循环流化床锅炉与煤粉炉锅炉的比较

循环流化床锅炉与煤粉炉锅炉的比较一、 锅炉结构概述循环流化床锅炉跟煤粉炉燃烧系统截然不同，它是由一个流态燃烧室及其后的物料收集系统构成的。燃料及空气进入燃烧室后，由于物料的热容量大并强烈地掺混，迅速加热着火燃烧。被烟气带出炉膛的细小物料由旋风分离装置收集，返回炉膛进行再燃烧。因设计理念和燃烧机理的重大突破，循环流化床锅炉与煤粉炉及其他炉型相比，在燃烧工艺方面有着明显的优势。二、 运行方式比较2.1锅炉启动方式的比较2.1.1点火方式如四角切圆煤粉锅炉在启动中所采取的点火方式是在炉膛内点燃对角油枪，对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气直接进行加热，并随着耐火材料、金属受热面和烟气温度的提高逐渐增加油枪的出力或增加点火油枪的投入数量，使炉膛内的烟气温度达到煤粉的着火温度。由于煤粉较易于着火，点火系统还可采用微油点火或等离子点火技术（无烟煤除外），可以节省大量的燃油，节约运行成本。CFB锅炉的点火方式则不同，它是采用床下风道点火器或联合床上点火器联合点火的方式【根据煤种燃点挥发分、发热量等实际情况可选择取消不用床上油枪】再利用热烟气加热炉膛内的床层，以不断提高床层的温度水平来达到煤粒的着火温度。从结构上讲，床下风道点火器和床上点火器不仅要对炉膛内的耐火材料、金属受热面和烟气进行加热，还要对燃烧室内的耐火材料和床层物料进行加热，因此CFB锅炉的启动时间和在启动过程中的燃油量都比煤粉锅炉要大，而且它在启动过程中所受到的升温、升压速度的限制条件也比煤粉锅炉要多。CFB锅炉无法实行节油点火技术。由上述分析可知，CFB锅炉与同容量煤粉锅炉相比，启动时间相对较长，这对于机组的经济性是不利的。2.2锅炉变负荷运行2.2.1煤粉炉的变负荷运行煤粉锅炉的炉内热交换方式以辐射为主。煤粉锅炉一般要求煤粉气流在离开燃烧器出口200〜300mm处开始着火，以保证既不烧坏燃烧器又不使火炬脱节。降低锅炉负荷时，必须减少锅炉给粉量，为了保证良好的空气动力场，喷烧器出口气流速度不得低于设计值，也就降低了煤粉气流的浓度，煤粉的燃烧速度随煤粉浓度的降低而降低。煤粉锅炉在低负荷时经常出现燃烧不稳、爆燃、火焰上移甚至灭火事故。2.2.2流化床锅炉的变负荷运行流化床锅炉的热交换方式以对流换热为主，流化床调节负荷，意味着改变蒸发受热面的吸热量，影响负荷变化的最大因素是受热面的面积。1.改变给煤量，使床温在一定范围(850〜900°C)内波动变化，吸热量也随之改变，致使床温达到新的平衡点，稳定运行。2.改变床料密度。在保证床料流化的前提下调整床料密度，可以达到调整锅炉负荷的目的。不调整物料浓度，适当调整运行风量来改变床料密度，可达到调整锅炉负荷的目的3.调节密相料层高度。这是一种既减少给煤量又降低传热系数的办法，也是流化床锅炉大幅度调节锅炉负荷的主要手段。4.结论：因流化床燃烧过程中炉膛内始终存在一定量的床料，蓄热能力较强短时间增减负荷能力相对较强，在变负荷过程中能够快速的得到响应，负荷调整能力强。2.3停炉过程的比较2.3.1投油助燃的时机与煤粉锅炉相比，CFB锅炉的低负荷稳燃区低得多，负荷调节范围大。对于煤粉锅炉，负荷低于额定值35%〜50%时，就要投入助燃油枪，以保证稳定燃烧，避免锅炉突然灭火或造成爆燃事故。而对于CFB锅炉，它的低负荷稳燃区一般在30%〜40%额定负荷左右，甚至无需投油。因此，在停炉过程中CFB锅炉比煤粉锅炉的燃油量相对更少。在事故处理过程中流化床锅炉可以进行压火操作已达到停炉不停机，进行外围的设备的抢修工作。2.3.3停炉冷却CFB锅炉和煤粉锅炉在停炉后的自然通风冷却和强制启风机冷却上的规定基本一致。但停炉后CFB锅炉炉膛床内和J阀回料装置内都积存有大量的物料，其蓄热量比煤粉锅炉要大得多，因此它所需要的冷却时间也比煤粉锅炉要长。三燃烧特点比较3.1污染物的排放CFB锅炉采用清洁煤燃烧技术，在锅炉的燃烧过程中能有效控制SO2和NO的生成和排放。对于煤粉锅炉无法实现改进燃烧技术的方法来控制SO2的生成量。3.2CFB锅炉对燃料具有极好的适应性炉内循环物料量的大小可以改变床内的吸热份额，而且燃料在CFB锅炉内的燃烧时间要比在煤粉锅炉内长得多。这对一些燃料来源、种类和质量多变的电站锅炉用户而言是十分适宜的。这对于充分利用低品质燃料，改变燃料消耗结构具有十分重要的意义。3.3燃烧效率循环流化床锅炉炉膛内底料颗粒之间掺混剧烈，磨擦充分，燃烧均匀，燃烬率可达到96%以上，避免了灰渣的二次污染。同时，当外界用汽量变化较大时，煤粉炉负荷调节范围窄，为了保证燃烧稳定和锅炉的安全运行，必要时需排放多余蒸汽，造成极大浪费。循环流化床锅炉有较大的负荷调节比，当负荷降至额定负荷的30%甚至更低时，仍然能安全稳定运行，具有较高的锅炉效率。四、 二种炉型的经济比较4.1设备投资的比较以国产300MW级循环流化床机组为例，循环流化床锅炉本体比煤粉炉锅炉贵20%左右。但是煤粉炉配套的有脱硫设施、制粉系统及其结构设施等。所以总投资CFB锅炉约比煤粉炉便宜一些。4.2运行的经济性比较在相同燃煤条件下，两种锅炉的燃烧热效率相当。例如，对于1000t/h锅炉，燃烧低位热值为3400Kcal/KJ的燃煤，循环流化床锅炉燃烧热效率与煤粉炉锅炉均在93%左右。所以两种锅炉运行的经济性相当。但CFB锅炉厂用电略高。五、 比较表号CFB（流化床）PC（煤粉炉）1燃料适应性好，可以燃烧褐煤、煤砰燃料适应性较窄，一旦炉型确定后，只能燃烧与设计煤种较接近

石、油页岩、煤泥、生物质等各种劣质燃料的煤2燃料系统比较简单，无制粉系统，无需考虑防爆（入炉煤粒度要求高）制粉系统较复杂，由于印尼煤挥发份高，需考虑防爆。燃烧效率高，一般可达95〜99%当煤质达不到设计值时，一般达85〜95%4负荷的调节范围宽，调节性能好煤粉锅炉的负荷调节范围窄口燃烧污染物排放低，可炉内脱硫需增设脱硫装置（本项目设）6燃烧热强度大，炉内传热能力强，可节省受热面耗量炉膛容积热负荷相对较低7给煤点数量少，布置简单，给煤机直接进入炉膛燃烧器较多，送粉管道布置较复杂8易于实现灰渣的综合利用，灰渣活性较好灰渣易软化和黏结，但也可实现综合利用9锅炉风机电耗大、烟风道阻力高，厂用电率通常在10%以上阻力相对较小，厂用电一般可以控制在7%以内（对于300MW等级

机组）10锅炉部件的磨损较严重，风帽、尾部受热面等易磨损；耐火耐磨层易磨损、开裂和脱落只要保持周界风的刚度，磨损情况相对减少很多11点火启动时间长，冷态到满负荷一般需6〜8小时点火时间相对较短，冷态在5〜6小时就可达到设计负荷12运行维护费用较高，运行周期短，易磨损，易爆管连续运行时间较短。稳定运行时间较长，连续运行时间可长达8000h/y以上13燃烧系统较复杂，实现自动化控制难度大，运行人员水平要求较高通过调试可以达到燃烧系统自动控制，工作量较少14只能运用常规点火技术可采用微油点火或等离子点火等节油装置15锅炉本体投资相对较大锅炉本体投资相对较低，但需配套环保设施16炉膛燃烧温度较低，一般在850~900°C，不易结焦对灰熔点较低的煤质，易结焦。从燃用煤种对锅炉的选型:煤粉锅炉绝大多数选用的是中速磨制粉系统，对于中速磨磨制高水分褐煤来说，干燥出力能否达到要求很关键。中速磨最高能研磨煤种的全水分通常在35%以下。根据项目建设煤粉炉的可行性：循环流化床锅炉同类型煤粉炉比较以460T/h锅炉举例，流化床总重约比煤粉炉增大10%左右，焊口增加20000多道。总的安装工期约增加在1个月左右。相对安装投产时间较长。流化床锅炉由于燃烧方式的特性炉内燃烧对受热面的磨损相比煤粉炉增大，需要在炉内完善锅炉受热面防磨防爆措施，目前CFB普遍采用导流板+喷涂或熔敷技术处理做为防磨防爆的预防措施。1.结束语和建议CFB锅炉部件的磨损较严重，连续运行时间比煤粉锅炉低，厂用电也高于煤粉炉。从今后机组运行的经济性和可靠性考虑，建议在采购燃煤时有选择性的燃用全水分低于35%的煤种以选用煤粉锅炉，能够企业带来更好的经济效益。针对后期煤种选型变化大上流化床锅炉需要做的前期工作1.设计方面：1.设计初期对燃用煤种的选型进行合理的设计分布炉内流化风的布置。2.根据煤粉的灰分充分考虑设计避免炉内冲灰的现象。3.设计方面充分考虑对磨损区域才去措施进行有效的避让1.安装方面：1.;安装工艺要求严格按照锅炉安装规范要求进行施工，避免在施工过程中对水冷壁等受热面进行损坏从而减少水冷壁的使用寿命。2.；加强安装过程监督、把控防止在安装焊接过程中受热面管束内有焊接废渣或其他坚硬杂质留存在运行过程中这是造成爆管的最大隐患。3.:施工过程中的焊接严格进行把控严禁避免在水冷壁木材上进行点焊，增加受力点作业。4.:浇注料、耐磨可塑料的质量、施工、烘炉过程中的把控监督，严