循環(huán)流化床鍋爐

1、鍋爐車間一、鍋爐的定義一、鍋爐的定義 1 什么是鍋爐 鍋爐是利用燃料或其他能源的熱能，把水加熱成為熱水或蒸汽的機(jī)械設(shè)備。鍋爐包括鍋和爐兩大部分，鍋的原義是指在火上加熱的盛水容器，爐是指燃燒燃料的場所。 鍋爐產(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為生產(chǎn)和生活提供所需的熱能，也可通過蒸汽動(dòng)力裝置轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，或再通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能。提供熱水的鍋爐稱為熱水鍋爐，主要用于生活，工業(yè)生產(chǎn)中也有少量應(yīng)用。產(chǎn)生蒸汽的鍋爐稱為蒸汽鍋爐，又叫蒸汽發(fā)生器，常簡稱為鍋爐，是蒸汽動(dòng)力裝置的重要組成部分，多用于火電站、船舶、機(jī)車和工礦企業(yè)。2 鍋爐的分類鍋爐可按不同的方式分類： 按鍋爐燃用的燃料分類可分為：燃煤爐、燃油爐和燃

2、氣爐。 按燃燒方式分類可分為：層燃爐、室燃爐和介于二者之間的沸騰（流化床）爐。 按鍋爐水循環(huán)方式分類可分為：自然循環(huán)鍋爐、強(qiáng)制循環(huán)鍋爐和復(fù)合循環(huán)鍋爐。 按有無汽包分類可分為：汽包鍋爐和直流鍋爐。 按蒸汽壓力分類可分為：低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐。 按管內(nèi)通過的是水還是煙氣分類可分為：火管鍋爐、水管鍋爐和水火管組合式鍋爐。 按鍋爐的用途分為：生活鍋爐、工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和熱水鍋爐。3 什么是循環(huán)流化床鍋爐 循環(huán)流化床鍋爐是在流化床鍋爐（又稱鼓泡床或沸騰床鍋爐）的基礎(chǔ)上改進(jìn)和發(fā)展起來一種新型鍋爐。循環(huán)流化床鍋爐保留了流化床鍋爐的全部優(yōu)點(diǎn)，而避免和消除了流化床鍋爐存在的熱效率低、埋管受熱面磨損嚴(yán)重

3、和脫硫劑石灰石利用不充分、消耗量大和難于大型化等缺點(diǎn)。 循環(huán)流化床鍋爐床料處于流化狀態(tài)與流化床鍋爐是相同的，前者與后者的主要區(qū)別是前者的流化速度較高，爐膛出口煙氣中物料的濃度很高，大量的物料被爐膛出口的物料分離器分離后返送回爐膛，即有大量物料在爐膛和物料分離器之間循環(huán)。二、我公司鍋爐介紹二、我公司鍋爐介紹鍋爐簡介 鍋爐車間有兩臺TG-80/4.0-M1型、一臺TG-160/4.0-MQ型循環(huán)流化床鍋爐，是太原鍋爐集團(tuán)有限公司開發(fā)的一種高效、低污染的新型鍋爐。它具有燃料適應(yīng)性廣；環(huán)保性能優(yōu)異；負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍寬廣三大突出優(yōu)點(diǎn)。 三臺鍋爐是中溫、中壓，單汽包、單爐膛、膜式水冷壁、集中下降管、絕熱旋風(fēng)分

4、離器、自然循環(huán)鍋爐，整體全鋼架“TT”型布置。 鍋爐供熱中心是煤化工園區(qū)唯一的供熱中心，擔(dān)負(fù)整個(gè)煤化工園區(qū)的集中供熱、供暖；主要提供0.8MPa、1.8MPa、2.8MPa、3.8MPa四種飽和蒸汽以供給整個(gè)煤化工園區(qū)使用。 循環(huán)流化床的特性1、燃料適應(yīng)性廣:由于大量灰粒子的穩(wěn)定循環(huán)，新加入循環(huán)流化床鍋爐的燃料(煤)將只占床料的很小份額。由于循環(huán)流化床的特殊流體動(dòng)力特性，使其中的質(zhì)量和熱量交換非常充分。這就為新加入燃料的預(yù)熱、著火創(chuàng)造了十分有利的條件。而未燃盡的煤粒子通過多次循環(huán)既可增加其爐內(nèi)停留時(shí)間又可多次參與床層中劇烈的質(zhì)量和熱量交換，十分有利于其燃盡。這就使循環(huán)流化床鍋爐不僅可高效燃用煙

5、煤、褐煤等易燃煤種，同樣可高效燃用無煙煤等難燃煤種，還可高效燃用各種低熱值、高灰分或高水分的矸石、固體垃圾等廢棄物。2、截面熱強(qiáng)度高:同樣由于流化床中劇烈的質(zhì)量和熱量交換，不僅使燃燒過程能在較小截面內(nèi)完成，還使?fàn)t膛內(nèi)床層和煙氣流與水冷壁之間的傳熱效率也大大增加。這就使循環(huán)流化床鍋爐的爐膛截面和容積可小于同容量的鏈條爐，沸騰床鍋爐甚至煤粉爐。這一點(diǎn)對現(xiàn)有鍋爐的改造尤其具有現(xiàn)實(shí)意義。 3、污染物排放少: 可利用脫硫劑進(jìn)行爐內(nèi)高效脫硫是循環(huán)流化床鍋的突出優(yōu)點(diǎn)。常用的脫硫劑是石灰石。通常循環(huán)流化床鍋爐的床溫保持在800-1000C之間，過高可能因床內(nèi)產(chǎn)生焦、渣塊而破壞正常流化工況，過低則難以保證必要的

6、燃燒溫度。而這一區(qū)間正是脫硫反應(yīng)效率最高的溫度區(qū)間。因而在適當(dāng)?shù)拟}硫比和石灰石粒度下，可獲得高達(dá)80%-90%的脫硫率。同樣由于較低的燃燒溫度，加以分級送風(fēng)，使循環(huán)流化床鍋爐燃燒時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物也遠(yuǎn)低于煤粉爐。這樣，燃煤循環(huán)流化床鍋爐的二氧化硫和氮氧化物排放量都遠(yuǎn)低于不加煙氣脫硫的煤粉爐，可輕易地控制到低于標(biāo)準(zhǔn)允許排放量的水平。 4、鍋爐負(fù)荷適應(yīng)性好: 循環(huán)流化床鍋爐中床料絕大部分是高溫循環(huán)灰，這就為新加入燃料的迅速著火和燃燒提供了穩(wěn)定的熱源。因而循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷可以很低，如額定負(fù)荷的30%左右，無需輔助的液體燃料，也不會(huì)發(fā)生煤粉爐難于保持正常燃燒甚至熄火的情況。 由于同樣原因， 循環(huán)流化

7、床鍋爐能夠適應(yīng)負(fù)荷的快速變化。 5、燃料制備系統(tǒng)相對簡單: 循環(huán)流化床鍋爐無需煤粉爐的復(fù)雜的制粉系統(tǒng)，只需簡單的干燥及破碎裝置即可滿足燃燒要求。另一方面，與循環(huán)流化床鍋爐相比，鏈條爐雖一般不需燃料制備裝置，但其燃燒效率一般很低。為保證燃料在鏈條爐排上的高效燃燒，燃料顆粒必須很均勻，這樣的燃料制備裝置同樣會(huì)比循環(huán)流化床鍋爐的復(fù)雜。 6、若干缺點(diǎn)或問題: 在具有眾多優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，循環(huán)流化床鍋爐也有一些缺點(diǎn)或問題。主要是：煙-風(fēng)系統(tǒng)阻力較高，風(fēng)機(jī)用電量大。這是因?yàn)樗惋L(fēng)系統(tǒng)的布風(fēng)板及床層遠(yuǎn)大于煤粉爐及鏈條爐的送風(fēng)阻力，而煙氣系統(tǒng)中又增加了氣固分離器的阻力。受熱面磨損問題比較嚴(yán)重，可能成為影響鍋爐長期連續(xù)

8、運(yùn)行的重要原因。這是因?yàn)闊煔饬髦泻瑝m濃度很高，因而可能對爐膛水冷壁和氣固分離器造成嚴(yán)重磨損。若分離器效率不高或運(yùn)行不正常，還將引起對流受熱面的嚴(yán)重磨損。對輔助設(shè)備要求較高。某些輔助設(shè)備，如冷渣器或高壓風(fēng)機(jī)的性能或運(yùn)行問題都可能嚴(yán)重影響鍋爐的正常安全運(yùn)行。循環(huán)流化床鍋爐的工作過程在燃煤循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)中，燃料煤首先被加工成一定粒度范圍內(nèi)的寬篩分煤，然后由給料機(jī)經(jīng)給煤口送入循環(huán)流化床密相區(qū)進(jìn)行燃燒，其中許多細(xì)顆粒物料將進(jìn)入稀相區(qū)繼續(xù)燃燒，并有部分隨煙氣飛出爐膛。飛出爐膛的大部分細(xì)顆粒由固體物料分離器分離后經(jīng)過返料器送回爐膛，再參與燃燒。燃燒過程中產(chǎn)生的大量高溫?zé)煔?，流?jīng)過熱器、再熱器、省煤

9、器、空氣預(yù)熱器等受熱面，進(jìn)入除塵器進(jìn)行除塵，最后由引風(fēng)機(jī)排至煙囪進(jìn)入大氣。循環(huán)流化床鍋爐燃燒在整個(gè)爐膛內(nèi)進(jìn)行，而且爐膛內(nèi)具有更高的顆粒濃度，高濃度的顆粒通過床層、爐膛、分離器和返料裝置，再返回爐膛，進(jìn)行多次循環(huán)顆粒在循環(huán)過程中進(jìn)行燃燒和傳熱。 鍋爐給水首先進(jìn)入省煤器，然后進(jìn)入汽包，后經(jīng)過下降管進(jìn)入水冷壁。燃料燃燒所產(chǎn)生的熱量在爐膛內(nèi)通過輻射和對流等換熱形式由水冷壁吸收，用以加熱給水生成汽水混合物。生成的汽水混合物進(jìn)入汽包，在汽包內(nèi)進(jìn)行汽水分離。分離后的水進(jìn)入下降管繼續(xù)參與水循環(huán)；分離出的飽和蒸汽進(jìn)入過熱器繼續(xù)加熱變?yōu)檫^熱蒸汽。 鍋 爐 本 體 汽包汽包：汽包是匯集、儲存、凈化蒸汽和補(bǔ)給給水，汽

10、包上連接有下降管、水冷壁上集箱、給水管、蒸汽引出管等，汽包內(nèi)部還有蒸汽凈化裝置（旋風(fēng)分離器）。汽包放置在爐膛外部，是不受熱的。 水冷壁水冷壁又稱上升管，它是布置在爐膛四周的輻射受熱管是鍋爐的主要受熱面。水冷壁按其機(jī)構(gòu)有光管與鰭片管之分，鰭片管在水冷壁管的兩側(cè)焊有鰭片將管與管之間連接起來，組成一個(gè)整體，一方面增加了水冷壁的受熱面積，另一方面還更好的保護(hù)了爐墻。 過熱器的作用是將飽和蒸汽加熱成為一定溫度的過熱蒸汽。 省煤器的作用是利用鍋爐排煙的熱量加熱鍋爐給水的熱交換設(shè)備。它不僅通過煙氣加熱了給水，還降低了排煙溫度，提高了鍋爐熱效率，節(jié)省了燃料。 空預(yù)器是利用鍋爐排煙熱量加熱空氣的熱交換設(shè)備，裝在

11、鍋爐尾部的垂直煙道中。它既通過煙氣加熱了空氣，又降低了排煙溫度，提高了鍋爐的熱效率。三、鍋爐輔機(jī)設(shè)備三、鍋爐輔機(jī)設(shè)備 引風(fēng)機(jī)作用：引風(fēng)機(jī)的作用是把燃料燃燒后所產(chǎn)生的煙氣從鍋爐中抽出，并經(jīng)過布袋除塵器、脫硫排入大氣。 一次風(fēng)機(jī)作用：循環(huán)流化床鍋爐的一次風(fēng)是經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱過的熱空氣，主要作用是流化爐內(nèi)物料，同時(shí)提供爐膛下部密相區(qū)燃料燃燒所需要的氧量。一次風(fēng)由一次風(fēng)機(jī)供給，經(jīng)布風(fēng)板下一次風(fēng)室通過布風(fēng)板和風(fēng)帽進(jìn)入爐膛。 二次風(fēng)機(jī)作用：循環(huán)流化床鍋爐的二次風(fēng)除了補(bǔ)充爐內(nèi)燃料燃燒所需要的氧氣并加強(qiáng)物料的摻混外，還能適當(dāng)調(diào)整爐內(nèi)溫度場的分布，起到防止局部煙氣溫度過高、降低NOX排放量的作用，二次風(fēng)一般由二

12、次風(fēng)機(jī)供給，有的鍋爐一、二次風(fēng)機(jī)共用。 .返料風(fēng)機(jī)作用：把循環(huán)灰在返料器中處于沸騰狀態(tài)，也就是從分離器落下的灰在沸騰狀態(tài)下經(jīng)返料器返回爐膛。布袋除塵器布袋除塵器工作原理：含塵氣體在引風(fēng)機(jī)吸引力的作用下進(jìn)入灰斗，經(jīng)導(dǎo)流板后被均勻分配到各條濾袋上。粉塵被攔截在濾袋外表面，氣體則穿過濾袋，經(jīng)過凈氣室后外排。袋式除塵器捕集在濾袋外表面上的粉塵會(huì)導(dǎo)致濾袋透氣性的減少，使除塵器的阻力不斷增加，等到阻力達(dá)到設(shè)定值（差壓控制）或是過濾的時(shí)間達(dá)到設(shè)定值（時(shí)間控制），通常處于關(guān)閉狀態(tài)的脈沖閥在脈沖噴吹控制儀PLC脈沖噴吹控制下打開極短暫的一段時(shí)間（0.1s左右），高壓氣體瞬間從氣包進(jìn)入噴吹管，并高速從噴吹孔噴出。

13、高速氣流噴入濾袋時(shí)還會(huì)產(chǎn)生數(shù)倍于噴射氣體的二次引流。噴射氣流與二次引流的共同作用使濾袋內(nèi)側(cè)的壓力迅速升高，濾袋由原先內(nèi)凹的形狀變成外凸的形狀，并在變形量達(dá)到最大值時(shí)產(chǎn)生一個(gè)很大的反向加速度，吸附在濾袋上的粉塵主要在這反向加速度作用下，脫離濾袋表面，落入灰斗，除塵器的阻力隨之下降。將粉塵從濾袋表面清除的過程稱為清灰。清灰工作是一排一排進(jìn)行的。脈沖閥每動(dòng)作一次，一排濾袋就得到清灰。脈沖閥按照設(shè)定的時(shí)間間隔與順序依次動(dòng)作，直到完成一個(gè)循環(huán)。整臺除塵器就完成了一個(gè)清灰周期。 滾筒式冷滾筒式冷渣機(jī)：渣機(jī)：穩(wěn)定爐穩(wěn)定爐內(nèi)物料、減少排渣內(nèi)物料、減少排渣熱損失。熱損失。鏈斗機(jī)：鏈斗機(jī)：把冷渣機(jī)排除的物把冷渣機(jī)

14、排除的物料輸送至渣倉儲存，料輸送至渣倉儲存，以便外運(yùn)。以便外運(yùn)。四、鍋爐煙氣、水、蒸汽流程四、鍋爐煙氣、水、蒸汽流程 1、汽水流程汽水流程 水電車間的除鹽水經(jīng)除鹽水泵送至鍋爐除氧器，通過除氧器加熱將水中的溶解氧控制在15ug/L以下，避免水中含氧影響設(shè)備使用壽命。合格的高溫給水經(jīng)給水泵送至鍋爐省煤器中，在省煤器中吸收煙氣余熱后，進(jìn)入鍋爐汽包、下降管、水冷壁組成的循環(huán)回路中，經(jīng)加熱、蒸發(fā)、過熱后進(jìn)入低溫過熱器繼續(xù)加熱，在低溫過熱器后布置有減溫器來調(diào)節(jié)飽和蒸汽溫度，然后進(jìn)入高溫過熱器，加熱成具有一定壓力和溫度的過熱器，進(jìn)入分氣缸通過不同壓力的管線送至熱用戶除鹽水除鹽水泵除氧器高壓給水泵省煤器汽包下

15、降管下集箱水冷壁上集箱給給 水水 流流 程程高溫過熱器減溫器低溫過熱器 高溫過熱器出口集箱分氣缸通過不同壓力管線進(jìn)入熱用戶蒸蒸 汽汽 流流 程程 2、鍋爐燃燒流程 鍋爐所用的燃料由煤場經(jīng)皮帶送至煤倉然后通過給煤機(jī)送至高溫爐膛燃燒，燃燒后固體顆粒通過冷渣機(jī)、鏈斗機(jī)送至渣庫。細(xì)小顆粒隨煙氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器，一部分未燃燒盡的顆粒經(jīng)旋風(fēng)分離器分離后重回爐膛燃燒，另一部分顆粒隨煙氣進(jìn)入除塵器，通過除塵器將灰收集，收集后的灰通過輸送倉泵送至灰?guī)?，除塵后的煙氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)進(jìn)入脫硫塔，將煙氣中的SO2脫除后經(jīng)煙囪排向大氣。3、鍋爐煙氣流程從一次風(fēng)機(jī)出來的空氣分兩路進(jìn)入爐膛：第一路，經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器加熱后的熱風(fēng)從兩側(cè)墻進(jìn)入爐膛底部的水冷風(fēng)室，通過布置在布風(fēng)板之上的風(fēng)帽使床料流化，并形成向上通過爐膛的氣固兩相流；第二路，熱風(fēng)經(jīng)給煤增壓風(fēng)機(jī)增壓后，用于爐前氣力播煤。 二次風(fēng)機(jī)供風(fēng)也分為兩路：第一路經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱后的二次風(fēng)直接經(jīng)爐膛下部前后墻的二次風(fēng)箱