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1、循环流化床锅炉介绍 生产准备部魏红伟 目录 第一章概述第二章工艺流程及主要参数第三章气固两相流基础理论第四章循环流化床主要技术特点介绍第五章循环流化床锅炉辅助设备 什么叫锅炉 锅炉的组成通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行 形成炉的概念 蒸汽或热水在锅筒 水冷壁 对流受热面等内部形成 形成锅的概念 形象理解锅 用来装要被加热的水 或其它介质 的容器 炉 加热锅的装置 炉 锅 锅炉 什么是锅炉 第一章 循环流化床锅炉概述 引子 近年来 在火力发电领域 一个新名词越来越多地被人们听到 这就是 循环流化床 循环流化床 似乎与环保脱硫有关 还经常与 清洁燃烧 联系在一起 那么 循环流化床 到底是什么 电站锅
2、炉领域的 循环流化床 指的就是锅炉家族的后起之秀 循环流化床锅炉 概括地说 它是一种环保锅炉 一 传统煤燃烧方式带来的环境问题 电站锅炉的传统煤燃烧方式 鼓风 存在问题 1 不能充分利用劣质燃料 如煤矸石 焦碳 垃圾等 2 不易控制污染物排放 SO2 NOx 3 灰渣综合利用受限制 固定床燃烧悬浮燃烧 二 洁净煤技术的兴起 日益严峻的环境问题迫使我们采取必要措施但以煤为主的一次能源格局在相当长时期内不会改变 为了人类生存的环境 应设法使煤 清洁 利用 由此在国际上掀起 洁净煤技术 研究热潮 燃烧前可采取的措施煤的洗选煤的加工 水煤浆 煤的转化 气化 液化 燃烧中可采取的措施清洁燃烧燃烧后可采取
3、的措施烟气脱硫 洁净煤技术 使煤清洁利用的技术 流化床燃烧是目前商业化最好的清洁燃烧技术之一被称为 二十一世纪的燃烧技术 清洁燃烧 燃烧中脱硫 脱氮 我国发展循环流化床锅炉的目的 解决劣质燃料利用问题 减少有害气体 NOx SOx 排放 减轻环境压力 back 三 流化床基本概念 流化 流态化当流体 液体 气体 向上流过固体颗粒床层时 其速度增大到一定值后 颗粒被流体的摩擦力所承托 呈现飘浮状态 颗粒可以在床层中自由运动 这种状态称为 流态化 按流化介质的不同可分为液 固流态化 气 固流态化 燃煤流化床属气固流态化范畴 流化床具有流体的某些性质 任一高度静压等于此高度以上固体颗粒重量大而轻的物
4、体浮在床表面床表面总保持水平连通器作用 床 反应场所 支承物料 床形物 机床 车床 流化床 河床 苗床 流化床类似流体的性质 流化床1921年最早出现于德国 应用于粉煤气化二战期间应用于石油催化裂化后广泛应用于石油 化工 冶炼 粮食 医药等部门 能源危机出现后 当人们的目光从石油又转向煤炭时 历史好像划了一个圈 又回到了原点 但这不是一个简单的循环 历史在前进 科技在进步 这是一种螺旋式上升的过程 人们认识到 我们要烧煤 我们要把煤烧好 我们不仅要烧优质煤 还要烧好劣质煤 我们在烧煤的同时 还要保护环境 循环流化床锅炉在保留沸腾床锅炉的优点的基础上 克服了其不足 从而显示出强大的生命力 二十世
5、纪80年代初 国外研制出第二代流化床锅炉 循环流化床锅炉 循环 的概念 飞出炉膛的物料被气固分离器收集 返回炉膛 循环燃烧和利用 循环流化床锅炉的工作过程 我国大型循环流化床锅炉 130T循环流化床锅炉模型 河南心连心130吨锅炉 山西丰喜肥业 天庆锅炉全貌 天庆 第二章 工艺流程及参数 锅炉烟风系统图 910 大颗粒 油枪 Fan2 Fan1 J阀Fan 过热器 省煤器 空预器11 空预器1 锅炉汽水系统图 省煤器给水 省煤器 高过 低过 包墙过热器 汽冷分离器 蒸发屏 屏过 1 锅炉主要技术参数 额定蒸发量130t h额定蒸汽压力9 82MPa额定蒸汽温度540 设计给水温度150 锅炉排
6、烟温度150 设计煤种无烟煤锅炉设计热效率89 锅筒中心标高37500mm锅炉运转层标高8000mm炉膛截面尺寸3890 7650mm锅炉前后柱中心深度18600mm锅炉左右柱中心宽度9400mm 锅炉运行的经济性指标 1 锅炉保证热效率不低于89 2 锅炉飞灰含碳量不大于6 底渣含碳量不大于2 3 锅炉年运行时间不少于8000小时4 锅炉连续运行时间不少于5000小时 循环流化床锅炉三大核心部件 燃烧室 分离器 回料阀 1 燃烧效率提高 可达97 5 99 炉膛沿高度基本恒温 900oC 延长了燃烧时间 物料通过分离器多次循环回炉内 延长了燃烧时间 2 没有埋管 彻底解决埋管磨损问题密相区燃
7、烧份额小 不需埋管即可控制床温 循环流化床锅炉有以下优势 3 为大型化提供了可能燃烧 传热不仅仅局限于浓相区 炉膛截面热负荷提高2 3倍 更易实现大型化 4 脱硫剂利用率提高脱硫剂颗粒变细 0 1 0 3mm 利用率提高 SO2气体在燃烧区停留时间延长 鼓泡床1 2s 循环流化床3 4s 脱硫剂循环利用 停留时间延长 循环流化床锅炉有以下优势 循环流化床锅炉发展现状及前景 循环流化床锅炉今后的发展方向是 1 向大容量 高参数方向发展发展容量可与煤粉炉相比的大型循环流化床锅炉 发展超临界锅炉 2 简化锅炉结构 采用新型低阻力 小尺寸的分离器清华大学研制的带水冷方型分离器的循环流化床锅炉提供了一个
8、很好的思路 3 提高运行的可靠 稳定性 第三章气固两相流基础理论 基本概念 1 床料燃煤 灰渣 石灰石 砂子或铁矿石2 物料循环系统内燃烧或载热固体颗粒3 堆积密度与颗粒密度无约束 真实密度4 空隙率堆积与流化并不相同 确定流化状态5 燃料筛分宽筛分与窄筛分 6 燃料颗粒特性燃煤的粒比度7 流化速度空塔速度 控制流化状态8 临界流化风速与临界流化风量开始流化时的一次风速度与风量9 物料循环倍率物料返送量与燃料给进量之比 流态化基本原理 流态化的概念 冷态临界流化风量对热态运行的指导意义临界流化风速受温度影响 随温度的升高而增大 冷热态临界流化风量之比随温度升高而降低 运行温度 900 时约为5
9、0 提示热态运行时需冷态临界流化风量的一半即可达到临界流化状态 实际运行时流化风速应不低于 1 5 2 umf 即实际运行时良好流化所需的风量与冷态临界流化风量相当 第四章循环流化床主要技术特点介绍 采用播煤风 在进入炉膛前的落煤管道内和管道转弯处形成气垫 进煤顺畅 不易堵煤 一 给煤系统 炉膛 煤闸门 膨胀节 吹扫管 吹扫管 落煤管 空气吹扫给煤喷口 给煤系统 给煤机 气力播煤装置具有如下优点 播煤槽内部没有机械传动零部件 不易出现卡和堵的现象 高速的气流能避免燃料在播煤槽内停留 堆积和搭桥 保证给煤的畅通 高速气流能将煤播散开 使给煤更为均匀 播煤风还可以有效地防止高温烟气从炉内返窜进入给
10、煤系统 给煤机容量 200 负荷 一台有故障时 仍能带锅炉100 负荷 二 点火系统 床下轻柴油点火省油 简单可靠安全自动点火 点火系统 启动点火燃烧器 62 三 水冷风室 经实践证明的成熟形式 可靠性高 结构简单 维护方便 采用迷宫式 防堵塞 泄漏 防漏防磨钟罩式风帽 成熟形式 可靠性高 结构简单 维护方便 防漏渣 防堵塞 水冷布风板和内嵌逆流风帽 水冷布风板结构 内嵌逆流风帽 风帽材质为ZG8Cr26Mn7N 等间距顺排 排列间距为160 160mm 新型风帽的介绍 易更换夹套钟罩式风帽由风帽头 夹套和内管芯三部分组成 1 彻底解决倒渣问题2 磨损后只需更换夹套和风帽头 不需要拆除布风板上
11、的浇筑料 内管芯为终身寿命 3 排风孔向下倾斜 能有效防止停炉时 炉渣堵塞4 利用风帽内部的密宫结构控制风帽阻力 确保布风均匀 四 高温旋风分离器 分离器的作用 把从炉膛飞出的固体颗粒从烟气中分离出来 1 作用 实现了燃料循环燃烧 提高了燃烧效率实现了脱硫剂循环利用 节约了脱硫剂用量保留足量的固体颗粒 顺利完成传热 2 分类 通常是以上几类的组合离心式高温绝热分离器高温水 汽 冷分离器中温组合式分离器 1 离心式分离器 高温旋风分离器 汽冷 水冷 分离器 方型分离器 高温旋风分离器 组成及结构特点进口段圆筒体锥体中心筒 高温绝热旋风分离器 高温绝热式旋风分离器的筒体结构 旋风分离器内部 入口
12、工作原理 基本原理 离心分离高速旋转运动 密度大的颗粒被甩到筒壁面 实现了与密度小的气体的分离 旋风分离器的旋流示意图 影响分离效率的因素 进口速度筒体直径颗粒浓度 高温绝热旋风分离器 优缺点优点结构简单分离效率高缺点热惯性大 启动时间长易结焦体积庞大 布置困难 为克服上述缺点 冷却型高温旋风分离器诞生了 汽冷高温分离器 采用高效双汽冷旋风分离器 有成功投运业绩分离效率高 降低飞灰含碳量采用汽冷式 避免二次燃烧 挂焦 旋风分离设计特点 合理的分离器切向进口烟速 渐缩型分离器入口烟道形状 合理的旋风分离器中心筒直径及插入深度 分离器中心筒采用耐高温 耐腐蚀 抗磨损的钢种 汽 水 冷分离器 结构特
13、点汽冷 水冷 优缺点优点热惯性小 启动时间短不易结焦缺点制造工艺复杂 昂贵 蒸汽冷却的旋风分离器 五 返料器的作用 U型阀 虹吸原理 顺畅回料 良好的自平衡功能 有效防止烟气反窜 U型回料器 工作原理 水管 自平衡回料原理 U型阀又称 自平衡阀 自平衡回料是怎么实现的呢 P1 P2 小流量 大流量 小循环量 大循环量 容积式风机提供返料风 返料风的要求 小流量流量基本不随压头变化 容积式风机如 罗茨风机 罗茨风机 打气筒 自平衡回料阀的设计原则 1 立管中循环物料流速的优化设计 0 2m s 2 返料隔墙高度的优化设计 350mm 3 返料水平通道的优化设计a水平段尽可能短 220mm b空间
14、高度合理4 返料风量的优化设计a循环物料平均粒径为100 300 mb回料阀布风板冷态风速按0 1m s选取 CFB锅炉防磨的重要意义循环流化床锅炉防磨的成功与否直接关系到锅炉能否长期安全 稳定运行 影响CFB锅炉防磨结构成功与否的因素防磨结构的设计 施工及养护 锅炉运行 六 防磨措施 1 采用非金属材料的部位 二次风口以下的四周水冷壁 炉内屏转弯易磨损区域 炉膛四周的孔洞 分离器内壁 分离器入口烟道 回料器 阀 回料管道 特点 材料厚度销钉传热施工重量 防磨材料性能 水冷壁 分离器和屏式受热面防磨材料的固定 2 防磨区域 炉膛下部 6 5米炉膛出口烟窗附近 2 2 5米 防磨区域加大 防磨区
15、域加大 3 炉内焊缝的打磨 四周下降流 焊缝 暴露在防磨材料区域以外的焊缝 炉内侧打磨光滑 管排顺列布置迎风面装防磨盖板均流板防止产生烟气走廊 4 尾部受热面防磨措施 七 汽包介绍 第五章锅炉辅助设备 主要内容 1 风机2 冷渣与除灰渣设备 罗茨风机 高压容积式风机 离心式风机特点 压力越高 流量越小功率随压力 流量增大而增大启动时应关闭进出口风门 3 冷渣与除灰渣设备 滚筒式冷渣器 绞笼式冷渣器的改进 目前发展较快 滚筒冷渣器及渣输送系统 随着科学技术的进步和人们不懈的努力 循环流化床燃煤技术将日益完善 将在能源与环保方面发挥出越来越重要的作用 为人类生存的环境做出更大贡献 互动交流 1 循环流化床锅炉的三大核心部件是什么 2 天庆锅炉的参数 额定蒸发量额定蒸汽压力额定蒸汽温度 多谢指正 谢谢 此课件下载可自行编辑修改 此课件供参考 部分内容来源于网络 如有侵权请与我联系删除
