循环流化床锅炉原理最新版本.ppt

循环流化床锅炉 主讲人 任永红 循环流化床锅炉 概述基本工作过程主要部件名称 模块一概述 流化床燃烧的发展循环流化床燃烧的优缺点循环流化床锅炉的分类发展流化床燃烧的意义与结论 课题一流化床燃烧的发展 常规流化床燃烧循环流化床燃烧增压流化床燃烧 课题二循环流化床燃烧的优缺点 一 循环流化床锅炉的优点 1 对燃料的适应性特别好 2 燃烧效率高 3 炉内传热能力强 4 脱硫效率高 5 NOX排放量低 6 负荷变化范围大 调节特性好 7 给煤点数量少 8 无埋管磨损 课题二循环流化床燃烧的优缺点 二 循环流化床锅炉尚待进一步研究的问题1 循环物料的分离2 循环流化床内固体颗粒的浓度选取3 炉内受热面布置和温度控制4 运行风速 或截面热负荷 的确定5 返料机构6 循环流化床锅炉部件的磨损7 低污染燃烧8 炉内传热9 尾部受热面的设计10 除尘 课题三循环流化床锅炉的分类 以物料的循环倍率高中低来分 循环流化床锅炉可分为 1 低循环倍率 简称低倍率 循环流化床锅炉 循环倍率K 15 2 中倍率循环流化床锅炉 K 15 40 3 高倍率循环流化床锅炉 K 40 以炉室出口单位烟气携带物料的多少即携带率大小来划分循环流化床锅炉 可分为 1 低携带率循环流化床锅炉 携带率 3kg Nm 2 中携带率循环流化床锅炉 5kg Nm3左右 3 高携带率循环流化床锅炉 8kg Nm3 课题四发展流化床燃烧的意义与结论 一 节约能源二 利用劣质燃料三 绿色能源四 灰渣综合利用五 利用流化床燃烧技术改造旧电站锅炉 工业锅炉和窑炉 循环流化床锅炉原理图 循环流化床锅炉的工作原理 基本概念流化床的形成炉内动力特性煤的燃烧与炉内传热流化床燃烧主要污染物排放控制 课题一基本概念 床料物料堆积密度与堆积空隙率颗粒平均直径 当量直径及形状系数燃料粒比度流化速度临界流速与临界流量物料循环倍率 课题一基本概念 床料 锅炉启动前 布风板上先铺有一定厚度 一定粒度的 原料 称做床料 物料 所谓的物料 主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或载热的物质 它不仅包含床料成分 还包括锅炉运行中给入的燃料 脱硫剂 返送回来的飞灰以及燃料燃烧后产生的其他固体物质 分离器捕捉分离下来通过回料阀返送回炉膛的物料叫循环物料 而未被捕捉分离下来的细小颗粒一般称做飞灰 炉床下部排出的较大颗粒叫炉渣 也称做大渣 因此飞灰和炉渣是炉内物料的废料 课题二流化床的形成 图2 17气固接触形式 课题三炉内动力特性 宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性 1 在任一高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量 2 无论床层如何倾斜 床表面总是保持水平 床层的形状也保持容器的形状 3 床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出 4 密度高于床层表观密度 如果把颗粒间的空体积也看作颗粒体积的一部分 这时单位体积的燃料质量就称为表观密度 的物体在床内会下沉 密度小的物体会浮在床面上 5 床内颗粒混合良好 因此 当加热床层时 整个床层的温度基本均匀 课题四煤的燃烧与炉内传热 循环流化床燃烧特点 1 燃料通过物料循环系统在炉内循环反复燃烧 使燃料颗粒在炉内的停留时间大大增加 直至燃尽 2 采用清洁燃烧方法 即向炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂 在燃烧中直接除去SO2 炉膛下部采用欠氧燃烧 a 1 和二次风 采用分段给入等方式 不仅降低了NOX的排放 而且使燃烧份额的分配更趋合理 同时炉内温度场也更加均匀 循环流化床炉内热交换炉内传热主要通过物料对受热面的固体对流和固体 气体辐射换热实现的 课题五主要污染物排放控制 流化床燃烧对SO2的排放控制脱硫的基本工作过程 给煤中的硫份在炉膛内反应生成SO2及其它的一些硫化物 同时一定粒度分布的石灰石被给入炉膛 这些石灰石被迅速加热 并发生燃烧反应 产生多孔疏松的CaO SO2扩散到CaO的表面和内孔 在有氧参与的情况下 CaO吸收SO2并生成CaSO4 最佳脱硫温度一般为850 870 流化床燃烧对NOX的排放控制 课题五主要污染物排放控制 流化床燃烧对NOX的排放控制循环流化床锅炉NOX排放低的主要原因是 1 低温燃烧 燃烧温度一般控制在850 900左右 此时空气中的氮一般不会生成NOX 2 分段燃烧 抑制燃料中的氮转化为NOX 并使部分已生成的NOX得到还原 循环流化床锅炉的工作过程 循环流化床锅炉主要部件名称 循环流化床锅炉 循环流化床锅炉系统图 循环流化床锅炉外观图 220t h循环流化床锅炉 135MW机组循环流化床锅炉 135MW机组循环流化床锅炉 模块三循环流化床锅炉主要设备及作用 燃烧设备物料循环系统燃煤制备系统风烟系统除渣 除灰系统 课题一燃烧设备 一 燃烧室结构形式二 布风装置的结构 作用和种类三 点火方式与点火装置四 给料装置与给料方式 燃烧室结构形式 a 炉膛 b 裤衩腿 c 有开口的分隔墙 d 主 副床 e 有埋管的差速床 返回 风帽的特点和种类 钟罩式风帽 布风装置结构 布风板结构 布风板及钟罩式风帽 点火方式与点火装置 循环流化床点火 就是通过外部热源使最初加入床层上的物料温度提高到煤着火所需的最低水平上 从而使投入的煤迅速着火 并自保持床层温度在煤自身着火的水平上 实现锅炉正常稳定运行 点火方式 流态化点火床上点火床下点火固定床点火 床上点火 讲义 返回 油燃烧器 给料装置与给料方式 给料装置指的是将经破碎后的煤和脱硫剂送入流化床的装置 通常包括皮带 链板 埋刮板 气力输送设备以及圆盘给料机和螺旋结料机 俗称绞笼 等 循环流化床锅炉给料方式分正压给料和负压给料两种 正压给料就是给料口处炉膛内压力大于大气压 负压给料为小于大气压力 图3 14 给料机结构图 图3 1 给料方式 图3 16给料方式 a 正压给料 b 负压给料 课题二物料循环系统 主要包括物料分离器 立管和回料阀三部分作用是将烟气携带的大量物料分离下来并返送回炉内形成循环床燃烧 炉膛 物料分离器 立管 回料器 烟气 飞灰 烟气 空气 飞灰 煤粒 托流机 物料循环系统图 煤粒 脱硫剂 回料阀 回料阀为U型阀 并采用了分叉管技术 l两个阀体水平夹角为105 布置 l该技术可以将循环物料返回点和燃料供入点增加一倍 使循环物料 燃料均匀进入炉膛 同时还可减轻循环灰流对布风板风帽的强烈冲击磨损 课题三燃煤制备系统 制煤设备 钢棒滚筒磨 锤击式破碎机制煤系统 两级破碎系统 棒磨制煤系统 锤击磨制煤系统 课题四风烟系统 风系统的分类及作用一次风 二次风 播煤风 回料风 冷却风 石灰石输送风送风系统的几种布置形式中 小型锅炉风系统容量较大锅炉的风系统 课题五除渣除灰系统 除渣系统除灰系统 滚筒式冷渣器 风水联合冷渣器系统 国外典型机组 A 汽包B 炉内槽型分离器C 水冷耐火层D 蒸发屏E 水冷耐火层F 分隔G 煤包H 重力给煤机I 水冷耐火层J 二次风喷嘴K 给煤槽L 冷渣器M 过热器N 外槽型分离器O 飞灰斗P 省煤器Q 多管旋风分离器R 管式空气预热器S 再循环系统T