循環(huán)流化床鍋爐原理

1、 循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點 一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點 （1）對燃料的適應(yīng)性特別好 （2）燃燒效率高 （3）爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng) （4）脫硫效率高 （5）NOX排放量低 （6）負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)特性好 （7）給煤點數(shù)量少 （8）無埋管磨損 循環(huán)硫化爐示意圖循環(huán)硫化爐示意圖 循環(huán)流化床鍋爐核心部分循環(huán)流化床鍋爐核心部分 發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的 意義與結(jié)論意義與結(jié)論 一、節(jié)約能源一、節(jié)約能源 二、利用劣質(zhì)燃料二、利用劣質(zhì)燃料 三、綠色能源三、綠色能源 四、灰渣綜合利用四、灰渣綜合利用 五、利用流化床燃燒技術(shù)改造舊電站鍋爐、五、利用流化床燃燒技術(shù)改造舊

2、電站鍋爐、 工業(yè)鍋爐和窯爐工業(yè)鍋爐和窯爐 循環(huán)流化床鍋爐原理圖 基本概念 n床料： 鍋爐啟動前，布風(fēng)板上先鋪有一定厚度、一定 粒度的“原料”，稱做床料。 n物料： 所謂的物料，主要是指循環(huán)流化床鍋爐運 行中在爐膛內(nèi)燃燒或載熱的物質(zhì)。它不僅包含 床料成分，還包括鍋爐運行中給入的燃料、脫 硫劑、返送回來的飛灰以及燃料燃燒后產(chǎn)生的 其他固體物質(zhì)。分離器捕捉分離下來通過回料 閥返送回爐膛的物料叫循環(huán)物料，而未被捕捉 分離下來的細(xì)小顆粒一般稱做飛灰，爐床下部 排出的較大顆粒叫爐渣（也稱做大渣）。因此 飛灰和爐渣是爐內(nèi)物料的廢料。 流化床的形成 圖217 氣固接觸形式 爐膛內(nèi)部 煤內(nèi)的燃燒與爐內(nèi)傳熱 n循

3、環(huán)流化床燃燒特點 （1）燃料通過物料循環(huán)系統(tǒng)在爐內(nèi)循環(huán)反復(fù)燃燒，使燃 料顆粒在爐內(nèi)的停留時間大大增加，直至燃盡。 （2）采用清潔燃燒方法，即向爐內(nèi)加入石灰石粉或其他 脫硫劑，在燃燒中直接除去SO2，爐膛下部采用欠氧燃燒 （a 1）和二次風(fēng)，采用分段給入等方式，不僅降低了 NOX的排放，而且使燃燒份額的分配更趨合理，同時爐內(nèi) 溫度場也更加均勻。 n循環(huán)流化床爐內(nèi)熱交換 爐內(nèi)傳熱主要通過物料對受熱面的固體對流和固體、 氣體輻射換熱實現(xiàn)的。 主要污染物排放控制 n流化床燃燒對SO2的排放控制 脫硫的基本工作過程：給煤中的硫份在爐膛內(nèi)反應(yīng)生成 SO2及其它的一些硫化物；同時一定粒度分布的石灰石被 給入

4、爐膛，這些石灰石被迅速加熱，并發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn) 生多孔疏松的CaO。SO2擴(kuò)散到CaO的表面和內(nèi)孔，在有 氧參與的情況下， CaO 吸收SO2并生成CaSO4。 最佳脫硫溫度一般為850870。 n流化床燃燒對NOX的排放控制 主要污染物排放控制 n流化床燃燒對NOX的排放控制 循環(huán)流化床鍋爐NOX排放低的主要原因是： （1）低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在850900左右，此 時空氣中的氮一般不會生成NOX ； （2）分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為NOX ，并使部分 已生成的NOX得到還原。 循環(huán)流化床鍋爐外觀圖 220t/h循環(huán)流化床鍋爐 循環(huán)流化床鍋爐 主要設(shè)備及作用 n燃燒設(shè)備 n物料循環(huán)

5、系統(tǒng) n燃煤制備系統(tǒng) n風(fēng)煙系統(tǒng) n除渣、除灰系統(tǒng) 燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒室結(jié)構(gòu)形式 n循環(huán)流化床鍋爐燃燒室（爐膛）與煤粉爐的不 同，燃燒室底部有爐篦把爐膛封住，防止?fàn)t內(nèi) 床料從下部漏掉。以二次風(fēng)噴口為界，下部為 還原燃燒區(qū)，上部為氧化燃燒區(qū)。還原燃燒區(qū) 布置有燃料、石灰石、循環(huán)灰進(jìn)口。燃燒室底 部有布風(fēng)板，其作用是使一次風(fēng)均勻進(jìn)入爐內(nèi)。 目前燃燒室的結(jié)構(gòu)主要有如下幾種： （1）圓形爐膛； （2）方形爐膛，方形爐膛又分為正方形和長 方形兩種； （3）下圓上方形爐膛。 燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒室結(jié)構(gòu)形式 圖1-汽包；2-水冷壁；3-過熱器；4-省煤器；5-空氣預(yù)熱 器；6-分離器；7-物料返回管 燃燒室結(jié)

6、構(gòu)形式 （a）爐膛（b）褲衩腿（c）有開口的分隔墻 （d）主、副床（e）有埋管的差速床 返回 布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類 n流化床布風(fēng)裝置主要由布風(fēng)板、風(fēng)室和冷渣管組 成。布風(fēng)裝置的主要作用有： （1）支承床料； （2）使空氣均勻地分布在整個爐膛的橫截面上，并 提供足夠的動壓頭，使床料和物料均勻地流化， 避免勾流、騰涌、氣泡尺寸過大、流化死區(qū)等不 良現(xiàn)象的出現(xiàn)。 （3）那些已基本燒透、流化性能差、有在布風(fēng)板 上沉積傾向的大顆粒及時排出，避免流化分層， 保證正常流化狀態(tài)不被破壞，維持安全生產(chǎn)。 n1布風(fēng)板 定義：流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦稱作 布風(fēng)板。 n布風(fēng)板的主要作

7、用有： （1）支撐爐內(nèi)物料； （2）合理分配一次風(fēng)，使通過布風(fēng)板及風(fēng) 帽的一次風(fēng)流化物料，使之達(dá)到良好的流 化狀態(tài)。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu) 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu) 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu) 圖3-5 布風(fēng)板結(jié)構(gòu)形式示意圖 （a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）傾斜型 風(fēng)帽 n風(fēng)帽的作用在于使進(jìn)入流化床的空氣產(chǎn)生第二次 分流并具有一定的動能，以減少初始?xì)馀莸纳?和使底部粗顆粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動，避免粗顆粒的 沉積，減少冷渣含碳損失。風(fēng)帽還有產(chǎn)生足夠的 壓降、均勻布風(fēng)的作用。 n風(fēng)帽的類型： （1）小孔徑風(fēng)帽； （2）較大孔徑風(fēng)帽； （3）導(dǎo)向風(fēng)帽。 布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類 風(fēng)帽的結(jié)構(gòu) 點火方式與點火裝置 n循環(huán)流化

8、床點火，就是通過外部熱源使最 初加入床層上的物料溫度提高到煤著火所 需的最低水平上，從而使投入的煤迅速著 火，并自保持床層溫度在煤自身著火的水 平上，實現(xiàn)鍋爐正常穩(wěn)定運行。 n點火方式：流態(tài)化點火 床上點火 床下點火 固定床點火 ：床上點火 講義返回 點火方式與點火裝置 圖3-10 煙氣發(fā)生器點火裝置 1-蒸汽鍋爐；2-流化床；3-風(fēng)帽；4-天然氣點 火系統(tǒng)；5-風(fēng)室；6-三次風(fēng)；7-二次風(fēng)；8-輔 助燃燒器；9-熱煙氣發(fā)生器；10-油點火系統(tǒng) ；11-啟動運行混合空氣；12-油燃燒器；13- 丙烷/天然氣輔助燃燒器 點火方式與點火裝置 給料裝置與給料方式 n給料裝置指的是將經(jīng)破碎后的煤和脫硫

9、劑 送入流化床的裝置，通常包括皮帶、鏈板、 埋刮板、氣力輸送設(shè)備以及圓盤給料機(jī)和 螺旋給料機(jī)（俗稱絞籠）等。 n循環(huán)流化床鍋爐給料方式分正壓給料和負(fù) 壓給料兩種，正壓給料就是給料口處爐膛 內(nèi)壓力大于大氣壓，負(fù)壓給料為小于大氣 壓力 圖圖3-14 給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖 圖3-1 給料機(jī) 給料方式 圖3-16 給料方式 （a）正壓給料； （b）負(fù)壓給料 物料循環(huán)系統(tǒng) n主要包括物料分離器、立管和回料閥三部 分 n作用是將煙氣攜帶的大量物料分離下來并 返送回爐內(nèi)形成循環(huán)床燃燒。 爐膛 物料 分離器 立管、回料器 煙氣 飛灰 煙氣 空氣 飛灰 煤粒 托流機(jī) 物料循環(huán)系統(tǒng)圖 煤 粒 脫 硫 劑 燃煤制備系統(tǒng) n制煤設(shè)備 *鋼棒滾筒磨 *錘擊式破碎機(jī) n制煤系統(tǒng) *兩級破碎系統(tǒng) *棒磨制煤系統(tǒng) *錘擊磨制煤系統(tǒng) 風(fēng)煙系統(tǒng) n風(fēng)系統(tǒng)的分類及作用 一次風(fēng)、 二次風(fēng)、 播煤風(fēng)、 回料風(fēng)、冷卻風(fēng)、石灰石輸送風(fēng) n送風(fēng)系統(tǒng)的幾種布置形式 中、小型鍋爐風(fēng)系統(tǒng) 容量較大鍋爐的風(fēng)系統(tǒng) 課題五 除渣除灰系統(tǒng) n除渣系統(tǒng) n除灰系統(tǒng) 滾筒式冷渣器 循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點 一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點 （1）對燃料的適應(yīng)性特別好 （2）燃燒