循環(huán)流化床鍋爐概述分析課件

1、循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床（CFB)(Circulating Fluidized Bed)那么，“循環(huán)流化床”到底是什么？ 流化床燃燒是目前商業(yè)化最好的清潔燃燒技術(shù)之一被稱為“二十一世紀(jì)的燃燒技術(shù)”如何學(xué)好這門課？本課程重點(diǎn)在于：1、循環(huán)流化床的工作原理和主要特點(diǎn)2、爐內(nèi)的流化狀態(tài)3、主要的循環(huán)燃燒系統(tǒng)、輔助系統(tǒng)4、典型的循環(huán)流化床鍋爐介紹本課程的難點(diǎn)在于：前四章內(nèi)容請大家做好筆記、認(rèn)真聽講！ 循環(huán)流化床鍋爐概述引子1.循環(huán)流化床的構(gòu)成、工作過程、發(fā)展概況2.循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn)3.幾種典型的循環(huán)流化床鍋爐4.引子 循環(huán)流化床（CFB）鍋爐是八十年代發(fā)展起來的高效率、低污染和良好綜合利用的燃煤

2、技術(shù)，由于它在煤種適應(yīng)性和變負(fù)荷能力以及污染物排放上具有的獨(dú)特優(yōu)勢，使其得到迅速發(fā)展。電站鍋爐的傳統(tǒng)煤燃燒方式鼓風(fēng)存在問題：1.不能充分利用劣質(zhì)燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等） 2.污染物排放控制（SO2、NOx）成本高3.灰渣綜合利用受限制 固定床燃燒 懸浮燃燒 “流化床鍋爐”燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒的鍋爐叫流化床鍋爐。 從此流化床燃燒、固定床燃燒、懸浮燃燒共同構(gòu)成煤的三種主要燃燒方式。我國早期設(shè)計(jì)的鼓泡床鍋爐 于是流化床開始應(yīng)用于煤的燃燒。二十世紀(jì)60年代初，出現(xiàn)了“流化床鍋爐”。方式 層燃爐 室燃爐 流化床爐燃料 塊狀 粉狀、霧狀、氣態(tài) 固體顆粒煤塊在爐排（爐排在旋轉(zhuǎn)）上燃燒，燃燒所需空氣

3、從爐排低下送入。燃料以粉狀、霧狀或氣態(tài)隨空氣噴入爐膛，懸浮燃燒。固體燃料在高速氣流作用下，在布風(fēng)板上的床料層上下翻滾，呈流化狀態(tài)燃燒。流化床的發(fā)展歷程鼓泡流化床循環(huán)流化床第一代流化床第二代流化床早期流化床鼓泡流化床（bubbling fluidized bed ）煤塊在爐排上燃燒，燃燒所需空氣從爐排低下送入。層燃爐固體燃料在高速氣流作用下，在布風(fēng)板上的床料層上下翻滾，呈流化狀態(tài)燃燒。流化床爐鼓泡流化床鍋爐第一代流化床鍋爐的缺點(diǎn)1. 燃燒損失大2. 埋管磨損嚴(yán)重3. 大型化受到限制4. 脫硫劑利用效率低 為了解決上述問題，20世紀(jì)60年代，國外在總結(jié)和研究鼓泡流化床鍋爐的基礎(chǔ)上，開發(fā)、研制出循環(huán)

4、流化床鍋爐。 “循環(huán)”的概念飛出爐膛的物料被氣固分離器收集，返回爐膛，循環(huán)燃燒和利用。 循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但卻從根本上解決了鼓泡床存在的主要缺點(diǎn)，使流化床燃煤技術(shù)發(fā)展到一個(gè)新的階段。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床基本工作原理固體物料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒粗顆粒在燃燒室下部燃燒、細(xì)顆粒在燃燒室上部燃燒被吹出燃燒室的細(xì)顆粒由物料分離器捕捉、收集未被吹出燃燒室的細(xì)顆粒繼續(xù)在燃燒室燃燒經(jīng)返料裝置送回爐膛重新燃燒1、爐膛 2、旋風(fēng)分離器 3、過熱器 4、外置式換熱器 5、煤倉 6、返料裝置 7、石灰石進(jìn)料口 8、灰冷卻器 9、省煤器 10、空氣預(yù)熱器11、除塵器 12、引風(fēng)機(jī) 13、

5、尾部煙道 14、汽包 循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)汽水系統(tǒng)（鍋）燃燒系統(tǒng)（爐）本體設(shè)備輔助設(shè)備循環(huán)流化床鍋爐燃料制備系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng) 冷渣及除灰渣系統(tǒng)布風(fēng)裝置爐膛氣固分離器物料回送裝置石灰石脫硫系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐的組成循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)(1)燃料適應(yīng)性好（最大優(yōu)點(diǎn)）(2)燃燒效率高 常規(guī)工業(yè)鍋爐和流化床鍋爐 8595 循環(huán)流化床鍋爐 9599(3)高效廉價(jià)脫硫(4)NOx排放量低 a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成1200 oC以下時(shí)，熱力型NOx生成不明顯； （煤粉爐因燃燒溫度高，熱力型NOx占總NOx生成量的25%-30%）b.分級燃燒，減少燃料型NOx生成空氣分級供入，濃相區(qū)處于還原性氣氛，抑制燃

6、料型NOx生成 分級燃燒是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空氣從底部給入，它供應(yīng)燃燒所需氧量的5060，二次風(fēng)在離一次風(fēng)有一定距離的爐膛上方給入。在二次風(fēng)給入的水平，爐膛氣氛由還原性轉(zhuǎn)變成氧化性。燃料揮發(fā)分逸出和著火發(fā)生在貧氧區(qū)，因此NOX總體排放量降低。低NOx排放的原因：(5)負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好 煤粉鍋爐 70110 循環(huán)流化床鍋爐 30110 循環(huán)流化床鍋爐特別適用于電網(wǎng)的調(diào)峰機(jī)組或熱負(fù)荷變化大的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組和供熱工業(yè)鍋爐。(6)燃燒熱強(qiáng)度大。 截面熱負(fù)荷接近或高于煤粉鍋爐，是鼓泡流化床鍋爐的24倍，鏈條爐的26倍；(7)燃料制備給入系統(tǒng)簡單 (8)易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用。 但與煤粉爐相比，

7、目前的循環(huán)流化床鍋爐仍存在以下問題：1.單機(jī)容量不夠大 國內(nèi)最大單機(jī)容量為300MW;2.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)較高 比煤粉爐增加了物料分離和回送裝置，占地面積大，鋼材消耗量約增加20%； 但若與煤粉爐加尾部煙氣脫硫相比，總造價(jià)低。3.磨損問題固體顆粒濃度大，對受熱面磨損較嚴(yán)重。4.煙風(fēng)阻力大，廠用電率高5 物料循環(huán)回路的調(diào)節(jié)與控制要求高所以循環(huán)流化床鍋爐今后的發(fā)展方向是：1、向大容量、高參數(shù)方向發(fā)展發(fā)展容量可與煤粉爐相比的大型循環(huán)流化床鍋爐；發(fā)展超臨界鍋爐。2、簡化鍋爐結(jié)構(gòu)，采用新型低阻力、小尺寸的分離器清華大學(xué)研制的帶水冷方型分離器的循環(huán)流化床鍋爐提供了一個(gè)很好的思路。3、提高運(yùn)行的可靠、穩(wěn)定性循

8、環(huán)流化床的分類1.按分離器所處煙氣溫度高低分類(1)采用高溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐。其分離器工作溫度為850900，與爐膛溫度基本相同。(2)采用中溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐其分離器工作溫度一般為400600。(3)采用低溫分離器的循環(huán)流化床鍋爐低溫分離器的工作溫度一般為200300。2.按分離器形式分類 （1）旋風(fēng)分離式；（冷卻型和絕熱型） （2）慣性分離型； （3）爐內(nèi)臥式分離型 （4）爐內(nèi)旋渦分離型 （5）組合分離型3. 按物料循環(huán)倍率高中低分類 高循環(huán)倍率的循環(huán)流化床鍋爐,循環(huán)倍率大于40; 中循環(huán)倍率的循環(huán)流化床鍋爐, 循環(huán)倍率為1540； 低循環(huán)倍率的循環(huán)流化床鍋爐,循環(huán)倍率為小于1

9、5。具有代表性的五種循環(huán)流化床鍋爐爐型德國Lurgi型、芬蘭Pyroflow型、美國FW型、德國Circofluid型和內(nèi)循環(huán)（IR）型，見下圖 波蘭PKE 計(jì)劃在Lagisza 建設(shè)機(jī)組容量460 MW 的世界首臺超臨界的、也是最大容量的循環(huán)流化床機(jī)組。F &W 公司已于2003 年2 月開始了460 MW超臨界循環(huán)流化床機(jī)組的規(guī)劃設(shè)計(jì)。世界首臺超臨界循環(huán)流化床機(jī)組對于優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力用煤，采用大型超超臨界煤粉鍋爐并配備煙氣脫硫脫銷裝置，是目前最為高效、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)的選擇。占發(fā)電用煤的25%的高灰分劣質(zhì)燃料、低揮發(fā)分無煙煤、低灰熔點(diǎn)易結(jié)渣煤，CFB鍋爐則是高效環(huán)保經(jīng)濟(jì)的利用這些燃料的合理選擇?；谖?/p>

10、國煤炭資源的特點(diǎn)，我國應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展大型高效煤粉鍋爐，并以CFB鍋爐作為必要的補(bǔ)充。我國循環(huán)流化床的發(fā)展1996年引進(jìn)原芬蘭奧斯龍公司410t/h常壓循環(huán)流化床鍋爐在四川內(nèi)江高壩電廠建成全國第一個(gè)100MW等級的循環(huán)流化床鍋爐示范電站。引進(jìn)消化吸收410t/h循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的基礎(chǔ)上，我國實(shí)現(xiàn)了循環(huán)流化床技術(shù)向大型化的突破，相繼開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的100MW、135MW、150MW及200MW等級的循環(huán)流化床鍋爐，并在全國范圍內(nèi)大量投運(yùn)。首臺30萬機(jī)組2003年，根據(jù)中國潔凈煤技術(shù)“九五計(jì)劃”和2010年發(fā)展綱要，采用技貿(mào)結(jié)合引進(jìn)大型循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的依托工程，引進(jìn)法國ALSTOM公司一臺1025t/h的常壓循環(huán)流化床鍋爐及相應(yīng)的關(guān)鍵設(shè)備，配套一臺國產(chǎn)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組在四川白馬建設(shè)的一個(gè)全國大型循環(huán)流化床示范電站?！笆濉庇?jì)劃我國自主研發(fā)、在燃煤發(fā)電領(lǐng)域具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)且單機(jī)容量世界領(lǐng)先的首個(gè)60萬千瓦超臨界循環(huán)流化床(CFB)機(jī)組示范工程，于去年7月獲得國家核準(zhǔn)，正式在四川白馬開工建設(shè)。這一創(chuàng)舉為“十二五”開局之年中國能源事業(yè)的發(fā)展增添了一抹眩目的亮色。該工程的開工建設(shè)標(biāo)志著我國成功掌握了大型超臨界CFB鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝