循环流化床课题论文.doc

循环流化床的燃烧循环硫化床的优化点火底料的配制CFB锅炉在启动前必须铺设一定的启动床料，床料铺设的厚度、颗粒的大小，都会影响到锅炉的启动过程。CFB锅炉的耗油量与启动床料的厚度，床压的高低有密切的联系，在启动时如果点火底料铺设的过厚，就必须用较大的一次风量来使床料流化，炉内整体温升缓慢，加热到投煤温度所用的时间就长，结果延长启动时间，浪费了燃油；底料过薄，则容易吹穿，局部流化不好，安全性下降。床料颗粒的大小也是必须要关注的，如分配不合理，大的大、小的小，就会在点火过程中出现“死床”现象。因为较大的颗粒不易流化停在床面上，小颗粒则很容易被烟气带走不再返回炉膛参加循环。炉内循环物料越来越少床面上温度逐渐升高，有时不得不开大一次风量来降床温，而炉膛上部由于缺少载热粒子，在大量一次风的冷却下，温度很低。炉内上下温度偏差很大，这样启动过程是非常危险的，稍不小心就可能造成结焦事故。即便可以继续启动，由于温差存在，启动时间会比正常情况下延长许多而浪费燃油。因此对启动点火底料的配置必须加以关注。经过数次启动总结出：在启动前最好每次都更换经过筛选后的点火底料，粒径控制在03mm，厚度在700mm间（视返料器内有无物料存在），底料含碳量不易过大，最好控制在10之内。做好油枪雾化试验油枪雾化试验是锅炉点火前必须进行的重要工作，做油枪雾化是保证油枪喷嘴处有一定的雾化角及喷嘴处不出现滴油，雾化的好坏直间关系到机组的安全启动，如果在启动前不去做此项工作，一旦在点火后发现油枪雾化不好，启动安全系数下降。此时不得不停止油枪运行，处理雾化不好的油枪，这样就会使炉内温度来回波动，延长启动时间，不利于节约燃料。做油枪雾化另一个关键所在就是可以直观的反映出给定压力下油量的大小，有利于点火配风，使燃烧更经济合理配风点火风量的大小关系到是否能一次点火成功，过大过小都不易着火，一般在点火时保持过剩空气系数在1.21.5的范围内，其余多余的流化风经过混合风道和主流化风道进入风室。点火后，严密监视火检强度的变化，及时到就地观察着火情况，调节风量油量，保证燃烧良好，火焰可以是金黄色微发亮，点火风量绝对不能过小。发现油枪灭火后应立即对油枪及风道进行吹扫，不可以马上恢复油枪运行，以防止风道内爆燃事故。经过启动运行实践，点火风道内各点温度较均匀，床温温升可控，燃烧也较完全，不存在浇铸料超温现象。点火变频启动单台二次风机锅炉启动点火是采用床下点火方式，未投床上燃烧器。燃料油燃烧所用氧分均是由一次风供给，点火启动在保证燃烧良好时，热烟气经过底渣过滤后进入炉膛，热烟气内含有的可燃物可以说是已经很少，这样就不必担心炉内燃烧后移的现象出现，在炉膛上部不存在燃烧或燃烧很少。我们知道二次风的作用是控制氧量及增强扰动，点火后由于炉膛上部燃烧很少存在，此时加入大量二次风，对炉内整体温升起到制约作用，不利于锅炉的整体启动，经试验即使在很小的二次风量下也会延长启动时间。因此，我建议在以后的启动过程中，先变频启动单台二次风机，在机组并网后再启动另一台二次风机。这样启动时安全可以保证，经济性又能提高，有效的节约燃油和厂用电。选择合理的床压床压反映在炉内就是料层的实际厚度，对锅炉的安全经济运行油很重要的意义。太薄，太厚都会影响到炉内流化、配风，影响到炉内燃烧分额的分配.控制床压是通过控制冷渣器的转速来进行的。料层过厚时，风室静压增大，阻力就会增大，此时为了保证流化和稳定负荷就得增大流化风量，结果颗粒的扬析率增加，飞出炉膛的燃料量增加，风机电耗也增大；料层过厚时床温也会降低，燃烧效率降低。同样床压高时排渣量就得增大，未燃尽的碳颗粒就会排出炉膛带入冷渣器中使底渣中可燃物的数量增多；床层过薄时，就容易出现吹穿现象；床压过低炉内稀相区燃烧分额增加很易使炉内悬吊的受热面管屏超温，运行安全性下降。因此有必要选择合适的床压范围来保证锅炉安全、经济运行。我们经过运行调整中发现，对于现在的煤种，在运行中控制床压值在6.57kpa，既可以保证燃烧效率又可降低厂用电率。应该注意煤种的变化，以免造成料层过薄而影响负荷。2.2尽量提高床温床温是循环流化床锅炉运行控制的重要参数之一，它的高低将直接影响到安全性与经济性。过高的床温可能会导致高温结焦而造成事故停炉。而低床温运行会使燃烧不完全，过低的床温对运行也是不安全的。在运行中床温一般控制在800950，床温高则炉内整体温度水平就高。在一定过量空气下，高床温有利于燃烧效率的提高，可以使炉内燃烧更加完全而减少底渣与飞灰中可燃物的数量，从而降低化学不完全燃烧损失。可是床温不能无限制的升高，床温的升高受灰熔点及脱硫的限制，在保证其它运行参数的同时尽量使床温靠近上限运行。提高床温可通过调整一次风量，调节燃料量来实现。3其他方面的优化：低负荷下停止一台二次风机运行在机组参加调峰时经常带基本负荷运转，在180MW负荷以下运行时，二次风率相对减少，维持两台二次风机运行时，二次风压就上不去，二次风进入炉内的穿透能力降低，启不到增强扰动的作用。停掉一台二次风机，保持单台二次风机高风压运行，在相同的风量下有利于强化炉内燃烧。而且可以降低二次风机电耗，降低厂用电量。在低负荷时，可以单侧风机运行。结论：CFB机组的节能降耗还有很大的发掘潜力，让我们所有从事CFB锅炉工作的兄弟单位为CFB锅炉机组节能降耗努力，使CFB锅炉的优越性能够更加充分发挥。 循环流化床的构成锅炉采用单锅筒，自然循环方式，总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构，四周由膜式水冷壁组成。自下而上，依次为一次风室、密相区、稀相区，尾部烟道自上而下依次为高温过热器、低温过热器及省煤器、空气预热器。尾部竖井采用支撑结构，两竖井之间由立式旋风分离器相连通，分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬，前部竖井用敖管炉墙，外置金属护板，尾部竖井用轻型炉墙，由八根钢柱承受锅炉全部重量。锅炉采用床下点火，分级燃烧，一次风比率占5060%，飞灰循环为低倍率，中温分离灰渣排放采用干式，分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键，采用湍流床，使得流化速度在3.54.5m/s，并设计适当的炉膛截面，在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬（高铝质砖），即使锅炉燃烧用不同燃料时，燃烧效率也可保持在9899%以上。高温分离器入口烟温在800左右，旋风筒内径较小，结构简化，筒内仅需一层薄薄的防磨内衬）。其使用寿命较长。循环灰输送系统主要由回料管、回送装置，溢流管及灰冷却器等几部分组成。床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温850-950间的某一恒定值，这个值是最佳的脱硫温度。当自动控制不投入时，靠手动也能维持恒定的床温。保护环境，节约能源是各个国家长期发展首要考虑的问题，循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来，其高可靠性，高稳定性，高可利用率，最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性，特别是对劣质燃料的适应性，越来越受到广泛关注，完全适合我国国情及发展优势。循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成。循环流化床锅炉系统通常由燃烧系统和汽水系统所组成，燃料在锅炉的燃烧系统中完成燃烧过程，并通过燃烧将化学能转变为烟气的热能，以加热工质；汽水系统的功能是通过受热面吸收烟气的热量，完成工质由水转变为饱和蒸汽，再转变为过热蒸汽的过程。循环流化床锅炉的烟风系统是循环流化床锅炉的风（冷风和热风）系统和烟气系统的统称。循环流化床锅炉的风系统主要由燃烧用风和输送用风两部分组成。前者包括一次风、二次风、播煤风（也称三次风），后者包括回料风、石灰石输送风和冷却风等。流态化是在沸腾炉的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床湍流床快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。 其具体过程1.对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。循环流化床锅炉一般的流化风速是23倍的临界流化速度。2.影响临界流化速度的因素：（1）料层厚度对临界流速影响不大。（2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。（3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。（4）流体的运动粘度增大时临界流速减小：如床温增高时，临界流速减小。床温与临界流速的关系如图所示。 节能改造 加装燃油节能器；经燃油节能器处理之碳氢化合物，分子结构发生变化，细小分子增多，分子间距离增大，燃料的粘度下降，结果使燃料油在燃烧前之雾化、细化程度大为提高，喷到燃烧室内在低氧条件下得到充分燃烧，因而燃烧设备之鼓风量可以减少15%至20%，避免烟道中带走之热量，烟道温度下降5至10。燃烧设备之燃油经节能器处理后，由于燃烧效率提高，故可节油4.87%至6.10%，并且明显看到火焰明亮耀眼，黑烟消失，炉膛清晰透明。彻底清除燃烧油咀之结焦现象，并防止再结焦。解除因燃料得不到充分燃烧而炉膛壁积残渣现象，达到环保节能效果。大大减少燃烧设备排放的废气对空气之污染，废气中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳氢化合物（HC）等有害成分大为下降，排出有害废气降低50%以上。同时，废气中的含尘量可降低30%40%。安装位置：装在油泵和燃烧室或喷咀之间，环境温度不宜超过360。 安装冷凝型燃气锅炉节能器；燃气锅炉排烟中含有高达18%的水蒸气，其蕴含大量的潜热未被利用，排烟温度高，显热损失大。天然气燃烧后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。减少燃料消耗是降低成本的最佳途径，冷凝型燃气锅炉节能器可直接安装在现有锅炉烟道中，回收高温烟气中的能量，减少燃料消耗，经济效益十分明显，同时水蒸气的凝结吸收烟气中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的环境保护意义。 采用冷凝式余热回收锅炉技术；传统锅炉中，排烟温度一般在160250，烟气中的水蒸汽仍处于过热状态，不可能凝结成液态的水而放出汽化潜热。众所周知，锅炉热效率是以燃料低位发热值计算所得，未考虑燃料高位发热值中汽化潜热的热损失。因此传统锅炉热效率一般只能达到87%91%。而冷凝式余热回收锅炉，它把排烟温度降低到5070，充分回收了烟气中的显热和水蒸汽的凝结潜热，提升了热效率；冷凝水还可以回收利用。 锅炉尾部采用热管余热回收技术；余热是在一定经济技术条件下，在能源利用设备中没有被利用的能源，也就是多余、废弃的能源。它包括高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热以及高压流体余压等七种。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的58%。循环流化床锅炉过热器是该锅炉的一个重要部件，其安全运行直接关系到锅炉的使用寿命和生产成本，保证过热器长期的安全运行具有十分重要的意义，在锅炉操作过程中需要注意一下几个方面：1：煮炉期间必须保证中低水位，煮炉时，药液不得进入过热器，以免悬浮物在蛇形管中沉淀而造成堵塞。煮炉结束后，应停炉防水，彻底清理过热器内壁的附着物和残渣，试运行前用软水冲洗过热器2小时左右。2：点火前必须打开过热器排气阀，到压力上升时，关闭排气阀同时打开分气缸进气阀和疏水阀。汽包压力达到规定数值时，关小疏水阀直到10%左右的流量时，关闭疏水阀。3：运行中如炉温高时，应打开减温水流量，此时疏水阀应关闭，应关小减温水流量同时打开疏水阀。4：在锅炉运行中，如减温水已增至最大时，过热器蒸汽温度还是很高，可通过以下方法降低蒸汽温度：(1)增加锅炉的循环灰量，减少给煤的颗粒度。(2)适当减少给煤量，降低炉温。(3)在氧气许可的条件下，可适当减少二次风。5：如减温水已关闭，过热器蒸汽温度仍然偏低，可通过以下方法提高蒸汽温度：(1)放掉一些循环灰，提高炉膛的出口烟气温度。(2)可适当增加二次风量。6：时刻检查过热器和锅筒的压差，如压差比平时突然变化，可采取如下措施：(1)压差增大，甚至大于10%的额定压力，说明过热器内部有堵塞现象，应停炉对过热器内壁进行冲洗。(2)压差突然减少，应立即停炉检查过热器是否有爆管现象发生，如有，应更换过的热器管子，再启动锅炉运行。7：锅炉给水对过热器的安全运行具有十分重要的意义，锅炉的水质应符合GB1576-2001工业锅炉水质的要求。(1)严格控制锅炉锅水的含盐量和碱度，测定氯盐比。将含盐量控制在3000mg/L，总碱度14mg/L。(2)PH值控制在标准要求的范围内(1012)。建议最好控制在10.811.3以内。(3)锅水碱度过高会使水面泡沫层增厚，分离效果大大下降，也是造成蒸汽带水的重要原因。同时水随蒸汽进入过热器，使盐分沉积在管壁上阻碍传热，对锅水相对碱度应控制在0.2以下。8：锅炉运行前对锅筒内件仔细检查，要求锅筒内件焊缝严密，无泄漏点。9：严格控制燃烧高硫煤，防止过热器出现高温腐蚀现象。10：定期检查高温过热器的防磨，脱落的护瓦要即使焊补，磨穿的护瓦要即时更换，转向的护瓦要即时校正。11：锅炉在运行过程中要加强排污操作，连续排污不能中断，定期排污每班不能少于一次。12：对有过热器的锅炉，锅炉运行时不能长时间的低负荷运行，特别是低压力高流量的运行，使得过热蒸汽密度降低，流量增大，过热器管子中的蒸汽速度大大增加，热偏差增大，蒸汽阻力增加，传热恶化，传热量低的管子容易发生爆管现象，所以，锅炉严禁长期低压运行，建议运行压力不低于80%的额定负荷，如确实需要低压运行，需要对流量进行相应折算，计算出一定压力下对应一事实上的安全流量。 循环流化床的优点(1)燃料适应性广这是循环流化床锅炉的主要优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的13%，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣等。因此，加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈，这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用，把煤料加热到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，因而对床层温度影响很小，而煤颗粒的燃烧，又释放出热量，从而能使床层保持一定的温度水平，这也是流化床一般着火没有困难，并且煤种适应性很广的原因所在。(2)燃烧效率高循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高，通常在9599%范围内，可与煤粉锅炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有下述特点：气固混合良好;燃烧速率高，其次是飞灰的再循环燃烧。(3)高效脱硫由于飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用;另外，已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.52.0时，脱硫率可达8590%。而鼓泡流化床锅炉，脱硫效率要达到8590% ，钙硫比要达到34，钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。(4)氮氧化物(NOX)排放低氮氧化物排放低是循环流化床锅炉另一个非常吸引人的特点。运