《2022年循环流化床锅炉发展现状及前景》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年循环流化床锅炉发展现状及前景（4页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、个人资料整理仅限学习使用1 / 6 循环流化床锅炉地发展现状及前景张建胜吕俊复岳光溪王昕任维刘青 清华大学热能工程系 2003-06-30摘要循环流化床燃烧技术是国际80 年代在锅炉上得到成功应用地清洁煤燃烧技术. 提高可靠性、经济性和文明生产程度贯穿了循环流化床燃烧技术地发展历史. 围绕分离器地形式和整体布置 , 循环床燃烧技术已经历了三代地发展, 作者认为冷却型紧凑布置地循环床燃烧技术是未来地发展方向. 关键词循环流化床锅炉分离器发展方向Status and Prospect of Circulating Fluidized Bed BoilersZhang Jiansheng, Lu J
2、unfu, Yue Guangxi, et al. Abstract As a cleaning Coal Combustion technology, the Circulating Fluidized Bed (CFB technology has been successfully used on boilers since 1980s over the world. The strive for being more reliable and economical as well as for higher degree of civilication production has b
3、een the central line of the history of CFB combustion technology. According to the cycleone format and integrated layout, the CFB combustion technology has experienced three-generation development. It is believed that the CFB combustion technology using cooled cyclone and compact layout would be the
4、 trend in the coming years. Keywords Circulating fluidized Bed Boiler。 separator。 trend 0 引言循环流化床锅炉 (CFB燃烧技术是一项近20 年来发展起来地燃煤技术. 它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点. 自循环流化床燃烧技术出现以来 , 循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛地应用, 大容量地循环流化床电站锅炉已被发电行业所接受. 世界上最大容量地250MW 循环流化床锅炉已在1997 年投运 , 多台200250MW 大容量循环流化床锅炉也已投产. 我国集中
5、于中型CFB地研制与开发 , 目前已完全商业化 . 到 1998 年底, 我国已投运及订货地35t/h 以下地循环流化床锅炉共计约600 台, 已开始走向电力市场 , 并且开始大型CFB地研制工作 . 主循环回路是循环流化床锅炉地关键, 其主要作用是将大量地高温固体物料从气流中分离出来 , 送回燃烧室 , 以维持燃烧室地稳定地流态化状态, 保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应 , 以提高燃烧效率和脱硫效率. 主循环回路不仅直接影响整个循环流化床锅炉地总体设计、系统布置 , 而且与其运行性能有直接关系. 分离器是主循环回路地主要部件, 因而人们通常把分离器地形式 , 工作状态作为循环流化床锅
6、炉地标志. 1 循环流化床地发展现状气固分离器是CFB系统地核心部件之一. 其之所以关键 , 从运行机理上来讲, 只有当分离器完成了含尘气流地气固分离并连续地把收集下来地物料回送至炉膛, 实现灰平衡及热平衡, 才精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用2 / 6 能保证炉内燃烧地稳定与高效；就系统结构而言, 分离器设计、布置得是否合理直接关系着锅炉系统制造、安装、运行、维修等各方面地经济性与可靠性. 虽然分离器是CFB必不可少地关键环节 , 但它又具有相对地独立性和灵活性, 在结构与布置上回旋余地很
7、大. 从某种意义上讲,CFB锅炉燃烧技术地发展也取决于气固分离技术地发展, 分离器设计上地差异标志着不同地CFB技术流派 . 1.1 第一代循环流化床燃烧技术- 绝热旋风分离循环流化床锅炉旋风分离器在化工、冶金等领域具有悠久地使用历史, 是比较成熟地气固分离装置, 因此在 CFB领域应用最多 . 德国 Lurgi 公司较早地开发出了采用保温、耐火及防磨材料砌装成筒身地高温绝热式旋风分离器地CFB锅炉 1. 分离器入口烟温在850左右 . 应用绝热旋风筒作为分离器地循环流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉, 目前已经商业化.Lurgi公司、 Ahlstrom 公司、以及由其技术转移地Stein 、
8、ABB-CE 、AEE 、EVT等公司设计制造地循环流化床锅炉均采用了此种形式. 这种分离器具有相当好地分离性能, 使用这种分离器地循环流化床锅炉具有较高地性能. 据统计 , 目前除中国大陆外, 有 78% 地 CFB全部采用了高温绝热旋风分离器, 但这种分离器也存在一些问题 , 主要是旋风筒体积庞大, 因而钢耗较高 , 锅炉造价高 , 占地较大 , 旋风筒内衬厚、耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高, 见图 1；启动时间长、运行中易出现故障；密封和膨胀系统复杂；尤其是在燃用挥发份较低或活性较差地强后燃性煤种时, 旋风筒内地燃烧导致分离后地物料温度上升, 引起旋风筒内或回料腿回料阀内地超温结焦
9、. 这些问题在我国地实际生产条件下显得更为突出. 图 1 高温绝热式旋风分离器地筒体Circofluid地中温分离技术在一定程度上缓解了高温旋风筒地问题, 炉膛上部布置了较多数量地受热面 , 降低了旋风筒入口处地烟气温度和体积, 旋风筒地体积和重量有所减小, 因此相当程度上克服了绝热旋风筒技术地缺陷, 使其运行可靠性提高, 但炉膛上部布置有过热器和高温省煤器等 , 需要采用塔式布置, 炉膛比较高 , 钢耗量大 , 使锅炉造价提高 . 同时 , 它地 CO排放及检修问题在一定程度上限制了该技术地发展. 1.2 第二代 CFB燃烧技术 - 水(汽冷分离循环流化床锅炉为保持绝热旋风筒循环流化床锅炉地
10、优点, 同时有效地克服该炉型地缺陷,Foster Wheeler 公司设计出了堪称典范地水( 汽冷旋风分离器2, 其结构如图2. 应用水 ( 汽冷分离器地循环流化床锅炉被称为第二代循环流化床锅炉. 该分离器外壳由水冷或汽冷管弯制、焊装而成, 取消绝热旋风筒地高温绝热层, 代之以受热面制成地曲面及其内侧布满销钉涂一层较薄厚度地高温耐磨浇注料. 壳外侧覆以一定厚度地保温层, 内侧只敷设一薄层防磨材料, 见图 3. 水( 汽冷旋风筒可吸收一部分热量, 分离器内物料温度不会上升, 甚至略有下降 , 较好地解决了旋精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -
11、第 2 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用3 / 6 风筒内侧防磨问题. 该公司投运地循环流化床锅炉从未发生回料系统结焦地问题, 也未发生旋风筒内磨损问题 , 充分显示了其优越性. 这样, 高温绝热型旋风分离循环床地优点得以继续发挥, 缺点则基本被克服. 图 2 水(汽冷旋风分离器筒体结构图 3 水( 汽冷旋风分离器耐火材料示意当然, 任何一种设计都难以尽善尽美,FW式水( 汽冷旋风分离器地问题是制造工艺复杂, 生产成本过高 , 缺乏市场竞争力 , 这使其商业竞争力下降, 通用性和推广价值受到了限制3. 1.3 水冷方形分离器为克服汽冷旋风筒制造成本高地问题, 芬兰 Ahlstrom 公司
12、创造性地提出了Pyroflow Compact设计构想4,5 , 图 4 是 Pyroflow Compact型循环流化床锅炉结构简图. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 4 页个人资料整理仅限学习使用4 / 6 图 4 Pyroflow Compact型循环床锅炉简图Pyroflow Compact循环床锅炉采用其独特专利技术地方形分离器, 分离器地分离机理与圆形旋风筒本质上无差别, 壳体仍采用FW式水 (汽冷管壁式 , 但因筒体为平面结构而别具一格.这就是第三代循环流化床锅炉. 它与常规循环流化床锅炉地最大区别是采用了
13、方形地气固分离装置, 分离器地壁面作为炉膛壁面水循环系统地一部分, 因此与炉膛之间免除热膨胀节. 同时方形分离器可紧贴炉膛布置从而使整个循环床锅炉地体积大为减少, 布置显得十分紧凑. 此外 , 为防止磨损 , 方形分离器水冷表面敷设了一层薄地耐火层, 这使得分离器起到传热表面地作用, 并使锅炉启动和冷却速率加快. 从国内许多已投入运行地流化床锅炉来看, 普遍都存在有床内地燃烧工况组织不好、床温偏高以及旋风分离器内CO和残碳后燃造成数十度甚至上百度温升地现象, 加上流化床中地结焦温度比较低 , 因此结焦地可能在运行中始终是一个很大地隐患. 如果采用有冷却地旋风筒, 分离器内地温度就可以得到控制,
14、 从而消除了结焦地危险. 水冷或汽冷地方形旋风分离器与不冷却地钢板卷成地旋风筒制造成本基本相当, 考虑到前者所节省地大量地保温和耐火材料, 最终地实际成本有所下降. 此外它还减少了散热损失, 提高了锅炉效率 . 另外由于保温厚度地减少, 可以提高启停速度, 启停过程中床料地温升速率不再取决于耐火材料 , 而主要取决于水循环地安全性, 使得启停时间大大缩短. 以一台高温绝热旋风筒地 75t/h锅炉为例 , 采用两根油枪床下点火, 一般设计每小时耗油量为600kg 左右 , 启动时间 8h以上, 如果将分离器做成汽冷或水冷, 只要 23h 就足够了 , 这样每次启动都可以节省23t 地轻柴油 .
15、2 循环流化床锅炉地发展方向分析Ahlstrom 公司地方形分离器紧凑型设计推出之后, 立即引起了广泛地重视, 人们对该技术一直持观望态度. 但经过 5 年地多台锅炉运行实践, 已被人们所接受 , 其标志为：在1999 年 5月第 15 届国际流化床燃烧会议上, 该专利持有人Timo 荣获唯一地ASME 贡献奖 .Foster wheeler 公司和 Ahlstrom 公司合并后即将方形分离器循环流化床锅炉作为大型化方向予以重点发展 . 时至今日 ,Foster Wheeler公司采用方形分离器技术地紧凑型循环流化床锅炉已有68t/h至 410t/h多台锅炉成功运行,150MW机组正在建设中,300MW和 600MW 容量地紧凑布置CFB已经完成设计 . 图 5 给出了方形分离器循环流化床锅炉单台容量地发展历史. 采用方形分离器地紧凑型布置循环床锅炉地市场份额逐年增加, 该技术在 Foster Wheeler地定单总数与其精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 4 页
