CFB装置设备工艺介绍课件

1、第一部分 热电部情况简介第二部分 燃料输送系统第三部分 CFB锅炉原理介绍第四部分 CFB锅炉组成结构第五部分 CFB锅炉工艺系统第六部分 CFB锅炉的常见事故及预防第七部分 除尘系统第八部分 脱硫系统培 训 内 容第1页，共93页。1、掌握燃料特性2、重点掌握CFB装置工艺流程3、掌握CFB锅炉优缺点4、掌握CFB锅炉的主要工艺参数5、掌握CFB装置的设备组成6、重点掌握CFB锅炉的事故预防7、掌握除尘和脱硫原理、工艺培 训 要 点第2页，共93页。一、热电部生产车间设置情况： 联一车间：17 锅炉、16汽机发电机、热网、110KV升压站 联二车间：810 锅炉、7、8汽机发电机、热网、22

2、0KV变电站 燃料车间:一、二、三期燃料储运系统 化学车间：一、二、三期化学水处理和化验 供管车间：燃油电站供电供汽 除尘脱硫车间：110锅炉除灰系统、610锅炉脱硫系统 第一部分 热电部情况简介第3页，共93页。二、热电部的主要生产任务 向前方厂提供稳定、可靠的电力和蒸汽的重要任务。是石化企业实现安全生产的重要保障。 生产能力：高压蒸汽1700t/h；超高压蒸汽1395t/h发电400MW。第4页，共93页。 三、热电部锅炉情况介绍 #14锅炉 （贫煤+柴油） #6、7锅炉 （神华煤+贫煤+柴油+瓦斯气） #8、9、10锅炉（高硫石油焦+神华煤+柴油） 第5页，共93页。一、热电工程新建装置

3、： 3420t/h循环流化床锅炉（CFB） 2100MW双抽冷凝式汽轮发电机组 220KV变电站（220KV/110KV/35KV；4120MVA） 500t/h卸焦和300t/h燃料储运系统 84750m3/h循环水场 4300m3/min空压站 烟气脱硫 热电工程情况简介第6页，共93页。二、热电工程工艺流程 电袋除尘器湿法脱硫烟囱CFB锅炉燃料储运灰库渣库汽轮发电机给水泵220kv变电站供热系统石灰石乙烯来脱盐水石膏外运升压站乙烯装置乙烯、炼油装置第7页，共93页。 采用CFB燃烧技术，处理高硫石油焦； 与乙烯工程高度结合，产品、原料互供； 自动化程度高 节能、环保 三、热电工程特点第8

4、页，共93页。一、燃料需求量设计燃料：100高硫焦消耗量：338.7t/h；92.88万吨/年；最大340，年96万吨(109万吨）校核燃料为50高硫焦50神华煤消耗量：22.5t/h22.5t/h；各54万吨/年；最大各24t/h，年各57.6万吨。第二部分 燃料储运输送系统第9页，共93页。第10页，共93页。煤质分析名称符号重量比数据收到基碳份Car63.2收到基氢份Har3.72收到基氧份Oar10.22收到基氮份Nar1.02收到基硫份Sar0.5干燥无灰基挥发份Vdaf35收到基灰份Aar6.84全水分Mt14.5收到基低位发热量Qnet.arMJ/kg23665第11页，共93页

5、。二、燃料运输和储存 石油焦铁路运输3.5km，新建14车位底开门铁路卸焦站一个70142米石油焦棚一座，存储4万吨，12天耗量；原煤铁路运输，改造2卸煤沟，延长至14车位；3372米煤场一座，存储8000吨，5天耗煤量。卸车取料做业第12页，共93页。三、燃料输送系统第13页，共93页。四、燃料加工一级破碎到70mm以下；一级滚筒筛:250t/h,出料粒度50mm一级破碎: 250t/h,出料粒度50mm二级破碎8mm以下；二级滚筒筛: 250t/h,出料粒度8mm二级细碎破碎: 300t/h,出料粒度8mm第14页，共93页。1- 机体 2- 液压推杆 3- 锤头 4- 破碎板 5- 转子

6、 6- 检修口 细破碎机简图第15页，共93页。细碎机结构、原理 该机主要是适用纯冲击碰撞原理，落下的物料被高速旋转的锤头冲击到齿型破碎板，由于破碎板是特殊形齿板设计，物料碰撞破碎板的入射角接近直角，这种垂直碰撞是煤块最佳破碎方式。由于破碎板是多个齿型组成破碎腔，物料在腔内被锤头冲击多次反弹，物料落到最后齿型间隙时，是定径破碎，控制物料粒度。锤头与破碎板齿尖间隙为可调式。排料口不设置筛板，不堵塞。物料在破碎机腔内滞留时间短，减少磨损，寿命长，能耗低。第16页，共93页。1-电动机 2-减速机 3-圆形筚条 4-支持轴承 5-进料管 6-筛下物落煤斗 7-碎煤机进料管第17页，共93页。滚筒筛结

7、构 滚筒筛的工作机构是一个倾斜布置得圆筒，有圆锥形或圆柱形，装在中间轴上，轴两端有轴承座支持，筒壁由按筛孔尺寸间隔排列的圆形筚条组成,物料从上部进料管进入回转滚筒，物料被旋转的圆滚筒搅动，小于圆滚筒上筚条空隙的物料落入下部落煤斗，大颗粒块的煤通过进料管进入破碎机。 第18页，共93页。气固流态化 定义：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。流化床: 固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过

8、程的设备称为流化床 流化示意 第三部分 CFB锅炉原理介绍第19页，共93页。临界流化速度： 颗粒床层从静止状态转变为流态化所需的最低速度，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 当床层颗粒处于流态化后，有大量的小颗粒被气流携带出去，为了稳定操作，床层不被吹空，通过在燃烧设备出口增加分离器，将气流携带的颗粒分离，重新送入炉膛进行燃烧、传热，这就构成循环流化床。循环流化床锅炉一般的流化风速是23倍的临界流化速度。 循环流化床锅炉物料循环第20页，共93页。固定床鼓泡床流化床快速流化床气体携带床第21页，共93页。第22页，共93页。物料分离系统是循环流化床锅炉的结构

9、特征，大量物料参与循环实现整个炉膛内的控制燃烧过程，是循环流床锅炉区别于鼓泡流化床锅炉的根本特点，因为鼓泡流化床锅炉的燃烧主要发生在床内。循环流床锅炉燃烧必须具备的三个条件是： （1）要保证一定的流体速度，而且还要保证物料粒度处于适当的、使床层在快速流区域的粒度。 （2）要有足够的物料分离。 （3）要有物料回送，要有充分的措施以维持物料的平衡。第23页，共93页。锅炉分类:按用途:电站锅炉、工业锅炉、船用、机车锅炉按循环方式：自然循环、强制循环、低倍律循环、直流锅炉、复合循环锅炉按出口工质压力：低压1.274MPa；中压3.822MPa；高压9.8MPa；超高压13.72MPa；亚临界16.6

10、6MPa；超临界22.11MPa按燃烧方式：火床燃烧、火室燃烧、旋风炉、沸腾炉、循环流化床锅炉等第24页，共93页。电站锅炉：生产过热蒸汽供电站发电。炉膛内燃烧放出的热量被水冷壁内工质（水）吸收，产生蒸汽，在过热器内进一步加热，产生过热蒸汽供出。用循环流化床设备制造的锅炉为循环流化床锅炉。第25页，共93页。福斯特惠勒：循环流化床锅炉系统尾部受热面炉膛旋风筒第26页，共93页。福斯特惠勒：循环流化床锅炉（紧凑型分离器）第27页，共93页。我公司CFB锅炉的主要参数主汽流量：465t/h主汽温度：540主汽压力：12.5MPa给水温度：215 Ca/S：1.78；90脱硫率石油焦消耗量：38.7

11、t/h第28页，共93页。水冷布风板水冷壁汽包过热器省煤器空气预热器冷渣器旋风分离器返料阀第四部分 CFB锅炉组成结构第29页，共93页。水冷布风板水冷布风板下炉墙敷设耐火材料喷嘴一次风入口第30页，共93页。耐火材料布风板管子箭头型喷嘴第31页，共93页。炉膛水冷壁管新设计减少磨损旧式新式第32页，共93页。第33页，共93页。第34页，共93页。第35页，共93页。第36页，共93页。第37页，共93页。第38页，共93页。耐火材料涂层保护炉膛和旋风筒的受热面管子密爪钉薄耐火材料涂层的优点: 减轻了重量 减少了维修 - 爪钉使耐火材料涂层非常牢固 - 较冷的耐火材料涂层减少了磨损率 26

12、mm第39页，共93页。流化床冷灰器不但能可靠地冷却炉底灰并能回收灰的物理热固体物料入口携带床料返回炉膛的烟气出口固体物料入口省煤器管子风箱固体物料出口冷灰器烟气出口固体物料出口省煤器或冷却水管流化空气第40页，共93页。Stripper Cooler第41页，共93页。第42页，共93页。第43页，共93页。分隔多通道空气预热器简单，价格性能比最好一次风出口二次风出口一次风入口一次风入口二次风入口二次风出口一次风出口烟气烟气第44页，共93页。Tubular Air Heater 第45页，共93页。第46页，共93页。第47页，共93页。第48页，共93页。一、汽水系统：给水系统 省煤器

13、汽包 过渡烟道 水冷壁 对流包墙 一级过热器 一级减温器 二级过热器 二级减温器 三级过热器 主蒸汽管道 第五部分 CFB锅炉工艺系统第49页，共93页。第50页，共93页。二、给料系统空气吹扫燃料分配器简单可靠吹扫空气吹扫空气锅炉水冷壁管隔离闸阀煤斗出口滑动闸阀带式给煤机第51页，共93页。三、石灰石系统炉内脱硫是在燃烧过程中，向炉内加入固硫剂CaCO3，使煤中硫分转化成硫酸盐随炉渣排除。其基本原理是： CaCO3CaOCO2 CaOSO2CaSO3 CaSO31/2O2CaSO4第52页，共93页。精华粉厂 石灰石粉仓 炉前石灰石粉仓 插板阀 给料阀 分配器 平衡斗 密封阀 气力输送管 炉

14、膛。钢筋混凝土石灰石库三座3*1300m3第53页，共93页。四、一次风系统 一次风吸入口 一次风机消音器 一次风机 暖风器 空气预热器 一次风道 冷渣器 风道燃烧器 风箱 布风板 炉膛 每台锅炉配1台一次风机， 1台暖风机，2台管道燃烧器作用:提供流化用风第54页，共93页。五、二次风系统 二次风吸入口 二次风机消音器 二次风机 暖风器 空气预热器 二次风母管 喷嘴 炉膛 每台锅炉配1台二次风机， 1台暖风机 作用:补充燃烧用风第55页，共93页。六、返料风系统高压风吸入口 返料风机消音器 返料风机 返料风母管 喷嘴 返料机构每台锅炉配1 台高压风机风机。作用:提供高压风,用于回料腿返料第5

15、6页，共93页。七、引风除尘系统 炉膛 高温分离器 高温过热器 低温过热器 省煤器 空气预热器 电袋除尘器 引风机 烟囱每台锅炉设置一台电袋除尘器、一台引风机。三台锅炉共用一座烟囱。第57页，共93页。八、除渣系统系统任务:将CFB 锅炉产生的炉渣，采用机械输送方式，输送至渣仓后储存，用汽车拉至用户;系统能力:设计工况正常排放量：3X6.3 吨/小时，最大排放量：3X6.8 吨/小时;年16.32万吨混烧工况正常排放量：3X5.0 吨/小时，最大排放量：3X5.4 吨/小时;年12.96万吨第58页，共93页。八、除灰系统系统任务: 将电袋除尘器收集的飞灰、空预器产生的飞灰，采用气力输送方式，

16、一部分输送至灰库后储存，待汽车拉至用户。 另一部分送至炉前飞灰再循环仓，供再循环用。第59页，共93页。工艺流程:锅炉电袋除尘器收集的飞灰，由灰斗通过仓泵的进灰阀进入仓泵，在仓泵内加压和流化后用压缩空气将飞灰送入输灰管道，经输灰管道一部分输送至灰库储存。通过卸料装车机将干灰卸入专用汽车拉至用户，或通过湿式搅拌机混合成半湿状后用普通汽车拉至用户。另一部分，输送至炉前飞灰再循环仓，供再循环使用，以确保锅炉稳定燃烧。第60页，共93页。系统组成:电袋复合除尘器双套管气力输送系统灰库及附属设备第61页，共93页。第62页，共93页。控制系统-采用DCS分散控制系统热电工程设置一独立集中控制室,各装置的

17、主要工艺检测和控制变量都在DCS 进行显示、调节、记录、报警等操作，对各装置内主要机泵设备的运行状态均在DCS 进行显示DCS系统实现:数据采集与处理系统(DAS)、模拟量控制系统(MCS)、锅炉炉膛安全监控系统(FSSS)和顺序控制系统(SCS) 热电工程的自动控制方案主要采用单参数控制，根据不同的具体工艺过程特性及要求采用串级、前馈、分程、超驰、比值、顺序等复杂控制。第63页，共93页。CFB 锅炉关键控制有：模拟量控制1锅炉主控 2一次风量和压力控制 3二次风量和压力控制4暖风器温度控制 5燃料量控制 6启动管道燃烧器控制 7蒸汽温度控制 8汽包水位控制 9炉膛压力控制 10高压流化风压

18、力控制 11石灰石流量控制 12冷渣器风/水流量控制 13冷渣器排渣控制 14飞灰再循环控制 15启动排汽阀门控制 16渣返料控制第64页，共93页。CFB 锅炉安全联锁系统(二进制控制) ：锅炉吹扫联锁主燃料跳闸联锁 引风机 高压流化风机 二次风机 一次风机 启动风道燃烧器安全联锁过热器保护 飞灰再循环给料安全联锁 减温器隔离阀安全联锁 炉底排渣安全联锁石灰石给料安全联锁 供料安全联锁 重点介绍第65页，共93页。锅炉吹扫联锁1.1 下列情况要求进行锅炉吹扫：a. 冷启动期间，实现点火之前，或 b. MFT发生后。1.2 启动5分钟锅炉吹扫的条件：a. 总风量吹扫风量(30%)b. 风道燃烧

19、器A和B的风量最小值c. 进入左右风室的一次风量吹扫风量 d. 进入冷渣器A 分离器的冷却一次风量吹扫风量e. 进入冷渣器A#1冷却器的冷却一次风量 吹扫风量f. 进入冷渣器A#2和#3冷却器的冷却一次风量 吹扫风量g. 进入冷渣器B 分离器的冷却一次风量 吹扫风量h. 进入冷渣器B#1冷却器的冷却一次风量 吹扫风量i. 进入冷渣器B#2和#3冷却器的冷却一次风量 吹扫风量j. 无锅炉跳闸k. 所有燃料源均已验证关闭 (固体燃料系统和燃油系统)1.3 上述条件全部满足后，运行人员可从DCS系统启动锅炉吹扫。如果没有任何条件缺失造成中断，吹扫将持续5分钟。吹扫结束时，建立炉膛就绪条件。第66页，

20、共93页。主燃料跳闸联锁 当锅炉内部发生某些不稳定情况时，应停止所有正在进行的燃料供应。这种情况被称为主燃料跳闸（MFT），防止发生不安全条件。第67页，共93页。主燃料跳闸联锁 下面任何一种或几种条件将导致MFT：a. 分离器进口和出口温度高于982 b. 失去一次风机、二次风机或引风机c. 三取二逻辑确定汽包水位高高或汽包水位低低d. 三取二逻辑确定炉膛压力高或高高或低或低低e. 一次风量低于最小值超过2分钟f. 三取二逻辑显示高压流化风机风压低低g. 风/燃比低于最小值超过2分钟h. DCS故障 i. 三取二逻辑确定仪用空气压力低低j. 过热器保护跳闸 k. 总风量最小值l. 炉床温度高

21、高或低 m. 失去燃料n. 从主厂房启动MFT (外部)o. 从按扭启动MFT第68页，共93页。主燃料跳闸联锁 发生MFT时，发生下列动作：a. 减温水隔离阀关闭b. 给煤机跳闸c. 启动燃烧器跳闸d. 石灰石给料机跳闸e. 吹灰器跳闸f. ESP跳闸g. 风量主控器驱动器最小开度h. 飞灰再循环系统跳闸i. 渣返料系统跳闸第69页，共93页。一次风机二次风机吸风机返料风机给料机电袋除尘器空气压缩机 CFB锅炉系统主要设备第70页，共93页。锅炉设备3机泵类设备36容器类设备16换热器设备6机械类设备30钢筋混凝土类设备14第71页，共93页。循环流化床的优点：对燃料适应性特别好，燃料着火条

22、件优越；燃烧效率高，与煤粉炉相当；负荷调节范围大，调节性能好；可进行炉内燃烧中脱硫；NOx排放低 第72页，共93页。循环流化床的缺点：一次风机压头高，电耗大，厂用电高；燃烧室稀相区和密相区之间水冷壁磨损严重；耐火、耐磨衬里开裂、脱落；点火启动时间长，负荷调节变化率慢；运行周期短，运行成本高 第73页，共93页。 与煤粉炉相比，运行周期短，运行问题多。可进行炉内脱硫， NOx排放少，燃料适应性广，不易灭火第74页，共93页。 （1）水冷壁爆管； （2）回料阀堵塞； （3）炉内床层结焦； （4）排渣不畅； 第六部分 CFB锅炉常见事故及预防第75页，共93页。 第七部分 烟气脱硫系统介绍 根据天

23、津市现行的锅炉大气污染物排放标准（DB12/151-2003）规定， 火电厂锅炉大气污染物排放标准， 粉尘：30 mg/Nm3 S O2：100 mg/Nm3第76页，共93页。每年排放未达标需缴费达到一千二百万元左右二氧化硫占52% （100 4004000)氮氧化物占43% （450 500900)粉尘占8% （30 120700) 热电部环保现状第77页，共93页。 为了社会发展和环境保护的需要，天津石化对#6、7炉进行改造，增加脱硫装置。 三台CFB锅炉除了有炉内脱硫还有烟气尾部脱硫装置。第78页，共93页。 CFB锅炉烟气经过脱硫后 SO2排放浓度为 70mg/Nm3 粉尘排放浓度

24、30 mg/Nm3 锅炉的设计脱硫效率为90%，锅炉烟气经过炉内脱硫，二氧化硫的排放浓度为1160mg/Nm3，全年SO2排放总量仍然有约13363.2吨。因此除了有炉内脱硫外,在烟气尾部也增加了脱硫装置，才能达到环保的要求。 第79页，共93页。脱 硫 常 规 技 术 概 述 燃烧前脱硫脱硫的方法 燃烧中脱硫（炉内脱硫） 燃烧后脱硫 燃烧前脱硫就是在煤燃烧前把煤中的硫分脱除掉，燃烧前脱硫技术主要有物理洗选煤法、化学洗选煤法、煤的气化和液化、水煤浆技术等。第80页，共93页。燃烧后脱硫 （烟气脱硫） （Flue gas desulfurization，简称FGD） 燃煤的烟气脱硫技术是当前应用

25、最广、效率最高的脱硫技术。对燃煤电厂而言，在今后一个相当长的时期内，FGD将是控制SO2排放的主要方法。第81页，共93页。烟气脱硫（FGD）的分类 1、 钙法（CaCO3石灰石） 镁法（MgO）按脱硫剂的种类可分为 钠法（Na2SO3） 氨法（NH3） 有机碱法（有机碱）第82页，共93页。2、按吸收剂及脱硫产物在脱硫过程中的干湿状态又可分为 湿法 干法 用含有吸收剂的溶液或浆液在湿状态下脱硫和处理脱硫产物，该法具有脱硫反应速度快、设备简单、脱硫效率高等优点，但普遍存在腐蚀严重、运行维护费用高及易造成二次污染等问题。脱硫吸收和产物处理均在干状态下进行，无污水废酸排出、设备腐蚀程度较轻，烟气在