循环流化床锅炉结构、原理及运行ppt课件

循环流化床锅炉的原理、结构与运行，2007年5月12日，1，1，循环流化床的发展历史循环流化床锅炉(CirculatingFludizedBedBoiler，以下简称CFB锅炉)自80年代初以来作为煤炭清洁、高效燃烧技术进入燃煤锅炉的商业市场以来技术一边成熟，一边发展成更大的容量。 CFB锅炉的研究始于1970年代。 它从鼓泡床沸腾炉和化工循环流化床技术发展而来。 1982年，德国鲁奇(Lurgi )公司的第一家50t/h循环流化床锅炉开工，宣布产生循环流化床锅炉。 之后，世界主要锅炉厂商投入CFB锅炉的研究和产品开发。 国外在CFB锅炉的发展过程中也形成了一些技术流派，代表性的是芬兰的奥斯隆公司(Ahlstrom，现在被福斯特威勒公司收购) 的派热流型循环流化床锅炉德国鲁奇公司开发的Lurgi型循环流化床锅炉德国巴布科克公司的Circofluid型循环流化床锅炉foster Heller公司的一体化换热床(Intrex )美国伯特研究所(Battele )的多固体型(Multisolid )循环流化床2、我国自20世纪80年代开始研制CFB锅炉，中国科学院工程物理所、清华大学、浙江大学、华中理工大学和有关锅炉厂合作开发了10t/h、20t/h、35t/h、75t/h循环流化床锅炉。 通过这些锅炉的开发、生产和运行，积累了很多经验。 进入20世纪90年代以来，东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂、上海锅炉厂等分别以引进美国福斯特惠勒公司和美国PPC公司技术和合作生产的方式，开始生产130t/h、220t/h的循环流化床锅炉。 具备生产更大容量的CFB锅炉的能力。 国内“八五”重点能源环保科研项目内江循环流化床示范发电厂由芬兰奥斯隆公司引进的410t/h循环流化床已经投入运行。 循环流化床锅炉主要有： 1、燃料适应性广、2、有利于环境保护的3、负荷调节性能好的4、燃烧热强度大的5、炉内传热能力强的6、灰渣综合利用性能好的3、2、循环流化床锅炉的原理、1、流动燃烧：一定粒度的煤粒在炉床上保持一定的厚度，空气以适当的速度从底部通过炉床，吹煤粒材料从供给口进入炉密相区的下部后，被高温材料包围迅速着火，在燃烧室以高速浪漫的沸腾浮游状态燃烧。 同时，高温排烟带着炉子的材料和几乎没有燃烧的煤粒飞到燃烧室的顶部，用旋风分离器分离的没有燃烧的燃料从送料器返回炉膛的底部，再次进入炉膛循环燃烧。 4、5、2、循环流动锅炉结构，锅炉利用燃料的热量工程生产具有一定压力和温度的蒸汽设备，分为“锅”和“炉”。 “锅”一般只是汽水系统，例如蒸发设备(汽包、下降管、水冷壁)、供水系统、对流受热面(过热器、煤节约器)等。 炉子通常只是烟风系统，例如燃烧设备(燃烧器、燃烧室、点火装置)、风道、烟道和钢结构。 6、7、锅炉结构简单：本锅炉系160t/h高温高压循环流化床锅炉为单锅筒横置式、单炉、自然循环、全吊结构、全钢结构配置。 炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部式涡旋式绝热旋风分离器，尾部竖井烟道配置二级四组对流过热器。 过热器下面配置了两组膜式节煤器和一、二次风各三组空气预热器。 1、在燃烧系统中，供煤机将煤放入落煤管中放入炉膛，锅炉燃烧所需的空气分别由一、二次鼓风机供给。一次风机送来的空气用一次风空气预热器预热后，从左右风道导入炉下水冷风室，通过水冷布风板的风帽进入燃烧室，二次风机送来的风用二次风空气预热器预热后，通过分布在炉膛前后的壁上的喷口向炉膛喷出，补充空气，强化与干扰的混合。 新进入炉中的煤在炉内与流动状态的循环材料混合燃烧，床内的浓度达到一定值后，大量材料在炉内中间上升，贴墙下降的内循环方式沿着炉的高度和受热面进行热交换，与烟一起从炉中飞出的多个细小粒子经过涡旋式绝热旋风分离，大部分材料被分离比较清洁的烟从尾部排出。 由于采用了循环流化床燃烧方式，炉内添加石灰石可以显着降低烟气中SO2的排放，通过采用低温和空气分级供风的燃烧技术可以显着抑制NOx的生成。 其灰渣活性好，具有较高的综合利用价值。 8、炉膛水冷壁系统(1)炉膛截面尺寸为7330mm4850mm，炉膛周围用管道和扁钢焊接完全密封膜式水冷壁。 前后和两侧水冷壁分别有91-605和60-605根管道。 前后水冷壁下部的密相区的管道与垂直线成角度，构成上下小的锥体。 锥体的底部是水冷的布风板，在布风板的下方后水冷壁的管片向前方弯曲，构成两侧的壁和水冷室。 从布风板到炉膛顶部高度为31.47m，炉膛烟剖面流速为5m/s . (2)后水冷壁上部两侧的管在炉膛出口处向分离器侧外突出而形成导向加速级，下部锥部的管的一部分对称地伸出2根返回口。 前水冷壁下有3个放煤口，天花板上有1个人孔和放煤口，侧水冷壁下设有检修用专用人孔，炉膛密封区的前后侧水冷壁上配置有一列二次风喷出口。 (3)前、后，侧水冷壁分为4个循环回路，从滚筒底部的水空间抽出2根42628的集中下降管，通过16根15912的分散下降管供给炉水冷壁。 其中两侧水冷壁下集液箱分别由3根分散下降管导入，前后壁水冷壁下集液箱分别由5根分散下降管导入。 两侧水冷壁上集管分别带有4根15912的连接管，前后壁水冷壁上集管有10根15912。 9、物料循环系统：包括旋风分离器、立管和回流阀旋风分离器(1)在内的分离器是循环流化床锅炉的重要组成部分，本锅炉采用中科院工程热物理研究所的高效涡旋式蒸汽冷旋风分离器专利技术，炉膛出口并排配置两个旋风分离器，分离器直径3600mm、10mm的钢板为旋风分离器外壳具有分离效率高的优点。 旋风分离器包裹在烟雾中分离远离炉膛的材料。 通过返回口返回炉膛后，烟流入尾部对流受热面。 材料分离和回料回路整体工作温度为930左右；(2)分离器内表面采用轻量炉壁，采用高强度耐磨浇注料，保护分离器内表面整体，使分离器寿命长；(3)保证锅炉安全可靠运行；(4)分离器出口管为高温耐热合金制， 材质为1Cr25Ni20 (4)在隔板入口开设检修门，保证密封性的回材立管：位于分离器和回材阀之间的回材立管，输送材料，密封身体，产生一定的压头，防止回材风和火炉烟从分离器的下方出入。 与材料回收阀合作，以确保材料从低压向高压连续稳定运输。 10、回流阀通过改变通气量来改变回流量。 自平衡阀，流出量根据流入量自动调节。，11 .燃烧系统的燃烧系统主要是煤供给装置，炉渣排出装置，石灰石供给装置，硫回收装置的排气及合成气体排出燃烧系统，布风装置和点火系统。 (1)向供煤装置供煤的装置为叶片式供煤机3台。供煤机和落煤管通过膨胀节连接，解决供煤机和炉膛水冷壁的膨胀差(膨胀值120mm )。 供煤装置的供煤量在一台供煤装置发生故障时，其馀两台供煤装置能保证锅炉的100%额定输出功率。 一定粒度的煤通过加油机进入配置在前壁的矩形间隔为2.2m的落煤管，落煤管的上端有送煤风，下端靠近水冷壁处有播煤风，煤通过自重和导入的送煤风沿落煤管落到下端，在距离布风板1500mm处进入炉膛。 供煤量通过改变供煤机的转速进行调整，供煤机内通风冷风，供煤管内为正压(约5000Pa的正压)，因此供煤机必须有良好的密封条件。 播煤管道与各落煤管道的端口相连，为了控制入口风量，必须设置风门。 (2)布风装置的风室由向前弯曲后水冷壁和两侧水冷壁构成，风室内流过100mm厚的中质保温混凝土。 防止点火时散热片过度升温，降低风室内的水冷度。 燃烧室的一次风从左右风道导入风室。 风室和炉膛由布风板隔开，由布风板系水冷壁和平钢焊接而成，布风板的横截面为73302580，其上均匀配置有666顶风帽。 一次风通过这些风帽均匀进入炉膛、流化床材料。 风帽采用耐磨耐高温合金，风帽横向纵距均为160mm。 为了保护布风板，布风板耐火浇注料的厚度为150mm。12、(3)排渣装置的底渣从水冷布风板的3根219水冷排渣管排出炉膛，其中2根连接排渣机，每台配置5t/h的排渣量，另1根作为事故排渣管。 水冷渣管的水参与锅炉水的循环，不需要另外冷却水源。 底渣通过滚筒式冷渣器，可以实现连续排渣。 熔渣量以维持适当的风室压力为准。 正常运转时的风室压力为13000Pa。 定期排放的炉渣含碳量低至不足1.5%，连续排放的炉渣含碳量上升。 (4)在石灰石装置的本台锅炉中添加了石灰石的脱硫设计，石灰石被送到铲斗机、刮板机、石灰石仓库、刮板后被送到炉子。 脱硫的石灰石消费量为每小时3吨，以钙硫比2.5计算。 脱硫效率为90%。 (5)二次风装置二次风通过分布在炉膛前后壁的二次管道喷嘴被输送到炉膛下部空间. 喷口风速70m/s。 运转时的二次风压通常在6000Pa以上。 为了精密控制风量组织的燃烧，在一、二次集管上设置电动风门和风量测定装置。 (6)床下点火燃烧器2台床下点火燃烧器排列配置在炉水冷风室的后侧。 由点火枪、高能电子点火器组成。 点火枪为压缩空气雾化，燃料为0#轻油。 一支油枪为500kg/h，液压为0.5MPa，油枪所需的支燃空气为一次风。 空气和油燃烧形成850左右的热烟。 从水冷风室布风板均匀地送入炉膛。 点火燃烧器上设有观察孔，以便容易理解油枪的点火状况。 13、(8)硫回收装置排气及合成气体排出燃烧系统硫回收装置排气入口位于二次风集管上，伴随二次风进入锅炉脱硫的合成气体排出入口配置在锅炉后壁的二次管道上(合计两点)； 二次风进入锅炉燃烧的硫回收装置的排气及合成气体排放在锅炉正常运转后投入，炉膛内没有火气时不要投入，锅炉点火前要确保锅炉内没有可燃性气体，必要时要清除炉膛，防止爆炸。空气预热器(1)管式空气预热器采用卧式、串联结构，沿烟气流交叉配置一、二次风，各有三个行程，各两组空气预热器之间留有800以上的空间，容易检查和更换(2)空气预热器的管道在接烟前三列管道为423.5 此外还采用401.5管道(3)与各段空气预热器对应的连通箱采用全焊接的密封框架，确保空气预热器的严密性，14、汽水系统：供水配管节煤器汽包下降管水冷壁汽包壁管低温过热器一次喷水降温器炉内板式过热器供水通过供水控制台从锅炉的右侧导入节炭器入口罐。 省煤器：利用锅炉烟气热量加热锅炉给水的换热装置，是锅炉给水的主要受热面。 省煤器布置在尾部对流烟道内，逆流、水平、排列。 省煤器的供水从入口集管的两端导入，通过省煤器的受热面逆流，进入省煤器的中间集管后，从悬垂管引导至省煤器出口集管，从省煤器出口集管通过连接管引导至锅。 尾部竖井烟道设有两组膜式节煤器，均采用324的管道，排列错误，横向间距为90mm，具有优良的耐磨性。 省煤器管的材质是20G/GB5310高压锅炉管，在省煤器管束的最上部设置了防磨罩，在蛇行管的弯头和周围的墙壁之间设置了防磨罩。 省煤器的平均烟流速控制在8m/s以下的滚筒和下段的省煤器之间设置回收配管，确保锅炉启动中省煤器的必要冷却，15、滚筒、16、集中炉水和饱和蒸汽的圆筒形容器，具有一定的水容积。 与下降管、水冷壁连接，构成自然循环系统。 滚筒接受煤节约器的供水，向过热器输送饱和蒸汽。 汽包是加热、蒸发、过热三个过程的边界点。 滚筒内装有旋风分离器、多孔板、波形板等汽水分离装置。 另外，设置装药排放装置，减少蒸汽中的盐分含量，保证蒸汽质量。 此外，安装了水位计、压力表、安全阀等安全附件。 过热器系统及其温控装置的辐射与对流相结合，搭载二次射流降温器的过热器系统。 饱和蒸汽从汽包用4根15912的管道导入尾包壁的两侧上部箱，然后下行，流过两侧过热器包壁。 从角头进入后包壁、顶包壁和前包壁(包壁管均为515 )，前包壁出口下头作为低温过热器入口头，低温过热器385光管依次配置。 过热蒸汽从低温过热器中出来后，通过连接管进入第一级喷水降温器进行粗调，降温可通过调节减温水量来实现。 过热蒸汽经过一次降温进入屏幕式过热器，屏幕式过热器配置在炉膛上部，采用426、12cr1movg的管、wing-wall结构形式，避免屏幕磨损，将连接管交叉导入二次水喷射式降温器进行微调，最后用高温过热器加热进入出口集管减温水调节范围为减温水设计值的50150%，17，降温器：采用喷水降温，直接向过热蒸汽喷水，达到水吸收蒸汽热量蒸发、降低蒸汽温度的目的。 18、流化床锅炉运行一、启动运行分为冷态启动、温态启动温度启动和热态启动冷态启动，是指锅炉修理后或长时间待机后，在压力和常温下启动。 温度起动是材料层的温度高(750)，但材料层以上的温度低(450-500)。 所谓热状态起动，是指起动鼓风机后，燃烧室温度在650以上时起动前的检查和试验起动前的检查内容：大致试验： 1、联锁保护大致2、锅炉冷状态试验的目的： (1)鉴定鼓风机的风量和风压是否满足流动燃烧的需要。 (2)测量布风板阻力和材料层阻力。(3)检查床内各处流动质量，冷态流动时有死区应予消除。 (4)测量材料层的厚度、送风量和阻力特性曲线，确定冷态临界流动风量，指导点火过程的调整操作，并为热态运行提供参数依据。 19、2.1床内材料层流化均匀性检测时，床面铺上颗粒不超过3mm的炉渣，铺层厚度约为300-500mm，以可流动为准，流动均匀性可采用两种方法检测。 一是打开送风机和送风机，慢慢调节送风门，慢慢增加风量，直到材料整体层流化，然后突然停止送风，观察材料层的表面是否平坦，如果平坦，说明布风均匀，如果材料层的表面凹凸，则表示高处风量小， 低表示风量大，