循环流化床锅炉投入使用,并朝着大容量以及超临界的方向发展,但是由于循环流化床锅炉自身的局限性,在实际操作的过程中不能满足其运行时需要的参数,就会酿成不可挽回的损失。
本文主要针对循环流化床锅炉工作效率低的原因以及燃烧调整进行简要分析。
关键词:循环;流化床;锅炉效率;偏低原因;燃烧调整1 循环流化床锅炉效率偏低原因1.1 低负荷的影响在循环流化床锅炉运行的过程中,相关的工作人员不能因为其负荷过低就降低风量,在降低风量的同时也要注意锅炉每个部位的正常流化和密封性,风量也不会因为负荷的降低而有所改变。
在低负荷状态下,锅炉所要耗费的电量较正常状态下低得多。
相关的工作人员可以将停炉后的冷态实验数据结合正在运行中的返料灰以及煤量进行考虑,循环流化床锅炉最低降到满负荷时的70%时流化风量则是在80MW,为了保持正常的供氧量,二次风量最低需要降到60kNm3/h,经过对上下二次风的调整,可以充分的保证风压不小于6kPa。
所以,面对这种情况需要留一台备用的设备,这样就可以保证循环流化床锅炉的正常使用。
1.2 排烟温度的影响因为在实际生产过程中,乙炔吹灰器吹灰的效果不尽如人意,虽然做了相关的调试但是依然没有理想的效果,尾部受热面污染之后继续恶化从而造成排烟的温度不断升高,与此同时,挥发性高的煤一般产生的热量低,在相同条件下需要耗费的燃料就会增多,从而造成所排烟气量和流速都会升高,进而排烟的温度以及排烟量多会增加,使得循环流化床锅炉的工作效率降低。
受热面积灰也是造成热传导不流畅的原因之一,主要是锅炉受热面积灰等现象,从而造成受热面传到热的能力下降,锅炉的吸热能力下降烟气所放的热量减少,使得所排出的烟温度升高;此外,当空气预热器堵灰会使空气预热器热传导的面积减小,烟气的放热量也随之减小这样就会使得排出烟的温度升高。
化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化分析一、引言循环流化床锅炉是一种常见的工业锅炉,广泛应用于化工企业的生产生活中。
循环流化床锅炉由于其燃烧效率高、污染物排放少的特点,在化工企业中得到了广泛的应用。
在实际生产中,循环流化床锅炉的燃烧运行存在一定的问题和隐患,需要不断进行优化分析,提高其燃烧效率和安全性。
二、化工企业循环流化床锅炉燃烧运行问题分析1. 燃烧效率低在实际生产中,循环流化床锅炉的燃烧效率低是一个较为普遍的问题,燃料燃烧不完全,导致燃料资源的浪费。
这不仅影响了企业的经济效益,还加剧了对环境的污染。
2. 烟气排放超标由于燃烧效率低,循环流化床锅炉燃烧出的烟气中含有大量的污染物,例如二氧化硫、氮氧化物等,导致烟气排放超标,污染环境。
3. 燃烧设备老化随着循环流化床锅炉的长时间运行,燃烧设备会出现老化现象,如喷嘴堵塞、风口积灰、炉排磨损等,导致燃烧效率下降,安全隐患增加。
4. 运行参数不稳定循环流化床锅炉的运行参数受到多种因素的影响,如燃料性质、炉温、空气分配等,导致运行参数不稳定,影响设备的长期稳定运行。
以上问题的存在,不仅影响了循环流化床锅炉的正常运行,还对环境造成了一定的影响。
对化工企业循环流化床锅炉的燃烧运行进行优化分析,是提高企业生产效率和环保水平的重要举措。
三、化工企业循环流化床锅炉燃烧运行优化方案1. 提高燃料燃烧效率通过提高燃料的质量、进行合理的搅拌和预燃处理等方式,能够有效提高燃料的燃烧效率,减少燃料的浪费。
2. 优化炉排结构合理设计炉排结构,采取适当的炉排清洁措施,避免炉排堵塞和磨损,保证燃料的充分燃烧,提高燃烧效率。
3. 完善燃烧系统通过优化燃烧系统,合理设置喷嘴、风口和空气分配装置,保证燃料与空气的充分混合,提高燃烧效率,减少污染物排放。
4. 控制炉温和氧含量合理控制循环流化床锅炉的炉温和氧含量,避免燃烧过热或者不足,保证燃烧的稳定和完全,提高燃烧效率。
5. 加强设备维护定期对循环流化床锅炉进行设备维护,清理喷嘴、炉排和风口,检查燃烧设备的工作状态,及时发现问题并加以处理,减少设备老化对燃烧效率的影响。
循环流化床锅炉燃烧故障及相应对策1、循环流化床锅炉存在的问题(1)锅炉受热面磨损、爆管,耐火保护层磨损、裂开、脱落,风帽磨损、漏灰等。
导致锅炉频繁停炉检修,连续运行时间比煤粉锅炉短,事故比煤粉锅炉多;(2)飞灰含碳量比煤粉锅炉高出约2-4个百分点,净发电煤耗较高1(3)煤煤制备及供给系统故障比煤粉锅炉多;(4)床渣冷却及处理系统、设备比煤粉锅炉复杂、产生的问题也较多;(5)循环流化床锅炉耐火材料使用量比煤粉锅炉多。
耐火保护层施工和烘炉工艺要求比较高,处理不当将严重影响锅炉的连续安全运行;另外,循环流化床锅炉以下一些燃烧事故:熄火、结渣、燃烧分层、燃烧脉动也常有发生,个别燃烧爆炸事故也有发生。
从本质上来讲,循环流化床锅炉的环境性能和对燃料的适应性能远优于煤粉锅炉。
尽管循环流化床锅炉的热效率比煤粉锅炉略低,厂用电略高,事故率也较高,连续运行时间不如煤粉锅炉长。
2、循环流化床锅炉燃烧故障2.1循环流化床锅炉燃烧熄火流化床燃烧这种燃烧方式是介于层燃烧与煤粉悬浮燃烧之间的。
对于层燃烧而言,熄火事故发生的概率很低,而煤粉悬浮燃烧则非常容易产生熄火事故。
因此,流化床燃烧发生熄火的可能性也介于上述两者之间。
2.1.1防止高温结渣及低温熄火锅炉控制具体情况需要具体分析,当锅炉负荷逐渐变大时,则要适当增加风和煤,反之亦然。
这个规则需要严格执行,否则锅炉负荷变大的情况下,锅炉燃烧室温度会不断降低,时间一长就会熄火。
而负荷变小的情况下,锅炉燃烧室温度会逐渐升高,经过一段时间,必然会导致锅炉高温结渣而最终停炉。
2.1.2煤的发热量发生很大改变时,调整给煤量,防止低温熄火和高温结渣要根据燃煤热值变化而改变煤量的送入量,燃煤热值变低时,煤量应该加大,而热值变高时,则应相应地减少给煤量。
而且调整要非常及时,否则煤热值变化对燃烧室温度有着很大的影响,也可能出现熄火或者高温结渣而停炉。
2.1.3排床底渣失控,造成流化床熄火运行中还有一种燃烧熄火情况是对排床料量的失控。
第22卷 第6期 ·2054·2002年12月动 力 工 程POW ER EN GIN EERIN G Vol.22No.6 Dec 2002 文章编号:1000-6761(2002)06-2054-05影响循环流化床锅炉燃烧效率的因素分析及改善措施申 莉1, 刘德昌1, 张世红1, 郭 强2(1.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉430074; 2.武汉大学动力系,武汉430072)摘 要:循环流化床锅炉具有高效、低污染、煤种适应性广等优点,在我国得到大力发展。
但目前存在一个较为普遍的问题:飞灰含碳量高,锅炉燃烧效率达不到设计值。
在对实例进行分析的基础上,探讨了煤的热值及煤的粒径、燃烧室特点、循环系统运行状况对锅炉燃烧效率的影响。
提出了维持锅炉稳定燃烧,降低飞灰含碳量,提高燃烧效率的一些措施,在实践中证明是行之有效的。
图3表2参5关键词:循环流化床锅炉;飞灰含碳量;稳定燃烧;燃烧效率中图分类号:TK 229.6 文献标识码:A收稿日期:2001-03-27 修订日期:2001-06-12作者简介:申 莉(1977-),女,硕士研究生。
目前主要从事循环流化床燃烧与技术方面的研究。
0 前言我国是一个以煤为主要能源的国家,一次能源结构中煤约占75%,煤产量的70%用于电站锅炉、工业锅炉以及窑炉。
并且,煤炭资源中高灰份、低热值的劣质煤和高硫煤占有相当的比例,且分布广。
约80%的烟尘、90%的SOx 、70%的NO x 、70%的CO 2都来源于燃煤。
针对这些情况,大力发展高效、低污染的洁净煤燃烧技术具有重大意义。
流化床燃烧具有燃烧强度大、燃烧稳定性好,燃料适应性广的突出优点,可以燃用高灰份、高水份、低热值的煤。
并且,流化床燃烧温度一般在850°C ~950°C 范围内,能有效抑制NO x 的生成。
炉膛中加入石灰石、石灰等脱硫剂,可在燃烧过程中脱硫。
低温燃烧的炉渣活性好,便于综合利用。
所以,自流化床技术问世以来,便在国内外得到迅速推广和发展。
据报导,目前全世界已有500多台CFB 锅炉投入运行或者正在建设中,单台最大容量已达330M We,将在印度的Gujarat 投入运行。
我国从60年代开始发展循环流化床技术,不论是用流化床燃烧技术改造旧锅炉还是新建循环流化床锅炉,以及流化床煤气发生炉,均有较大发展,并取得了良好的经济效益和环境效益。
但是,目前流化床锅炉普遍存在锅炉燃烧效率达不到设计值的问题,具体表现为飞灰含碳量较高。
如贵州某厂25t /h 循环流化床锅炉飞灰含碳量为23.85%,宜昌1台循环流化床锅炉飞灰含碳量为21.41%。
郑州某煤气公司流化床煤气发生炉飞灰含碳量为24.71%,等等。
造成这一现象的原因是多方面的,在本文中主要分析了煤的热值及煤的粒径、燃烧室特性、循环系统运行状况对飞灰含碳量及燃烧效率的影响,并以大冶某电厂1台40t /h 循环流化床锅炉为例,探讨了降低飞灰含碳量的一些措施。
1 煤的热值及粒径分布对飞灰含碳量的影响 煤的热值与燃烧室运行工况(床温、出口温度、过量空气系数等)相结合,决定了循环燃烧系统和后部对流受热面之间的热负荷分配。
从图1中可以看出:对劣质燃料,如石煤、褐煤、煤矸石、废木头等,烟气携带了大约60%的热量到后部的对流受热面;对优质燃料,如烟煤、无烟煤等,只有40%左右的热量被烟气带到后部对流受热面。
当1台锅炉燃用比设计煤种发热量低得多的煤种时,可能会使流化床密相区温度偏低而对燃烧带来影响。
因为,当煤的发热量降低时,其折算氢份和折算水份必然增加,单位质量燃料带出密图1 燃烧系统与尾部受热面吸热量的分配1-燃烧系统吸热量 2-尾部对流受热面吸热量相区的热焓增加,在主循环回路中的有效放热量减少。
放出的热量小,而吸收的热量大,那么就有可能导致燃烧室吸热和放热失去平衡,使床温偏低,燃烧不稳定。
而同时尾部对流受热面的吸热量增加,容易造成过热器超温。
所以,煤的热值必须与锅炉燃烧室受热面布置相符,使热负荷分配均匀,利于安全、稳定燃烧。
此外,不同粒径的煤有着各自不同的临界流化速度和飞出速度。
为使粗颗粒不致沉积,保证流化良好,一般选用的运行速度为平均粒径d p的煤粒的临界流化速度的1.5~2倍。
如果床层平均温度为900°C,不同颗粒相对应的临界流化速度、运行速度和飞出速度与粒径的关系如图2所示。
图2 临界流化速度、运行速度和飞出速度与颗粒粒径的关系1-临界流化速度 2-运行速度 3-飞出速度 从图2可见:当颗粒直径d p= 2.6m m时,它的运行速度已超过粒径为0.8mm的颗粒飞出速度。
因此,燃料中0.8m m以下的煤粒进入流化床后容易很快被烟气带出床层,从而使飞灰含碳量高,锅炉煤耗大,经济效益差。
但在开采、破碎以及炉膛内磨损、燃烧过程中产生的细颗粒不仅是不可避免的,而且是流化床锅炉传热的主要载体,对其正常运行有着非常重大的意义。
因此,保持燃煤合适的粒径分布,并使飞灰循环燃烧,延长细粒子在炉膛内的停留时间对流化床锅炉能达到设计参数极为重要。
大冶某电厂燃煤为本地贫煤,其中煤矸石含量较大。
改造煤粉破碎系统前的燃煤粒径分布如表1所示。
表1 大冶某电厂40t/h循环流化床锅炉改造前燃煤粒径分布筛网孔径(mm)>121086 3.2 1.6 1.250.80.450.30.20.1050.05<0.05所占百分比(%)00.9 5.24114.113.6 4.18.29.08.00.816.6 5.00.8平均粒径(mm) 4.66 由表1可以看出:燃煤颗粒粒径分布不均,两极分化严重,粗颗粒和细颗粒均较多,呈两头多,中间少的粒径分布特点。
细颗粒和循环燃烧的飞灰被一次风吹到炉膛上部燃烧,并带走下部热量,使流化床下部温度降低,上部温度升高,过热器超温。
后对破碎系统进行改造,在燃煤进入破碎机前加一道滚动筛,筛分出粒径较大的煤进破碎机破碎。
经改造后的颗粒粒径分布如表2所示。
表2 改造后的燃煤粒径分布筛网孔径(mm)>121086 3.2 1.6 1.250.80.450.30.20.1050.05<0.05所占百分比(%)704581441114714821平均粒径(mm) 2.6 由表1、表2可看出:煤的平均粒径由原来的4.66mm下降到2.6mm,已符合循环流化床锅炉的燃煤要求。
另外,煤的发热量也提高到17978k J/kg。
经上述改造之后,锅炉燃烧工况有了显著改善,二级返料由原来的全部不能回送到床内循环燃烧变为可回送一半。
飞灰含碳量有所降低,从50%左右降低到35%左右,燃烧比较稳定,可以带满负荷。
所以,煤的粒径分布及热值对燃烧工况,以及对飞灰含碳量和锅炉燃烧效率均有明显影响。
2 燃烧室水冷度对飞灰含碳量的影响 锅炉的燃烧系统由炉膛、分离器和返料装置组成。
每一环节出现问题,均会导致锅炉飞灰循环燃烧工况差,飞灰含碳量高,燃烧效率低。
大冶某·2055· 第6期动 力 工 程 电厂40t /h 循环流化床锅炉采用了两级分离器串联布置。
第一级为高温百叶窗式分离器,布置在燃烧室出口,用于分离较粗的粒子,并经第一级返料器送入床内循环燃烧。
第二级为旋风子分离器,布置在上级省煤器和下级省煤器之间,将烟气中的细粒子分离下来,经低温返料器送回床内循环燃烧。
该锅炉的整体结构如图3所示:这台锅炉的主要设计参数为:额定蒸发量:40t /h 额定蒸汽压力: 3.82M Pa 额定蒸汽温度:450°C 给水温度:150°C 排烟温度:140°C 热风温度:150°C 燃料消耗量:9.69t /h 锅炉热效率:≥83%燃煤破碎系统经改进之后,锅炉在运行过程中仍存在的问题是:在全部投入第二级返料的情况下流化床下部温度降低,上部温度上升,炉膛出口温度升高,过热蒸汽超温。
不能维持安全运行。
如果不投返料或只投一半返料时,温度可以稳定,但是飞灰含碳量高达40%以上,煤耗高,经济性太差。
图3 40t /h 循环流化床锅炉本体结构1—炉膛 2—百叶窗分离器 3—高温过热器 4—低温过热器 5—省煤器 6—空气预热器 7—旋风分离器 8—二级返料器 9—一级返料器 经分析认为,该锅炉产生上述问题的主要原因是:燃烧室下部容积小,床料蓄热量小。
当燃煤,一、二次风送入燃烧室下部,以及大量温度为300°C 左右的二级返料回送至料层中时,炉膛承受不了如此大的冷冲击。
故当投一边返料器中的灰时,燃烧室上下温度能基本稳定;而当两个返料器中的灰全部回送时,流化床下部温度马上下降,上部温度及燃烧室出口温度升高,锅炉不能稳定燃烧,甚至熄灭。
如不全投二次返料,飞灰含碳量高,燃烧效果不好,经济性差,发电成本高。
针对该锅炉燃烧室下部水冷度偏大的问题,对一、二级返料系统,二次风送入点,给煤点等进行了改进。
改造的目的是提高燃烧室下部的温度,使之能承受较大冷冲击。
首先,对锅炉进行了仔细检查,把原来部分安装不均匀的百叶窗分离片布置均匀,并堵住百叶窗分离器中的烟气走廊。
这一措施提高了一级返料的分离效率,增加了返料量,使返料器的温度由500°C 提高到750°C,提高了燃烧室下部的温度。
然后,对锅炉进行改造,将二级返料点提高800m m,减少二级返料对燃烧室下部的冷冲击。
在两侧墙增加二次风口并将送入点提高。
另外,将给煤点的位置适当提高。
这些措施都减少煤和低温二次风对燃烧室下部的冷冲击。
最后,将水冷布风板上的隔热层加厚,降低了燃烧室下部的水冷度。
经上述改造之后,效果是明显的。
二级返料由只能回送一半变为可全部回送,飞灰含碳量由原来的40%以上降至28%以下。
但二级返料在全部投入之后,过热器超温严重。
最后,将低温过热器受热面割掉一部分,蒸汽温度也达到了设计值,过热器超温问题得到了解决。
3 循环系统运行情况对飞灰含碳量的影响 CFB 锅炉区别于常规鼓泡流化床(BFB)锅炉的主要特征即为大量物料参与循环燃烧。
CFB 锅炉一般运行于快速床阶段,大量物料通过内循环和外循环返回炉内,在高速气流的作用下作加速运动,并伴有强烈的粒子混合成团现象,沿炉膛高度气固混合物的密度分布更趋均匀。
这使得CFB 锅炉内温度场非常均匀,燃烧过程、脱硫过程沿炉膛高度基本上可在恒温下进行,因而延长了燃烧和脱硫时间;此外,全炉膛高度高浓度的粒子流动也使得在CFB 锅炉炉膛内任何地方布置的受热面可以获得高强度的传热效果,同时也易于对负荷的灵活调节。
良好的物料循环有3个缺一不可的环节:①足够多的物料被带出密相区在炉膛里向上作加速运动,最终离开炉膛进入分离器;②随·2056· 动 力 工 程第22卷 烟气进入分离器的物料绝大部分被捕集分离;③由分离器捕集的物料被顺利送回炉膛内参与循环燃烧。