《循环流化床锅炉项目行业项目解决方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《循环流化床锅炉项目行业项目解决方案（60页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、循环流化床锅炉项目行业解决方案浙江浙大中控技术2003年12月目 录一、前言41.1 我国的能源结构与状况41.2 煤的燃烧造成的污染问题41.2.1燃用高硫煤的危害51.2.2 N0x的排放和危害51.3 流化床锅炉的出现既节约能源又能缓解污染问题6二、工艺介绍82.1 形成历史82.2 国循环流化床锅炉产品比较92.2.1 锅炉厂YG型CFBB102.2.2四川锅炉厂112.2.3杭锅炉厂75TH分级分离（百叶窗分离器）循环流化床锅炉112.2.4锅炉厂与美国RELAY STOLER公司合作引进的CIRCOFLUID型CFBB122.3 国外循环流化床锅炉的发展与比较132.3.1 AHL
2、STOM公司流化床锅炉简介132.3.2 FW公司流化床锅炉简介132.3.3锅炉受热面的统计142.3.4燃料粒度的决定142.3.5受热面的磨损与防止152.3.6炉膛干排灰系统162.4 其他国外公司162.4.1德国Lurgi公司162.4.1.1 Lurgi型循环床锅炉的特点182.4.1.2 Lurgi型循环床锅炉的优点182.4.1.3 Lurgi型循环床锅炉的主要缺点192.4.2德国Babcock和VKW公司192.4.2.1主要结构与特点：192.4.2.2 Circofluid锅炉的优缺点：202.5循环流化床锅炉原理212.5.1概念212.5.2流化机理212.5.3
3、燃烧方式的特点212.5.4脱硫222.5.5与其他种类锅炉的比较222.6循环流化床锅炉的基本结构与工艺特点24三、相关设备253.1循环流化床锅炉分类263.2分离装置的分类263.2.1分离装置的位置区分263.2.2分离装置的方式区分273.3回料装置的分类303.3.1可控型阀303.3.2不可控型阀303.3.3外置式换热器31四、工程设计314.1系统设计314.1.1供电314.1.2接地314.1.3通讯314.1.4系统标识324.1.5测点组态规324.1.6流程图制作324.1.7趋势画面制作334.1.8分组画面定义334.1.9报表制作334.2控制方案设计334.
4、2.1顺序控制系统（SCS）334.2.2燃烧管理系统（BMS）344.2.2.1炉膛安全系统（FSS）344.2.2.2燃烧器控制系统（BCS）354.2.3模拟量控制系统（MCS）364.2.3.1汽包水位控制364.2.3.2主蒸汽温度控制374.2.3.3燃烧控制384.3燃烧调整的理论基础394.4负荷调整具体方法404.5性能计算41五、工程实施44六、先控在CFB的应用456.1模糊建模与模糊控制466.2、模糊控制器的基本结构476.2.1知识库476.2.2模糊化486.2.3模糊推理486.2.4精确化496.3神经网络控制496.3.1神经元模型506.3.2神经元的学习
5、功能506.3.3神经网络模型516.3.4神经网络控制系统556.4智能控制在循环流化床锅炉控制中的应用576.4.1智能控制在汽温控制中的应用576.4.2模糊控制+预测控制576.4.3模糊控制+神经元网络586.4.4智能控制在主汽压力控制中的应用58七、附录59一、前言1.1我国的能源结构与状况近年来，我国能源发展比较快，尽管能源生产和建设都取得了很好的成绩，但中国能源供应紧局面没有缓和。其主要原因是，能源建设和其他工业建设的比例失调，经济过热，工业发展速度过快，尤其是加工工业发展速度过快，大大超过了能源增长速度。我国的能源形势严峻，从长远看也不容乐观。在一次能源中，我国煤炭资源最为
6、丰富，探明的储量已超过10000亿吨，居世界第三位，估计在地下深1500m以的煤炭资源总量约40000亿吨。在探明的煤炭储量中，烟煤占70以上、褐煤占14、无烟煤占14；我国探明的石油资源为70多亿吨，其中可采储量仅16亿吨；己探明的天然气资源3130亿m3。煤炭占我国化石燃料总储量的95以上。丰富的煤炭资源和我国历史、经济等方面的条件相结合，形成了我国能源结构中以煤为主的格局。并且，在今后相当长的时间，这种以煤为主的能源结构不会有大的变化。虽然我国能源资源比较丰富，但人均占有量少，且分布不均，勘探程度低。开发利用难度大。特别是以煤为主的能源结构，受到运输和环保的制约，这就决定丁我国能源问题的
7、长期性和艰巨性。当然，能源紧不容忽视的原因是我国工业企业能耗过高。据世界资源研究所与设在伦敦的国际环境和发展研究所联合发表的一份报告指出：在除联以外的10个经济大国中，每生产1美元国民生产总值能耗最多的是中国，达4339KJ，分别是法国的4.97倍、日本的4.43倍、意大剧的3.95倍、联邦德国的3.81倍、巴西的3.82倍、英国的2.l倍、加拿大的1.77倍、印度的164倍。如果我国的能耗能降低到巴西的能耗水平，我国用1988年的发电量去支撑工业增长速度还是富富有余的。如何降低能耗量? 除大力节电、节油、节煤，推广热电联产。发展余热利用外，还应对现有燃煤电厂锅炉进行改造，新建和拟建电厂要选用
8、新锅护工艺，以便提高热效率，降低每度电的能耗量。为此，循环流化床锅炉是值得采用的新锅炉工艺。些处对锅炉采用新的先进控制方式，提高能源的利用率也是势在必行的。1.2 煤的燃烧造成的污染问题我国煤炭的一个重要特点是高硫煤占相当比例，含硫量大于1的高硫煤占25以上。从地理情况看，自北向南煤的含硫量呈逐渐增高的趋势，高硫煤主要分布在四川、贵、山东、陕西等省区。高硫煤分布的另一个特点是随着矿井向深层的开采，含硫量越往下越高。全国燃煤发电的用煤量占煤炭总产量的35以上，所以燃用高硫煤是不可避免的。全国20以上的发电用煤是高硫煤。1.2.1燃用高硫煤的危害高硫煤燃烧导致大量S02排放。S02是大气污染的重要
9、元素之一。S02的污染属于低浓度、长期污染的性质，对生态环境是一种慢性、叠加性的长期危害。S02对人类健康有很大影响，它通过呼吸系统进人人体，引起或加重呼吸器官的疾病，甚至导致死亡。S02还是形成酸雨的重要组成部分。可能引起雨酸化的物质有硫化物类、氮化物类与氯化物类。我国酸雨以硫酸为主，占80以上，带有大气SO2污染的明显特征。西南地区是我国燃用高硫煤的主要地区，也是我国的主要酸雨分布区。近年来，燃煤电厂S02的年排放量不断增长，其排放量占全国总排放量14以上。要控制我国酸雨的发展，就必须实现燃煤电厂脱硫，对S02排放总量进行控制。如果S02的排放处于失控状况，则酸雨趋势将会恶化。1.2.2
10、N0x的排放和危害NOx也是燃煤电站排放的主要污染物。煤燃烧生成的NOx主要是NO(占NOx总数的95左右)和NO2(占NOx总数的5左右)，另外，还有少量的N2O、N205、N204和N205，NOx对人类和环境的危害是相当大的。NO和N02都是有毒气体，N02毒性更大，是NO的45倍。它们很容易和血液中的血色素结合，使血液缺氧，引起中枢神轻麻痹症。NO还对呼吸器官粘膜有强烈的刺激作用，引起肺气肿和肺癌。此外，N02对人体的心脏、肝脏、肾脏和造血组织等都造成损害。在有NO存在时，O3不断变成02，使臭氧越来越少，从而减弱了对紫外光幅射的屏蔽作用，对地面生成造成危害。另外, N02在照射下会和
11、大气中的其它污染物发生一系列连锁反应，形成毒性很大的光化学烟雾。另外，NOx与S02和粉尘共存，在粉尘中重金属元素的催化作用下，可生成毒性很大的硝酸或硝酸盐气溶液，形成酸雨。煤粉燃烧锅炉解决污染物排放问题在技术上和经济上的局限性。煤粉燃烧锅炉也采取了很多措施，试图降低S02和NOx的排放，主要有煤粉燃烧的低NOx燃烧器、炉喷钙脱硫和尾部烟气脱硫、脱硝技术。但目前看来，在技术上和经济上都有其局限性。低NOx煤粉燃烧器在无烟煤燃烧上有很大的局限性，因为无烟煤着火困难，所以在燃烧器设计上必须以满足尽快着火为第一准则，而这与控制NOx生成在本质上是矛盾的。目前，无烟煤煤粉燃烧器的NOx排放大都在650
12、一1000mgNm3左右，仍不能满足环保控制要求。因为炉喷钙的脱硫效率不高，在工业应用上也还存在一些技术问题，所以应用得不多。从发展看，它不能满足逐渐提高的排放控制要求，生存空间将越来越小。尾部烟气脱硫(FGD)，尾部烟气脱硫，烟气脱硝等技术设备投资巨大，运行费用高。至少在目前，可能还难以在我国大围推广运用。另外，还有烟气同时脱琉脱硝的电子束法，据称它能同时去除S02和NOx，无排水，副产品可用作农业用化肥(NH4) 2SO4，NH4NO3。目前该产品还处于试验论证阶段，要进入工业化应用还有很长的路要走，经济性问题也有待进一步验证。1.3 流化床锅炉的出现既节约能源又能缓解污染问题循环流化床锅
13、炉是从鼓泡床沸腾炉发展而来的一种新型燃煤锅炉技术，它的工作原理是：将煤破碎成010mm的颗粒后送入炉膛，同时炉膛存有大量床料(炉渣或石英砂)，由炉膛下部配风，使燃料在床料中呈“流态化”燃烧，并在炉膛出口或过热器后部安装气因分离器(一般均采用旋风分离器)，将分离下来的固体颗粒通过回送装置再次送入炉膛燃烧。虽然流化床锅炉是在鼓泡床锅炉的基础上发展而来，但同鼓泡床锅炉存在很大差别，流化床锅炉发展初期的主要目的是进一步提高锅炉燃烧效率和燃烧劣质燃料（见表1，表2），使用厂家主要是非电力行业的矿物局、化工厂等企业。随着流化床锅炉的大型化发展和煤的清洁燃烧成为能源利用的基本政策，发展流化床锅炉的主要目的是
14、煤的高效低污染燃烧，电力行业在使用厂家中的份额也逐年增大。流化床锅炉具有许多煤粉炉没有的优势，其中之一就是流化床锅炉有很强的燃料适应性，目前投入商业运行的流化床锅炉所用燃料有各种煤、煤矸石、石油焦、生物质、市政垃圾、废纸液等，欧洲一些国家甚至考虑用流化床锅炉燃烧动物废弃物。同鼓泡床相似，在流化床锅炉的炉膛底部存在一个物料浓度较大的密相区，物料成分主要是灰和添加剂（如细河沙、脱硫用石灰石等），炉膛运行温度一般控制在850-900之间。因此，在流化床锅炉炉膛底部存在一个很大的“蓄热池”，因为循环流化床锅炉有大量的热灰渣，热容量非常大，新加入的煤或其它燃料与炉热灰量相比，仅占很小比例，会很快被加热、
15、着火燃烧。所以不同燃料投入炉都能较好地着火燃烧。某发电厂以130t/h循环流化床锅炉替代原有130 t/h煤粉炉的综合利用技术改造，该项目的实施既符合国家环保和能源政策，又解决了当地煤矿的劣质煤与煤肝石的积压问题，同时锅炉灰渣还可供周围众多的水泥厂综合利用。通过对该厂发电厂记录数据的统计和计算分折，对节能效益与投资回报做出以下评价：1、节能效益 采用循环流化床锅炉后，从2001年1月到7月，累计的节能效益为110万元。年减排CO23.83万t。综合利用灰渣12.27万元。 2、投资回收期 项目增加的总投资为190万元，年收益172.89万元。投资回收期投资年收益1.1年。表循环流化床锅炉系统比链条锅炉系统每年节约的能源费锅炉出力10/20/35/蒸汽压力1.271.273.82蒸汽温度饱和蒸汽饱和温度450节约煤炭费(万元)22.8044.4587.33多耗电费(万元)6.2212.4
