循環(huán)流化床鍋爐原理

1、循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐n概述n基本工作過程n主要部件名稱模塊一 概 述n流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展 n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 n循環(huán)流化床鍋爐的分類循環(huán)流化床鍋爐的分類n發(fā)展流化床燃燒的意義與結論發(fā)展流化床燃燒的意義與結論 課題一課題一 流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展 n常規(guī)流化床燃燒常規(guī)流化床燃燒n循環(huán)流化床燃燒循環(huán)流化床燃燒 n增壓流化床燃燒增壓流化床燃燒 課題二課題二 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）對燃料的適應性特別好 （2）燃燒效率高（3）爐內傳熱能力強（4）脫硫效率高 （5）NO

2、X排放量低 （6）負荷變化范圍大，調節(jié)特性好 （7）給煤點數量少 （8）無埋管磨損 課題二課題二 循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點二、循環(huán)流化床鍋爐尚待進一步研究的問題二、循環(huán)流化床鍋爐尚待進一步研究的問題 1. 循環(huán)物料的分離2. 循環(huán)流化床內固體顆粒的濃度選取3. 爐內受熱面布置和溫度控制4. 運行風速（或截面熱負荷）的確定5返料機構6循環(huán)流化床鍋爐部件的磨損7低污染燃燒8爐內傳熱9尾部受熱面的設計 10除塵課題三課題三 循環(huán)流化床鍋爐的分類循環(huán)流化床鍋爐的分類 n以物料的循環(huán)倍率高中低來分，循環(huán)流化床鍋爐可分為：（1）低循環(huán)倍率（簡稱低倍率）循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)倍率K15；（

3、2）中倍率循環(huán)流化床鍋爐，K=1540；（3）高倍率循環(huán)流化床鍋爐，K40。 n以爐室出口單位煙氣攜帶物料的多少即攜帶率大小來劃分循環(huán)流化床鍋爐，可分為：（1）低攜帶率循環(huán)流化床鍋爐，攜帶率3kgNm；（2）中攜帶率循環(huán)流化床鍋爐，=5kgNm3左右；（3）高攜帶率循環(huán)流化床鍋爐，8kgNm3。 課題四課題四 發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的意義與結論意義與結論一、節(jié)約能源一、節(jié)約能源 二、利用劣質燃料二、利用劣質燃料三、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改造舊電站鍋爐、五、利用流化床燃燒技術改造舊電站鍋爐、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

4、理圖循環(huán)流化床鍋爐的工作原理n基本概念n流化床的形成n爐內動力特性n煤的燃燒與爐內傳熱n流化床燃燒主要污染物排放控制課題一 基本概念n床料n物料n堆積密度與堆積空隙率n顆粒平均直徑、當量直徑及形狀系數n燃料粒比度n流化速度n臨界流速與臨界流量n物料循環(huán)倍率課題一 基本概念n床料： 鍋爐啟動前，布風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燃燒或載熱的物質。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生的其他固體物質。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

5、來的細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物料的廢料。 課題二 流化床的形成圖217 氣固接觸形式課題三 爐動力特性n寬篩分顆粒流態(tài)化時的流體動力特性 （1）在任一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內固體顆粒的重量。 （2）無論床層如何傾斜，床表面總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀。 （3）床內固體顆?？梢韵窳黧w一樣從底部或側面的孔口中排出。 （4）密度高于床層表觀密度（如果把顆粒間的空體積也看作顆粒體積的一部分，這時單位體積的燃料質量就稱為表觀密度）的物體在床內會下沉，密度小的物體會浮在床面上。 （5）床內顆粒混合良好，因此，當加熱床

6、層時，整個床層的溫度基本均勻。課題四 煤內的燃燒與爐內傳熱n循環(huán)流化床燃燒特點 （1）燃料通過物料循環(huán)系統(tǒng)在爐內循環(huán)反復燃燒，使燃料顆粒在爐內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，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，同時爐內溫度場也更加均勻。n循環(huán)流化床爐內熱交換 爐內傳熱主要通過物料對受熱面的固體對流和固體、氣體輻射換熱實現的。 課題五 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反應生成SO2

7、及其它的一些硫化物；同時一定粒度分布的石灰石被給入爐膛，這些石灰石被迅速加熱，并發(fā)生燃燒反應，產生多孔疏松的CaO。SO2擴散到CaO的表面和內孔，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的排放控制課題五 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，抑制燃料中的氮轉化為NOX ，并使部分已生成的NOX得到還原。循環(huán)流化床鍋爐的工作過程循環(huán)流化床鍋爐主要部件名稱循環(huán)流化床鍋

8、爐系統(tǒng)圖循環(huán)流化床鍋爐外觀圖220t/h循環(huán)流化床鍋爐模塊三 循環(huán)流化床鍋爐主要設備及作用n燃燒設備n物料循環(huán)系統(tǒng)n燃煤制備系統(tǒng)n風煙系統(tǒng)n除渣、除灰系統(tǒng)課題一 燃燒設備一、燃燒室結構形式二、布風裝置的結構、作用和種類三、點火方式與點火裝置四、給料裝置與給料方式燃燒室結構形式燃燒室結構形式 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，防止爐內床料從下部漏掉。以二次風噴口為界，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)灰進口。燃燒室底部有布風板，其作用是使一次風均勻進入爐內。目前燃燒室的結構主要有如下幾種： （1）圓形爐膛； （2）方形爐

9、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。燃燒室結構形式燃燒室結構形式 圖1-汽包；2-水冷壁；3-過熱器；4-省煤器；5-空氣預熱器；6-分離器；7-物料返回管燃燃 燒燒 室室 結結 構構 形形 式式圖3-2 水冷壁內襯防磨簡圖 燃燒室結構形式（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裝置的結構、作用和種類布風裝置的結構、作用和種類 n流化床布風裝置主要由布風板、風室和冷渣管組成。布風裝置的主要作用有：（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

10、大、流化死區(qū)等不良現象的出現。 （3）那些已基本燒透、流化性能差、有在布風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。 n1布風板 定義：流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦稱作布風板。 n布風板的主要作用有： （1）支撐爐內物料； （2）合理分配一次風，使通過布風板及風帽的一次風流化物料，使之達到良好的流化狀態(tài)。 布風板的結構 布風板的結構布風板的結構圖3-5 布風板結構形式示意圖（a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）傾斜型風帽n風帽的作用在于使進入流化床的空氣產生第二次分流并具有一定的動能，以減少初始氣泡的生成和使底部粗顆粒產生強烈的擾動，避免粗顆粒的

11、沉積，減少冷渣含碳損失。風帽還有產生足夠的壓降、均勻布風的作用。n風帽的類型：（1）小孔徑風帽；（2）較大孔徑風帽；（3）導向風帽。布風裝置的結構、作用和種類風帽的結構點火方式與點火裝置n循環(huán)流化床點火，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-風帽；4-天然氣點火系統(tǒng)；5-風室；6-三次風；7-二次風；8-輔助燃燒器；9-熱煙氣發(fā)

12、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破碎后的煤和脫硫劑送入流化床的裝置，通常包括皮帶、鏈板、埋刮板、氣力輸送設備以及圓盤給料機和螺旋給料機（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壓給料兩種，正壓給料就是給料口處爐膛內壓力大于大氣壓，負壓給料為小于大氣壓力 圖圖3-14給料機結構圖圖3-1給料機給料方式圖3-16 給料方式（a）正壓給料； （b）負壓給料課題二 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