循環(huán)流化床教材課件

循環(huán)流化床鍋爐

設(shè)備及運(yùn)行第5章循環(huán)流化床鍋爐

設(shè)備及運(yùn)行第5章1

我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國(guó)家之一，目前每年煤炭消費(fèi)量約13億噸，其中80%通過燃燒被利用。然而，燃燒設(shè)備陳舊、效率低、排放無(wú)控制造成了能源和環(huán)境污染嚴(yán)重，能源節(jié)約與環(huán)境保護(hù)已成為現(xiàn)有燃煤技術(shù)所需解決的主要問題。因此，尋求一種高效、低污染燃燒技術(shù)，開發(fā)新的燃燒設(shè)備成為當(dāng)務(wù)之急。

我國(guó)是世界上少數(shù)幾個(gè)以煤為主要能源的國(guó)家之一，目前每年2循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)（CFBBC：CirculatingFluidizedBedBoilerCombustion)是新一代高效、低污染清潔燃燒技術(shù)。主要特點(diǎn)燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈。能達(dá)到低NOx排放、90%的脫硫效率和與煤粉鍋爐相近的燃燒效率；具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點(diǎn)。循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)（CFBBC：Circulati3流化床鍋爐的構(gòu)成及工作過程循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐的分類流化床鍋爐的構(gòu)成及工作過程循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況循環(huán)流化床4一流化床燃燒技術(shù)第一節(jié)流化床鍋爐的構(gòu)成及工作過程流化床燃燒技術(shù)循環(huán)流化床燃燒鼓泡流化床燃燒煤的兩種經(jīng)典燃燒方式層燃：將煤均勻布在金屬珊格即爐排上，形成一均勻的燃燒層，空氣以比較低的速度自下而上通過煤層使其燃燒。懸浮燃燒：先將煤磨成細(xì)粉，然后用空氣流經(jīng)燃燒器將煤粉噴入爐膛，并在爐膛空間內(nèi)進(jìn)行燃燒。一流化床燃燒技術(shù)第一節(jié)流化床鍋爐的構(gòu)成及工作過程流化床5層燃懸浮燃燒燃燒反應(yīng)面積有限燃燒反應(yīng)面積極大反應(yīng)速度較低反應(yīng)速度極快燃燒強(qiáng)度和燃燒效率低燃燒強(qiáng)度和燃燒效率都很高流化床燃燒：介于層燃和懸浮燃燒之間，將煤破碎到一定粒度，并均布在爐膛底部的布風(fēng)板上，燃燒用的空氣從布風(fēng)板下送入。層燃懸浮燃燒燃燒反應(yīng)面積有限燃燒反應(yīng)面積極大反應(yīng)速度6如上圖所示：隨著室內(nèi)區(qū)域風(fēng)速的逐漸增加層燃流化床燃燒循環(huán)流化床燃燒懸浮燃燒

如上圖所示：隨著室內(nèi)區(qū)域風(fēng)速的逐漸增加7鼓泡流化床燃燒技術(shù)一出現(xiàn)，便以其燃燒適應(yīng)性好和低污染排放的優(yōu)點(diǎn)顯示出強(qiáng)大的生命力。如右圖所示為鼓泡床鍋爐結(jié)構(gòu)示意圖。鼓泡床鍋爐幾乎適用于任何固體燃料，甚至適用于有一定發(fā)熱量的垃圾；燃燒溫度低，有利于脫硫和降低NOx的排放。鼓泡流化床燃燒技術(shù)一出現(xiàn)，便以其燃燒適應(yīng)性好和低污染排放的優(yōu)8缺點(diǎn)：（1）當(dāng)燃用寬篩分的燃料時(shí)，飛灰可燃物增大，降低了燃燒效率；（2）爐床內(nèi)埋管受熱面磨損嚴(yán)重；（3）盡管燃燒熱強(qiáng)度大，但是鼓泡床鍋爐大型化受到爐床面積的限制；（4）當(dāng)采用直接加入石灰石脫硫時(shí)，石灰石的鈣利用率較低。缺點(diǎn)：9Inordertosolvethoseabovequestions:第一代流化床鍋爐：鼓泡床鍋爐（沸騰爐）第二代流化床鍋爐：循環(huán)流化床鍋爐（CFBB）循環(huán)流化床鍋爐與鼓泡床鍋爐最顯著的區(qū)別：在爐膛出口安裝氣固分離器Inordertosolvethoseabove10循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)11循環(huán)流化床鍋爐工作過程：

如系統(tǒng)圖所示，燃料及石灰石脫硫劑經(jīng)破碎至合適粒度后，由給煤機(jī)和給料機(jī)從流化床燃燒室布風(fēng)板上部給入，與燃燒室內(nèi)熾熱的沸騰無(wú)聊混合，被迅速加熱，燃料迅速著火燃燒，石灰石則與燃料燃燒生成的SO2反應(yīng)生成CaSO4，從而起到脫硫作用。燃燒室溫度控制在850℃左右。在較高氣流速度的作用下，燃燒充滿整個(gè)爐膛，并有大量固體顆粒被攜帶出燃燒室，經(jīng)高溫旋風(fēng)分離器分離后，一部分熱爐料直接送回流化床繼續(xù)參與燃燒，另一部分則送至冷灰床，在冷灰床中與埋管受熱面和空氣進(jìn)行熱交換，被冷卻至400~600℃后，經(jīng)送灰器送回燃燒室或排除爐外。經(jīng)旋風(fēng)分離器導(dǎo)出的高溫?zé)煔?，在尾部煙道與對(duì)流受熱面換熱后，通過布袋除塵或靜電除塵器，由煙囪排出。循環(huán)流化床鍋爐工作過程：12循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)：（1）燃料制備系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單（2）燃燒溫度較低，一般為850~950℃（3）由流化床燃燒室、物料分離器和回料閥送灰器構(gòu)成的獨(dú)有的物料循環(huán)系統(tǒng)（4）因燃料不同，流化速度在5~8m/s之間變化，固體床料循環(huán)倍率因不同爐型而差異較大（5）采取分段送風(fēng)燃燒方式（6）爐膛出口布置高溫旋風(fēng)分離器，分離器入口煙溫約為850℃循環(huán)流化床鍋爐的特點(diǎn)：（1）燃料制備系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單（2）燃燒溫13第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況流化床技術(shù)于20世紀(jì)20年代初在德國(guó)首先應(yīng)用于工業(yè)流化床燃燒技術(shù)于20世紀(jì)60年代真正應(yīng)用于煤燃燒為了解決鼓泡床鍋爐存在的問題，20世紀(jì)80年代循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)運(yùn)而生我國(guó)對(duì)鼓泡流化床鍋爐的研究起步較早，1965年第一臺(tái)燃用油母頁(yè)巖的流化床鍋爐在廣東茂名投產(chǎn)成功，此后在全國(guó)得到迅猛發(fā)展，在循環(huán)流化床出現(xiàn)之前已達(dá)到3000多臺(tái)，最大容量130t/h。第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展概況流化床技術(shù)于20世紀(jì)20年代14我國(guó)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究起步較晚，直至1989年11月第一臺(tái)35t/h鍋爐才在山東明水電廠投入運(yùn)行。但最近幾年國(guó)內(nèi)在開發(fā)和研制循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)方面發(fā)展迅猛。已開發(fā)和研制出多種技術(shù)的35t/h、75t/h、130t/h、220t/h中壓至次高壓的循環(huán)流化床鍋爐。哈鍋一批采用德國(guó)EVT技術(shù)的440t/h超高壓再熱循環(huán)鍋爐也在安裝或制造中。國(guó)內(nèi)的主要研發(fā)單位：中國(guó)科學(xué)院、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、西安熱工研究所、西安交通大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京鍋爐廠、哈爾濱鍋爐廠我國(guó)對(duì)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)的研究起步較晚，直至1989年11月15第三節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1燃料適應(yīng)性廣2有利于環(huán)境保護(hù)3負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好4燃燒熱強(qiáng)度大5爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng)6灰渣綜合利用性能好第三節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)1燃料適應(yīng)性廣416第三節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)1大型化問題2煙風(fēng)系統(tǒng)阻力較高，風(fēng)機(jī)用電量大3自動(dòng)化水平要求高4磨損問題5對(duì)輔助設(shè)備要求較高6理論和技術(shù)問題第三節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)缺點(diǎn)缺點(diǎn)1大型化問題417第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分類按流體力學(xué)特性分常壓流化床鍋爐（爐壓為常壓）增壓流化床鍋爐（爐壓高于常壓）循環(huán)流化床鍋爐還處于發(fā)展階段，各種結(jié)構(gòu)的爐型繁多，顱內(nèi)傳熱和動(dòng)力特性差異較大，分類比較復(fù)雜。第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分類按流體力學(xué)特性分常壓流化床鍋爐（18第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分類（1）以爐內(nèi)流化狀態(tài)來(lái)分，有鼓泡床、湍流床和快速床的循環(huán)流化床鍋爐。（2）以分離器所處煙氣溫度高低來(lái)分，由高溫分離循環(huán)流化床鍋爐、中溫分離循環(huán)流化床鍋爐和低溫循環(huán)流化床鍋爐。（3）以鍋爐自身的特點(diǎn)和開發(fā)研究的廠商分類，有如奧斯龍的“百寶爐”，福斯特惠勒的“FW型”爐以及魯奇公司的“魯奇型”循環(huán)流化床鍋爐等。第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分類（1）以爐內(nèi)流化狀態(tài)來(lái)分，有鼓泡19第四節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的分類（4）以物料的循環(huán)倍率高中低來(lái)分，有①低循環(huán)倍率循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)倍率K<15；②中循環(huán)倍率循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)倍率K=15~40；③高循環(huán)倍率循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)倍率K