循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行(01)課件

循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心楊新建2011年3月循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心楊新建1第1講緒論一、傳統(tǒng)燃煤方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題四、第二代流化床鍋爐—循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐概述三、第一代流化床鍋爐—鼓泡床鍋爐二、潔凈煤技術(shù)的興起五、循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景第1講緒論一、傳統(tǒng)燃煤方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題四、第二代流2學(xué)習(xí)目的了解循環(huán)流化床鍋爐的來(lái)龍去脈；掌握流化床鍋爐的基本概念、基本原理及其在環(huán)保方面存在巨大優(yōu)勢(shì)的機(jī)理；了解循環(huán)流化床鍋爐蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀及巨大的發(fā)展?jié)摿?；激發(fā)學(xué)習(xí)和掌握循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的熱情和積極性，增強(qiáng)其環(huán)保意識(shí)，堅(jiān)定其投身能源與環(huán)保事業(yè)的決心。學(xué)習(xí)目的了解循環(huán)流化床鍋爐的來(lái)龍去脈；3近年來(lái)，在火力發(fā)電領(lǐng)域，一個(gè)新名詞越來(lái)越多地被人們聽(tīng)到，這就是“循環(huán)流化床”?！把h(huán)流化床”似乎與環(huán)保脫硫有關(guān)，還經(jīng)常與“清潔燃燒”聯(lián)系在一起。那么，“循環(huán)流化床”到底是什么？電站鍋爐領(lǐng)域的“循環(huán)流化床”指的就是鍋爐家族的后起之秀——循環(huán)流化床鍋爐。概括地說(shuō)，它是一種環(huán)保鍋爐。近年來(lái)，在火力發(fā)電領(lǐng)域，一個(gè)新名詞越來(lái)越多地被人們4我國(guó)電力工業(yè)現(xiàn)狀:裝機(jī)及發(fā)電總量居世界第二，僅次于美國(guó)。燃煤機(jī)組在電力生產(chǎn)中的地位2004年我國(guó)電力工業(yè)現(xiàn)狀:燃煤機(jī)組在電力生產(chǎn)中的地位2004年5最近幾年電力建設(shè)超常規(guī)發(fā)展中國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大電力生產(chǎn)國(guó)，其電力生產(chǎn)正以前所未有的速度增長(zhǎng)。

2002年底發(fā)電裝機(jī)容量3.6億千瓦；2005年全國(guó)電力裝機(jī)新增6500萬(wàn)千瓦，總量已突破5億千瓦，2007年底發(fā)電裝機(jī)容量7.1329億千瓦。最近幾年電力建設(shè)超常規(guī)發(fā)展中國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大電力生6從2002年的3.6億千萬(wàn)增加到2007年的7.13億千瓦,平均年增長(zhǎng)速度14.8%.從2002年的3.6億千萬(wàn)增加到2007年的7.13億千瓦,7火力發(fā)電在電力生產(chǎn)中的地位(占全國(guó)總裝機(jī)容量的74%)火電裝機(jī)中,絕大部分是燃煤機(jī)組,由此帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題.火力發(fā)電在電力生產(chǎn)中的地位火電裝機(jī)中,絕大部分是燃煤機(jī)組,由8一、傳統(tǒng)煤燃燒方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題一、傳統(tǒng)煤燃燒方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題9燃煤鍋爐的三種典型燃燒方式1、煤粉爐2、鏈條爐3、流化床（沸騰爐、循環(huán)流化床）燃煤鍋爐的三種典型燃燒方式1、煤粉爐10燃煤鍋爐三種典型燃燒方式的轉(zhuǎn)變鏈條爐流化床煤粉爐燃煤鍋爐三種典型燃燒方式的轉(zhuǎn)變鏈條爐流化床煤粉爐11電站鍋爐的傳統(tǒng)煤燃燒方式鼓風(fēng)存在問(wèn)題：1.不能充分利用劣質(zhì)燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等）2.不易控制污染物排放（SO2、NOx）3.灰渣綜合利用受限制

固定床燃燒

懸浮燃燒電站鍋爐的傳統(tǒng)煤燃燒方式鼓風(fēng)存在問(wèn)題：12酸雨大氣污染灰場(chǎng)污染矸石山污染燃煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題酸雨燃煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題13酸雨酸雨14H2SO4HNO3SO2NOx燃煤產(chǎn)生的酸性排放物進(jìn)入空氣中，經(jīng)過(guò)一系列作用就形成了酸雨（pH<5.6)。我國(guó)87%的SO2排放來(lái)自煤燃燒酸雨使森林退化，湖泊酸化，魚(yú)類(lèi)死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧瘠，有毒重金屬污染增強(qiáng)，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非。酸雨H2SO4SO2NOx燃煤產(chǎn)生的酸性排放物進(jìn)入空氣中，經(jīng)過(guò)一15中國(guó)酸雨問(wèn)題

中國(guó)是燃煤大國(guó)，煤炭在能源消耗中占了70%，因而我國(guó)的大氣污染主要是燃煤造成的。我國(guó)生產(chǎn)的煤炭，平均含硫份約為1.1%。由于一直未加以嚴(yán)格控制，致使我國(guó)在工業(yè)化水平還不算高的現(xiàn)在就形成了嚴(yán)重的大氣污染狀況。目前我國(guó)二氧化硫排放量已達(dá)1800多萬(wàn)噸。二氧化硫排放引起的酸雨污染不斷擴(kuò)大，已從80年代初期的西南局部地區(qū)擴(kuò)展到長(zhǎng)江以南大部分城市和鄉(xiāng)村，并向北方發(fā)展。

中國(guó)酸雨問(wèn)題中國(guó)是燃煤大國(guó)，煤炭在能源消耗中占16SO2、NOx、飄塵光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧：氮氧化物等污染物漂浮在空氣中，在強(qiáng)烈陽(yáng)光的照射下發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了有毒的淺藍(lán)色煙霧，造成人們眼睛紅腫、咽炎、呼吸道疾病惡化乃至思維紊亂，肺水腫等疾病。1.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件2.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件3.美國(guó)多諾拉煙霧事件4.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件大氣污染歷史上的大氣污染事件SO2、NOx、飄塵光化學(xué)煙霧：氮氧化物等污染物漂浮在空氣中171.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件1930年12月，發(fā)生在比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)。位于狹窄河谷內(nèi)的這個(gè)工業(yè)區(qū)，分布有大量的煉油廠(chǎng)、金屬?gòu)S、玻璃廠(chǎng)等重污染工廠(chǎng)。這些工廠(chǎng)排放出大量的有害廢氣和工業(yè)粉塵，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝藗兊慕】怠?2月1-5日，由于天氣的影響，河谷內(nèi)出現(xiàn)靜風(fēng)，空氣污染物擴(kuò)散不出去。同時(shí)，也出現(xiàn)了逆溫層，污染物難以擴(kuò)散到高空，只能在低空中聚集，污染物濃度迅速上升。結(jié)果造成60多人在一周內(nèi)死亡，市民中心臟病、肺病患者的死亡率增高，家畜死亡率也大大增高。1.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件182.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件

40、50和70年代，發(fā)生在美國(guó)的洛杉磯市。40年代時(shí)，洛杉磯市的汽車(chē)保有量就達(dá)到了250萬(wàn)輛，每天需要消耗汽油1000多噸。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔铩⒌趸锏任廴疚锞推≡诮值郎系目諝庵?，在?qiáng)烈陽(yáng)光的照射下發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了有毒的淺藍(lán)色煙霧，造成大量市民眼睛紅腫、咽炎、呼吸道疾病惡化乃至思維紊亂，肺水腫等疾病。1955年發(fā)生的光化學(xué)煙霧事件導(dǎo)致400多人因中毒、呼吸衰竭死亡，1970年發(fā)生的事件使3/4的市民患病。2.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件193.美國(guó)多諾拉煙霧事件1984年10月，發(fā)生在美國(guó)賓西法尼亞洲的多諾拉鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)是個(gè)重工業(yè)重鎮(zhèn)，許多大型煉鐵廠(chǎng)、煉鋅廠(chǎng)和硫酸廠(chǎng)聚集于此。工廠(chǎng)排放的廢氣中含有工業(yè)粉塵和有害氣體二氧化硫等。10月26日，由于受反氣旋和逆溫層的控制，該地區(qū)出現(xiàn)靜風(fēng)，空氣中的污染物既不能向高空擴(kuò)散，也不能向周?chē)貐^(qū)擴(kuò)散，導(dǎo)致空氣中污染物濃度迅速升高。全鎮(zhèn)14000人中有6000人出現(xiàn)眼痛、喉嚨痛、頭痛、胸悶、嘔吐、腹瀉等癥狀，其中17人因此死亡。3.美國(guó)多諾拉煙霧事件204.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件1952年12月5-8日，發(fā)生在英國(guó)首都倫敦市。由于冬季燒煤（高硫煤）取暖，倫敦空氣中二氧化硫和煙塵的含量很高。12月5-8日，倫敦出現(xiàn)了靜風(fēng)和逆溫天氣，下起了大霧，污染物難以擴(kuò)散出去，近地空氣中污染物濃度迅速上升。導(dǎo)致4000多人在4天內(nèi)死亡，兩個(gè)月后又有8000多人死亡。以后，倫敦又發(fā)生過(guò)12次較大的煙霧事件。此后，倫敦吸取教訓(xùn)，積極改善空氣環(huán)境，現(xiàn)在已經(jīng)很清潔了。4.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件21我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全國(guó)大約90%的SO2排放由煤電產(chǎn)生，80%的CO2排放量由煤電排放。

我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全22二、潔凈煤技術(shù)的興起日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題迫使我們采取必要措施但以煤為主的一次能源格局在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變；為了人類(lèi)生存的環(huán)境，應(yīng)設(shè)法使煤“清潔”利用。由此在國(guó)際上掀起“潔凈煤技術(shù)”研究熱潮。二、潔凈煤技術(shù)的興起日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題迫使我們采取23“潔凈煤技術(shù)”

——使煤清潔利用的技術(shù)燃燒前可采取的措施煤的洗選煤的加工（水煤漿）煤的轉(zhuǎn)化（氣化、液化）燃燒中可采取的措施清潔燃燒燃燒后可采取的措施煙氣脫硫“潔凈煤技術(shù)”

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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(chēng)為“二十一世紀(jì)的燃燒技術(shù)”清潔燃燒——燃燒中脫硫、脫氮流化床燃燒是目前商業(yè)化最好的清潔燃燒技術(shù)之一清潔燃燒25我國(guó)發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐的目的解決劣質(zhì)燃料利用問(wèn)題；減少有害氣體（NOx、SOx)排放，減輕環(huán)境壓力。我國(guó)發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐的目的解決劣質(zhì)燃料利用問(wèn)題；26

流化床1921年最早出現(xiàn)于德國(guó)，應(yīng)用于粉煤氣化二戰(zhàn)期間應(yīng)用于石油催化裂化后廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶煉、糧食、醫(yī)藥等部門(mén)

27三、第一代流化床鍋爐

—鼓泡床鍋爐二十世紀(jì)50年代，“能源危機(jī)”使西方發(fā)達(dá)國(guó)家重新認(rèn)識(shí)煤在一次能源中的重要地位，開(kāi)始尋求先進(jìn)的燃煤技術(shù)。三、第一代流化床鍋爐

28能源危機(jī)出現(xiàn)后，當(dāng)人們的目光從石油又轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)，歷史好像劃了一個(gè)圈，又回到了原點(diǎn)。但這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)。歷史在前進(jìn)，科技在進(jìn)步，這是一種螺旋式上升的過(guò)程。人們認(rèn)識(shí)到我們要燒煤；我們要把煤燒好；我們不僅要燒優(yōu)質(zhì)煤，還要燒劣質(zhì)煤；我們?cè)跓旱耐瑫r(shí)，還要保護(hù)環(huán)境。能源危機(jī)出現(xiàn)后，當(dāng)人們的目光從石油又轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)，歷29

“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(guó)早期設(shè)計(jì)的鼓泡床鍋爐于是流化床開(kāi)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”?！傲骰插仩t”——燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒的鍋爐叫流30鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示此時(shí)的流化床鍋爐特點(diǎn)：

----燃料顆粒大，流化風(fēng)速低----床層中有明顯的氣泡----氣固兩相類(lèi)似沸騰的水----被稱(chēng)為鼓泡床鍋爐或沸騰爐鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示此時(shí)的流化床鍋爐特點(diǎn)：----燃料顆粒31鼓泡床鍋爐的工作原理沸騰燃燒

燃燒溫度：850-950oC鼓泡床鍋爐的主要部件：

布風(fēng)板風(fēng)室埋管受熱面冷渣口與溢流口鼓泡床鍋爐的工作原理鼓泡床鍋爐的主要部件：321燃料適應(yīng)性廣可以燃燒各種煤、煤矸石、焦碳、油頁(yè)巖、垃圾等（劣質(zhì)燃料）原因：下部密相區(qū)提供了燃料著火和燃燒的最佳條件：1、充足的熱源2、混合強(qiáng)烈，熱質(zhì)傳遞快3、適當(dāng)高濃度的氧床層物料中含碳低（2-5%），只供熱而不爭(zhēng)奪氧鼓泡床燃燒有以下優(yōu)點(diǎn)1燃料適應(yīng)性廣鼓泡床燃燒有以下優(yōu)點(diǎn)332清潔燃燒1）高效、廉價(jià)脫硫脫硫率達(dá)90%脫硫反應(yīng)

1CaO+SO2+—O2==CaSO4

2（煤粉爐爐內(nèi)噴鈣脫硫，鈣停留時(shí)間短，脫硫劑利用率不到20%）爐膛溫度為最佳脫硫反應(yīng)溫度850oC脫硫最佳溫度：850-870oC；（但煤粉爐在此溫度下不能穩(wěn)定燃燒，所以其脫硫不能保持在最佳反應(yīng)溫度下進(jìn)行。）2清潔燃燒342）減少NOx排放燃煤NOx的主要來(lái)源：燃料型：揮發(fā)分中的有機(jī)氮、固定碳中的碳基氮被氧化；氧化性氣氛中容易生成熱力型：空氣中的氮在高溫下被氧化。高溫下容易生成流化床NOx生成量為煤粉燃燒的1/3—1/42）減少NOx排放35a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成1200oC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(jí)燃燒，減少燃料型NOx生成空氣分級(jí)供入，濃相區(qū)處于還原性氣氛，抑制燃料型NOx生成

分級(jí)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50－60％，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:a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成b.分級(jí)燃燒，減少燃料型N363.負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好低負(fù)荷下仍可保持燃燒穩(wěn)定；負(fù)荷調(diào)節(jié)比達(dá)4：1，甚至可以壓火備用。4.灰渣綜合利用性能好低溫燃燒后的灰渣沒(méi)有經(jīng)歷燒結(jié)過(guò)程，活性好，非常適合做水泥填料3.負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好37鼓泡床鍋爐的缺點(diǎn)：1.燃燒損失大燃料寬篩分（0-10mm)，未燃盡細(xì)顆粒飛出量大2.埋管磨損嚴(yán)重為了控制密相區(qū)床溫，密相區(qū)布置有埋管，但其磨損問(wèn)題不易解決3.大型化受到限制截面熱負(fù)荷低，為煤粉爐的1/4，如一臺(tái)400t/h的鼓泡床截面積約200m24.脫硫劑利用效率低脫硫劑顆粒大(細(xì)顆粒易飛出），利用率低CaOCaSO4鼓泡床鍋爐的缺點(diǎn)：CaOCaSO438

這些問(wèn)題的存在使流化床煤燃燒技術(shù)的發(fā)展一度受到挑戰(zhàn)；但其固有的優(yōu)點(diǎn)如燃料適應(yīng)性廣、清潔燃燒特性使得人們不忍放棄它；那么，能否有一個(gè)解決問(wèn)題的良方呢生產(chǎn)實(shí)踐的需要是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力。人類(lèi)的智慧是無(wú)窮的，最終總能找到打開(kāi)難題的鑰匙。？？？？這些問(wèn)題的存在使流化床煤燃燒技術(shù)的發(fā)展一度受到挑39四、第二代流化床鍋爐

—循環(huán)流化床鍋爐四、第二代流化床鍋爐

40循環(huán)流化床鍋爐在保留沸騰床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了其不足，從而顯示出強(qiáng)大的生命力?！把h(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。

二十世紀(jì)80年代初，國(guó)外研制出第二代流化床鍋爐——循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐在保留沸騰床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了41循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)煤高溫旋風(fēng)分離U型閥返料裝置密相區(qū)一次風(fēng)室CFBB爐膛料腿一次風(fēng)一次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)除塵器煙囪

尾部受熱面過(guò)熱器過(guò)熱器省煤器省煤器空預(yù)器空預(yù)器稀相區(qū)石灰石循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)煤高溫旋風(fēng)分離U型閥返料裝置密相區(qū)一42循環(huán)流化床鍋爐示意圖循環(huán)流化床鍋爐示意圖43循環(huán)流化床鍋爐的組成

循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、物料分離循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、啟動(dòng)燃燒器、給煤系統(tǒng)等幾部分；物料分離循環(huán)系統(tǒng)包括物料分離裝置和返料裝置兩部分；對(duì)流煙道包括過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。循環(huán)流化床鍋爐的組成循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)44循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件

—燃燒室、分離器、回料閥燃燒室布風(fēng)板旋風(fēng)分離器回料閥循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件

45循環(huán)流化床鍋爐的工作過(guò)程煤倉(cāng)石灰石倉(cāng)燃燒室旋風(fēng)分離器風(fēng)帽放渣管空氣預(yù)熱器省煤器汽包尾部煙道流化風(fēng)機(jī)循環(huán)流化床鍋爐的工作過(guò)程煤倉(cāng)石灰石倉(cāng)燃燒室旋風(fēng)帽放渣管空氣預(yù)46循環(huán)床內(nèi)流化狀態(tài)與鼓泡床相比：顆粒細(xì)風(fēng)速高顆粒空間濃度高顆粒呈條帶狀顆粒貼壁回流循環(huán)床鼓泡床循環(huán)床內(nèi)流化狀態(tài)與鼓泡床相比：循環(huán)床鼓泡床47循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)演示及與鼓泡床的對(duì)比循環(huán)床鼓泡床循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)演示及與鼓泡床的對(duì)比循環(huán)床鼓泡床48與鼓泡床相比，循環(huán)流化床鍋爐有以下優(yōu)勢(shì)1、燃燒效率提高（可達(dá)97.5-99%)爐膛沿高度基本恒溫（850oC），延長(zhǎng)了燃燒時(shí)間；物料通過(guò)分離器多次循環(huán)回爐內(nèi)，延長(zhǎng)了燃燒時(shí)間；2、沒(méi)有埋管，徹底解決埋管磨損問(wèn)題密相區(qū)燃燒份額小，不需埋管即可控制床溫與鼓泡床相比，循環(huán)流化床鍋爐有以下優(yōu)勢(shì)1、燃燒效率提高（可達(dá)493、為大型化提供了可能燃燒、傳熱不僅僅局限于濃相區(qū)，爐膛截面熱負(fù)荷提高2-3倍，更易實(shí)現(xiàn)大型化；4、脫硫劑利用率提高脫硫劑顆粒變細(xì)（0.1-0.3mm），利用率提高；SO2氣體在燃燒區(qū)停留時(shí)間延長(zhǎng)；鼓泡床1-2s，循環(huán)流化床3-4s;脫硫劑循環(huán)利用，停留時(shí)間延長(zhǎng)。3、為大型化提供了可能50

循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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。評(píng)價(jià)：循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但卻51五、循環(huán)流化床鍋爐

-------發(fā)展現(xiàn)狀及前景五、循環(huán)流化床鍋爐

521922年12月26日，德國(guó)的溫克勒發(fā)明了第一臺(tái)流化床并成功運(yùn)行；1938年12月，麻省理工學(xué)院的劉易斯和吉里蘭發(fā)明了快速流化床；二十世紀(jì)60年代末，德國(guó)的魯奇公司發(fā)展并運(yùn)行了循環(huán)流化床反應(yīng)器；二十世紀(jì)70年代，循環(huán)流化床理論研究取得突破進(jìn)展；1979年，芬蘭奧斯隆公司生產(chǎn)了20T/H循環(huán)流化床鍋爐；國(guó)外循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展1922年12月26日，德國(guó)的溫克勒發(fā)明了第一臺(tái)531982年，德國(guó)的魯奇公司第一臺(tái)50T/H循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行，標(biāo)志著循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段；1995年，250MW的循環(huán)流化床鍋爐（700T/H、16.3MPa、565/565℃）在法國(guó)投運(yùn)，標(biāo)志著循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入大型化發(fā)展階段。1982年，德國(guó)的魯奇公司第一臺(tái)50T/H循環(huán)流化床54我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展二十世紀(jì)40年代末，我國(guó)開(kāi)始了流化床技術(shù)的研究，并一度處于世界領(lǐng)先地位；二十世紀(jì)50年代末，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)始研究流化床；二十世紀(jì)60年代中期，國(guó)產(chǎn)早期流化床鍋爐（沸騰爐）投運(yùn)；（即：1965年第一臺(tái)14.5T/H燃用油母貝巖的沸騰爐在廣東茂名投產(chǎn)成功）1981年，國(guó)家計(jì)委下達(dá)“煤的流化床燃燒技術(shù)研究”課題，清華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院分別率先開(kāi)展循環(huán)流化床燃燒技術(shù)研究，標(biāo)志著我國(guó)現(xiàn)代循環(huán)流化床研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)正式啟動(dòng)；我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展二十世紀(jì)40年代末，我國(guó)開(kāi)55

1988年，中科院和濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)合作成功研制了35T/H循環(huán)流化床鍋爐，并于1988年11月于山東明水熱電廠(chǎng)投入商業(yè)運(yùn)行；（第一臺(tái)國(guó)產(chǎn)CFBB是中科院熱研所與開(kāi)封鍋爐廠(chǎng)合作生產(chǎn)，1987年9月在開(kāi)封中藥廠(chǎng)點(diǎn)火成功、10T/H）

1991年11月，中科院和濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)合作研制的75T/HCFBB在錦西熱電廠(chǎng)投運(yùn)，標(biāo)志著熱旋風(fēng)筒分離CFBB跨越了一個(gè)容量等級(jí)；1992年中科院與杭州鍋爐廠(chǎng)合作研制的二級(jí)分離CFBB在浙江嵊縣投運(yùn)；1988年，中科院和濟(jì)南鍋爐廠(chǎng)合作成功研制了35T/H561996年，清華大學(xué)和四川鍋爐廠(chǎng)合作研發(fā)的水冷異形分離循環(huán)流化床鍋爐投運(yùn)，為我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)發(fā)展提供了一種新?tīng)t型;九五期間，國(guó)內(nèi)三大鍋爐制造集團(tuán)（東方鍋爐集團(tuán)股份有限公司、哈爾濱鍋爐廠(chǎng)、上海鍋爐廠(chǎng)）分別與國(guó)內(nèi)大專(zhuān)院校、科研單位合作，研發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的420T/H（125MW）級(jí)帶中間再熱的循環(huán)流化床電站鍋爐；2007年，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，由西安熱研院和哈鍋聯(lián)合開(kāi)發(fā)的330MW循環(huán)流化床鍋爐在江西分宜開(kāi)工建設(shè)。1996年，清華大學(xué)和四川鍋爐廠(chǎng)合作研發(fā)的水冷異形分57引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)循環(huán)流化床技術(shù)：1990年，北京鍋爐廠(chǎng)采用德國(guó)Babcock公司技術(shù)，生產(chǎn)了一批中溫分離循環(huán)流化床鍋爐；1992年，哈爾濱鍋爐廠(chǎng)與美國(guó)PPC公司（奧斯龍技術(shù)）合作設(shè)計(jì)并生產(chǎn)了國(guó)內(nèi)首臺(tái)220T/H循環(huán)流化床鍋爐；并于1999年與阿爾斯通（Alstom）公司簽訂引進(jìn)220-410T/H循環(huán)流化床技術(shù)的協(xié)議；1992年，東方鍋爐集團(tuán)股份公司參與引進(jìn)內(nèi)江高壩電廠(chǎng)410T/H循環(huán)流化床項(xiàng)目；并于1994年與美國(guó)FW公司簽訂50-100MW容量等級(jí)循環(huán)流化床鍋爐許可證技術(shù)轉(zhuǎn)讓合同；上海鍋爐廠(chǎng)也與美國(guó)Alstom-GE公司開(kāi)展了50-135MW循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)制造技術(shù)引進(jìn)工作。2006年，引進(jìn)Alstom技術(shù)的300MW（1025T/H）循環(huán)流化床鍋爐在四川白馬電廠(chǎng)投運(yùn)。引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)循環(huán)流化床技術(shù)：1990年，58江西分宜410t/h循環(huán)流化床鍋爐75t/h循環(huán)流化床鍋爐35t/h循環(huán)流化床鍋爐江西分宜410t/h循環(huán)流化床鍋爐75t/h循環(huán)流化床鍋爐359

目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐已進(jìn)入快速發(fā)展和普及階段，大容量、高參數(shù)機(jī)組已趨于成熟，我國(guó)已有幾千臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行或正在建設(shè)之中。國(guó)產(chǎn)300MW級(jí)的循環(huán)流化床鍋爐已有十幾臺(tái)訂貨。2006年開(kāi)遠(yuǎn)、萱城、秦皇島等電廠(chǎng)的300MWe循環(huán)流化床機(jī)組已相繼投入運(yùn)行。國(guó)內(nèi)600MW~800MW超臨界循環(huán)流化床鍋爐已完成設(shè)計(jì)。這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床電站又向大容量、高參數(shù)邁進(jìn)了一大步。最新動(dòng)態(tài)目前，國(guó)內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐已進(jìn)入快速發(fā)展和普及階段，大容量60但與煤粉爐相比，目前的循環(huán)流化床鍋爐仍存在以下問(wèn)題：1.單機(jī)容量不夠大國(guó)內(nèi)最大單機(jī)容量為300MWe;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(wèn)題固體顆粒濃度大，對(duì)受熱面磨損較嚴(yán)重。4.鍋爐機(jī)組自身能耗增加5物料循環(huán)回路的調(diào)節(jié)與控制要求高但與煤粉爐相比，目前的循環(huán)流化床鍋爐仍存在以下問(wèn)題61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(jiǎn)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62

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們不懈的努力，循環(huán)流化床燃煤技術(shù)將日益完善，將在能源與環(huán)保方面發(fā)揮出越來(lái)越重要的作用，為人類(lèi)生存的環(huán)境做出更大貢獻(xiàn)。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和人們不懈的努力，循環(huán)流化床燃63總結(jié)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是“循環(huán)流化床鍋爐”；初步掌握了流化床的基本概念、流化床的發(fā)展演變歷程、循環(huán)流化床工作原理和特點(diǎn)、以及發(fā)展現(xiàn)狀與前景；我們應(yīng)認(rèn)識(shí)到：循環(huán)流化床鍋爐是一種很有發(fā)展前途的電站鍋爐，我們要學(xué)好這門(mén)課題，掌握循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備特點(diǎn)及運(yùn)行規(guī)律，為環(huán)保和經(jīng)濟(jì)建設(shè)服務(wù)。總結(jié)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，我們知道了什么是“循環(huán)流化64循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心楊新建2011年3月循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及運(yùn)行安徽省特種設(shè)備檢測(cè)院培訓(xùn)中心楊新建65第1講緒論一、傳統(tǒng)燃煤方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題四、第二代流化床鍋爐—循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐概述三、第一代流化床鍋爐—鼓泡床鍋爐二、潔凈煤技術(shù)的興起五、循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景第1講緒論一、傳統(tǒng)燃煤方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題四、第二代流66學(xué)習(xí)目的了解循環(huán)流化床鍋爐的來(lái)龍去脈；掌握流化床鍋爐的基本概念、基本原理及其在環(huán)保方面存在巨大優(yōu)勢(shì)的機(jī)理；了解循環(huán)流化床鍋爐蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀及巨大的發(fā)展?jié)摿?；激發(fā)學(xué)習(xí)和掌握循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的熱情和積極性，增強(qiáng)其環(huán)保意識(shí)，堅(jiān)定其投身能源與環(huán)保事業(yè)的決心。學(xué)習(xí)目的了解循環(huán)流化床鍋爐的來(lái)龍去脈；67近年來(lái)，在火力發(fā)電領(lǐng)域，一個(gè)新名詞越來(lái)越多地被人們聽(tīng)到，這就是“循環(huán)流化床”?！把h(huán)流化床”似乎與環(huán)保脫硫有關(guān)，還經(jīng)常與“清潔燃燒”聯(lián)系在一起。那么，“循環(huán)流化床”到底是什么？電站鍋爐領(lǐng)域的“循環(huán)流化床”指的就是鍋爐家族的后起之秀——循環(huán)流化床鍋爐。概括地說(shuō)，它是一種環(huán)保鍋爐。近年來(lái)，在火力發(fā)電領(lǐng)域，一個(gè)新名詞越來(lái)越多地被人們68我國(guó)電力工業(yè)現(xiàn)狀:裝機(jī)及發(fā)電總量居世界第二，僅次于美國(guó)。燃煤機(jī)組在電力生產(chǎn)中的地位2004年我國(guó)電力工業(yè)現(xiàn)狀:燃煤機(jī)組在電力生產(chǎn)中的地位2004年69最近幾年電力建設(shè)超常規(guī)發(fā)展中國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大電力生產(chǎn)國(guó)，其電力生產(chǎn)正以前所未有的速度增長(zhǎng)。

2002年底發(fā)電裝機(jī)容量3.6億千瓦；2005年全國(guó)電力裝機(jī)新增6500萬(wàn)千瓦，總量已突破5億千瓦，2007年底發(fā)電裝機(jī)容量7.1329億千瓦。最近幾年電力建設(shè)超常規(guī)發(fā)展中國(guó)是僅次于美國(guó)的世界第二大電力生70從2002年的3.6億千萬(wàn)增加到2007年的7.13億千瓦,平均年增長(zhǎng)速度14.8%.從2002年的3.6億千萬(wàn)增加到2007年的7.13億千瓦,71火力發(fā)電在電力生產(chǎn)中的地位(占全國(guó)總裝機(jī)容量的74%)火電裝機(jī)中,絕大部分是燃煤機(jī)組,由此帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題.火力發(fā)電在電力生產(chǎn)中的地位火電裝機(jī)中,絕大部分是燃煤機(jī)組,由72一、傳統(tǒng)煤燃燒方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題一、傳統(tǒng)煤燃燒方式帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題73燃煤鍋爐的三種典型燃燒方式1、煤粉爐2、鏈條爐3、流化床（沸騰爐、循環(huán)流化床）燃煤鍋爐的三種典型燃燒方式1、煤粉爐74燃煤鍋爐三種典型燃燒方式的轉(zhuǎn)變鏈條爐流化床煤粉爐燃煤鍋爐三種典型燃燒方式的轉(zhuǎn)變鏈條爐流化床煤粉爐75電站鍋爐的傳統(tǒng)煤燃燒方式鼓風(fēng)存在問(wèn)題：1.不能充分利用劣質(zhì)燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等）2.不易控制污染物排放（SO2、NOx）3.灰渣綜合利用受限制

固定床燃燒

懸浮燃燒電站鍋爐的傳統(tǒng)煤燃燒方式鼓風(fēng)存在問(wèn)題：76酸雨大氣污染灰場(chǎng)污染矸石山污染燃煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題酸雨燃煤帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題77酸雨酸雨78H2SO4HNO3SO2NOx燃煤產(chǎn)生的酸性排放物進(jìn)入空氣中，經(jīng)過(guò)一系列作用就形成了酸雨（pH<5.6)。我國(guó)87%的SO2排放來(lái)自煤燃燒酸雨使森林退化，湖泊酸化，魚(yú)類(lèi)死亡，水生生物種群減少，農(nóng)田土壤酸化、貧瘠，有毒重金屬污染增強(qiáng)，糧食、蔬菜、瓜果大面積減產(chǎn)，使建筑物和橋梁損壞，文物面目皆非。酸雨H2SO4SO2NOx燃煤產(chǎn)生的酸性排放物進(jìn)入空氣中，經(jīng)過(guò)一79中國(guó)酸雨問(wèn)題

中國(guó)是燃煤大國(guó)，煤炭在能源消耗中占了70%，因而我國(guó)的大氣污染主要是燃煤造成的。我國(guó)生產(chǎn)的煤炭，平均含硫份約為1.1%。由于一直未加以嚴(yán)格控制，致使我國(guó)在工業(yè)化水平還不算高的現(xiàn)在就形成了嚴(yán)重的大氣污染狀況。目前我國(guó)二氧化硫排放量已達(dá)1800多萬(wàn)噸。二氧化硫排放引起的酸雨污染不斷擴(kuò)大，已從80年代初期的西南局部地區(qū)擴(kuò)展到長(zhǎng)江以南大部分城市和鄉(xiāng)村，并向北方發(fā)展。

中國(guó)酸雨問(wèn)題中國(guó)是燃煤大國(guó)，煤炭在能源消耗中占80SO2、NOx、飄塵光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧：氮氧化物等污染物漂浮在空氣中，在強(qiáng)烈陽(yáng)光的照射下發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了有毒的淺藍(lán)色煙霧，造成人們眼睛紅腫、咽炎、呼吸道疾病惡化乃至思維紊亂，肺水腫等疾病。1.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件2.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件3.美國(guó)多諾拉煙霧事件4.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件大氣污染歷史上的大氣污染事件SO2、NOx、飄塵光化學(xué)煙霧：氮氧化物等污染物漂浮在空氣中811.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件1930年12月，發(fā)生在比利時(shí)馬斯河谷工業(yè)區(qū)。位于狹窄河谷內(nèi)的這個(gè)工業(yè)區(qū)，分布有大量的煉油廠(chǎng)、金屬?gòu)S、玻璃廠(chǎng)等重污染工廠(chǎng)。這些工廠(chǎng)排放出大量的有害廢氣和工業(yè)粉塵，嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)厝藗兊慕】?。?2月1-5日，由于天氣的影響，河谷內(nèi)出現(xiàn)靜風(fēng)，空氣污染物擴(kuò)散不出去。同時(shí)，也出現(xiàn)了逆溫層，污染物難以擴(kuò)散到高空，只能在低空中聚集，污染物濃度迅速上升。結(jié)果造成60多人在一周內(nèi)死亡，市民中心臟病、肺病患者的死亡率增高，家畜死亡率也大大增高。1.比利時(shí)馬斯河谷煙霧事件822.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件

40、50和70年代，發(fā)生在美國(guó)的洛杉磯市。40年代時(shí)，洛杉磯市的汽車(chē)保有量就達(dá)到了250萬(wàn)輛，每天需要消耗汽油1000多噸。汽車(chē)尾氣中的碳?xì)浠衔?、氮氧化物等污染物就漂浮在街道上的空氣中，在?qiáng)烈陽(yáng)光的照射下發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了有毒的淺藍(lán)色煙霧，造成大量市民眼睛紅腫、咽炎、呼吸道疾病惡化乃至思維紊亂，肺水腫等疾病。1955年發(fā)生的光化學(xué)煙霧事件導(dǎo)致400多人因中毒、呼吸衰竭死亡，1970年發(fā)生的事件使3/4的市民患病。2.美國(guó)洛杉磯光化學(xué)煙霧事件833.美國(guó)多諾拉煙霧事件1984年10月，發(fā)生在美國(guó)賓西法尼亞洲的多諾拉鎮(zhèn)。該鎮(zhèn)是個(gè)重工業(yè)重鎮(zhèn)，許多大型煉鐵廠(chǎng)、煉鋅廠(chǎng)和硫酸廠(chǎng)聚集于此。工廠(chǎng)排放的廢氣中含有工業(yè)粉塵和有害氣體二氧化硫等。10月26日，由于受反氣旋和逆溫層的控制，該地區(qū)出現(xiàn)靜風(fēng)，空氣中的污染物既不能向高空擴(kuò)散，也不能向周?chē)貐^(qū)擴(kuò)散，導(dǎo)致空氣中污染物濃度迅速升高。全鎮(zhèn)14000人中有6000人出現(xiàn)眼痛、喉嚨痛、頭痛、胸悶、嘔吐、腹瀉等癥狀，其中17人因此死亡。3.美國(guó)多諾拉煙霧事件844.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件1952年12月5-8日，發(fā)生在英國(guó)首都倫敦市。由于冬季燒煤（高硫煤）取暖，倫敦空氣中二氧化硫和煙塵的含量很高。12月5-8日，倫敦出現(xiàn)了靜風(fēng)和逆溫天氣，下起了大霧，污染物難以擴(kuò)散出去，近地空氣中污染物濃度迅速上升。導(dǎo)致4000多人在4天內(nèi)死亡，兩個(gè)月后又有8000多人死亡。以后，倫敦又發(fā)生過(guò)12次較大的煙霧事件。此后，倫敦吸取教訓(xùn)，積極改善空氣環(huán)境，現(xiàn)在已經(jīng)很清潔了。4.英國(guó)倫敦?zé)熿F事件85我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全國(guó)大約90%的SO2排放由煤電產(chǎn)生，80%的CO2排放量由煤電排放。

我國(guó)發(fā)電供熱用煤占全國(guó)煤炭生產(chǎn)總量的50%左右。全86二、潔凈煤技術(shù)的興起日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題迫使我們采取必要措施但以煤為主的一次能源格局在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)不會(huì)改變；為了人類(lèi)生存的環(huán)境，應(yīng)設(shè)法使煤“清潔”利用。由此在國(guó)際上掀起“潔凈煤技術(shù)”研究熱潮。二、潔凈煤技術(shù)的興起日益嚴(yán)峻的環(huán)境問(wèn)題迫使我們采取87“潔凈煤技術(shù)”

——使煤清潔利用的技術(shù)燃燒前可采取的措施煤的洗選煤的加工（水煤漿）煤的轉(zhuǎn)化（氣化、液化）燃燒中可采取的措施清潔燃燒燃燒后可采取的措施煙氣脫硫“潔凈煤技術(shù)”

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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(chēng)為“二十一世紀(jì)的燃燒技術(shù)”清潔燃燒——燃燒中脫硫、脫氮流化床燃燒是目前商業(yè)化最好的清潔燃燒技術(shù)之一清潔燃燒89我國(guó)發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐的目的解決劣質(zhì)燃料利用問(wèn)題；減少有害氣體（NOx、SOx)排放，減輕環(huán)境壓力。我國(guó)發(fā)展循環(huán)流化床鍋爐的目的解決劣質(zhì)燃料利用問(wèn)題；90

流化床1921年最早出現(xiàn)于德國(guó)，應(yīng)用于粉煤氣化二戰(zhàn)期間應(yīng)用于石油催化裂化后廣泛應(yīng)用于石油、化工、冶煉、糧食、醫(yī)藥等部門(mén)

91三、第一代流化床鍋爐

—鼓泡床鍋爐二十世紀(jì)50年代，“能源危機(jī)”使西方發(fā)達(dá)國(guó)家重新認(rèn)識(shí)煤在一次能源中的重要地位，開(kāi)始尋求先進(jìn)的燃煤技術(shù)。三、第一代流化床鍋爐

92能源危機(jī)出現(xiàn)后，當(dāng)人們的目光從石油又轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)，歷史好像劃了一個(gè)圈，又回到了原點(diǎn)。但這不是一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)。歷史在前進(jìn)，科技在進(jìn)步，這是一種螺旋式上升的過(guò)程。人們認(rèn)識(shí)到我們要燒煤；我們要把煤燒好；我們不僅要燒優(yōu)質(zhì)煤，還要燒劣質(zhì)煤；我們?cè)跓旱耐瑫r(shí)，還要保護(hù)環(huán)境。能源危機(jī)出現(xiàn)后，當(dāng)人們的目光從石油又轉(zhuǎn)向煤炭時(shí)，歷93

“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(guó)早期設(shè)計(jì)的鼓泡床鍋爐于是流化床開(kāi)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”?！傲骰插仩t”——燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒的鍋爐叫流94鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示此時(shí)的流化床鍋爐特點(diǎn)：

----燃料顆粒大，流化風(fēng)速低----床層中有明顯的氣泡----氣固兩相類(lèi)似沸騰的水----被稱(chēng)為鼓泡床鍋爐或沸騰爐鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示此時(shí)的流化床鍋爐特點(diǎn)：----燃料顆粒95鼓泡床鍋爐的工作原理沸騰燃燒

燃燒溫度：850-950oC鼓泡床鍋爐的主要部件：

布風(fēng)板風(fēng)室埋管受熱面冷渣口與溢流口鼓泡床鍋爐的工作原理鼓泡床鍋爐的主要部件：961燃料適應(yīng)性廣可以燃燒各種煤、煤矸石、焦碳、油頁(yè)巖、垃圾等（劣質(zhì)燃料）原因：下部密相區(qū)提供了燃料著火和燃燒的最佳條件：1、充足的熱源2、混合強(qiáng)烈，熱質(zhì)傳遞快3、適當(dāng)高濃度的氧床層物料中含碳低（2-5%），只供熱而不爭(zhēng)奪氧鼓泡床燃燒有以下優(yōu)點(diǎn)1燃料適應(yīng)性廣鼓泡床燃燒有以下優(yōu)點(diǎn)972清潔燃燒1）高效、廉價(jià)脫硫脫硫率達(dá)90%脫硫反應(yīng)

1CaO+SO2+—O2==CaSO4

2（煤粉爐爐內(nèi)噴鈣脫硫，鈣停留時(shí)間短，脫硫劑利用率不到20%）爐膛溫度為最佳脫硫反應(yīng)溫度850oC脫硫最佳溫度：850-870oC；（但煤粉爐在此溫度下不能穩(wěn)定燃燒，所以其脫硫不能保持在最佳反應(yīng)溫度下進(jìn)行。）2清潔燃燒982）減少NOx排放燃煤NOx的主要來(lái)源：燃料型：揮發(fā)分中的有機(jī)氮、固定碳中的碳基氮被氧化；氧化性氣氛中容易生成熱力型：空氣中的氮在高溫下被氧化。高溫下容易生成流化床NOx生成量為煤粉燃燒的1/3—1/42）減少NOx排放99a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成1200oC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(jí)燃燒，減少燃料型NOx生成空氣分級(jí)供入，濃相區(qū)處于還原性氣氛，抑制燃料型NOx生成

分級(jí)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50－60％，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:a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成b.分級(jí)燃燒，減少燃料型N1003.負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好低負(fù)荷下仍可保持燃燒穩(wěn)定；負(fù)荷調(diào)節(jié)比達(dá)4：1，甚至可以壓火備用。4.灰渣綜合利用性能好低溫燃燒后的灰渣沒(méi)有經(jīng)歷燒結(jié)過(guò)程，活性好，非常適合做水泥填料3.負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好101鼓泡床鍋爐的缺點(diǎn)：1.燃燒損失大燃料寬篩分（0-10mm)，未燃盡細(xì)顆粒飛出量大2.埋管磨損嚴(yán)重為了控制密相區(qū)床溫，密相區(qū)布置有埋管，但其磨損問(wèn)題不易解決3.大型化受到限制截面熱負(fù)荷低，為煤粉爐的1/4，如一臺(tái)400t/h的鼓泡床截面積約200m24.脫硫劑利用效率低脫硫劑顆粒大(細(xì)顆粒易飛出），利用率低CaOCaSO4鼓泡床鍋爐的缺點(diǎn)：CaOCaSO4102

這些問(wèn)題的存在使流化床煤燃燒技術(shù)的發(fā)展一度受到挑戰(zhàn)；但其固有的優(yōu)點(diǎn)如燃料適應(yīng)性廣、清潔燃燒特性使得人們不忍放棄它；那么，能否有一個(gè)解決問(wèn)題的良方呢生產(chǎn)實(shí)踐的需要是推動(dòng)技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力。人類(lèi)的智慧是無(wú)窮的，最終總能找到打開(kāi)難題的鑰匙。？？？？這些問(wèn)題的存在使流化床煤燃燒技術(shù)的發(fā)展一度受到挑103四、第二代流化床鍋爐

—循環(huán)流化床鍋爐四、第二代流化床鍋爐

104循環(huán)流化床鍋爐在保留沸騰床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了其不足，從而顯示出強(qiáng)大的生命力?！把h(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。

二十世紀(jì)80年代初，國(guó)外研制出第二代流化床鍋爐——循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐在保留沸騰床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，克服了105循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)煤高溫旋風(fēng)分離U型閥返料裝置密相區(qū)一次風(fēng)室CFBB爐膛料腿一次風(fēng)一次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)二次風(fēng)機(jī)一次風(fēng)機(jī)引風(fēng)機(jī)除塵器煙囪

尾部受熱面過(guò)熱器過(guò)熱器省煤器省煤器空預(yù)器空預(yù)器稀相區(qū)石灰石循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)煤高溫旋風(fēng)分離U型閥返料裝置密相區(qū)一106循環(huán)流化床鍋爐示意圖循環(huán)流化床鍋爐示意圖107循環(huán)流化床鍋爐的組成

循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)、物料分離循環(huán)系統(tǒng)、對(duì)流煙道三部分組成。其中燃燒系統(tǒng)包括風(fēng)室、布風(fēng)板、燃燒室、爐膛、啟動(dòng)燃燒器、給煤系統(tǒng)等幾部分；物料分離循環(huán)系統(tǒng)包括物料分離裝置和返料裝置兩部分；對(duì)流煙道包括過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器等幾部分。循環(huán)流化床鍋爐的組成循環(huán)流化床鍋爐主要由燃燒系統(tǒng)108循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件

—燃燒室、分離器、回料閥燃燒室布風(fēng)板旋風(fēng)分離器回料閥循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件

109循環(huán)流化床鍋爐的工作過(guò)程煤倉(cāng)石灰石倉(cāng)燃燒室旋風(fēng)分離器風(fēng)帽放渣管空氣預(yù)熱器省煤器汽包尾部煙道流化風(fēng)機(jī)循環(huán)流化床鍋爐的工作過(guò)程煤倉(cāng)石灰石倉(cāng)燃燒室旋風(fēng)帽放渣管空氣預(yù)110循環(huán)床內(nèi)流化狀態(tài)與鼓泡床相比：顆粒細(xì)風(fēng)速高顆粒空間濃度高顆粒呈條帶狀顆粒貼壁回流循環(huán)床鼓泡床循環(huán)床內(nèi)流化狀態(tài)與鼓泡床相比：循環(huán)床鼓泡床111循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)演示及與鼓泡床的對(duì)比循環(huán)床鼓泡床循環(huán)流化床實(shí)驗(yàn)演示及與鼓泡床的對(duì)比循環(huán)床鼓泡床112與鼓泡床相比，循環(huán)流化床鍋爐有以下優(yōu)勢(shì)1、燃燒效率提高（可達(dá)97.5-99%)爐膛沿高度基本恒溫（850oC），延長(zhǎng)了燃燒時(shí)間；物料通過(guò)分離器多次循環(huán)回爐內(nèi)，延長(zhǎng)了燃燒時(shí)間；2、沒(méi)有埋管，徹底解決埋管磨損問(wèn)題密相區(qū)燃燒份額小，不需埋管即可控制床溫與鼓泡床相比，循環(huán)流化床鍋爐有以下優(yōu)勢(shì)1、燃燒效率提高（可達(dá)1133、為大型化提供了可能燃燒、傳熱不僅僅局限于濃相區(qū)，爐膛截面熱負(fù)荷提高2-3倍，更易實(shí)現(xiàn)大型化；4、脫硫劑利用率提高脫硫劑顆粒變細(xì)（0.1-0.3mm），利用率提高；SO2氣體在燃燒區(qū)停留時(shí)間延長(zhǎng)；鼓泡床1-2s，循環(huán)流化床3-4s;脫硫劑循環(huán)利用，停留時(shí)間延長(zhǎng)。3、為大型化提供了可能114

循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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。評(píng)價(jià)：循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，但卻115五、循環(huán)流化床鍋爐

-------發(fā)展現(xiàn)狀及前景五、循環(huán)流化床鍋爐

1161922年12月26日，德國(guó)的溫克勒發(fā)明了第一臺(tái)流化床并成功運(yùn)行；1938年12月，麻省理工學(xué)院的劉易斯和吉里蘭發(fā)明了快速流化床；二十世紀(jì)60年代末，德國(guó)的魯奇公司發(fā)展并運(yùn)行了循環(huán)流化床反應(yīng)器；二十世紀(jì)70年代，循環(huán)流化床理論研究取得突破進(jìn)展；1979年，芬蘭奧斯隆公司生產(chǎn)了20T/H循環(huán)流化床鍋爐；國(guó)外循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展1922年12月26日，德國(guó)的溫克勒發(fā)明了第一臺(tái)1171982年，德國(guó)的魯奇公司第一臺(tái)50T/H循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行，標(biāo)志著循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入商業(yè)運(yùn)營(yíng)階段；1995年，250MW的循環(huán)流化床鍋爐（700T/H、16.3MPa、565/565℃）在法國(guó)投運(yùn)，標(biāo)志著循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入大型化發(fā)展階段。1982年，德國(guó)的魯奇公司第一臺(tái)50T/H循環(huán)流化床118我國(guó)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展二十世紀(jì)40年代末，我國(guó)開(kāi)始了流化床技術(shù)的研究，并一度處于世界領(lǐng)先地位；二十世紀(jì)50年代末，中國(guó)科學(xué)院開(kāi)始研究流化床；二十世紀(jì)60年代中期，國(guó)產(chǎn)早期流化床鍋爐（沸騰爐）投運(yùn)；（即：1965年第一臺(tái)14.5T/H燃用油母貝巖的沸騰爐在廣東茂名投產(chǎn)成功）1981年，國(guó)家計(jì)委下達(dá)“煤的流化床燃燒技術(shù)研究”課題，清華大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院分別率先開(kāi)展循環(huán)流化床燃燒技術(shù)研究，標(biāo)志著我國(guó)現(xiàn)代循環(huán)流化床研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)正式啟動(dòng)；