循环流化床锅炉原理

循环流化床概况循环流化床锅炉技术是近几十年来快速进展起来的一项高效低污染清洁有关循环流化床锅炉的原理、特点、启动和运行等方面的状况介绍如下：一、循环流化床锅炉的工作原理：〔一〕 流态化过程：粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，流态化颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。流化床类似流体的性质主要有以下几点在任一高度的静止近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。无论床层如何倾斜，床外表总是保持水平，床层的外形也保持容器的外形；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；床内颗粒混合良好，颗粒均匀分散于床层中，称之为“散式”流态化。因此，当加热床层时，整个床层的温度根本均匀。而一般的气、固体态化，气流态化称之为“聚式”流态化。煤的燃烧过程是一个气、固流态化过程。二、循环流化床的原理和特点：燃料的终端速度的气流所流化，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。式中，存在较大的气、固两相速度差，即相对速度，循环流化床由快速流化床〔上升段〕气、固燃料分别装置和固体燃料回送装置所组成。循环流化床的特点可纳如下：不再有鼓泡流化床那样的界面，固体颗粒布满整个上升段空间。有强力的燃料返混，颗粒团不断形成和解体，并向各个方面运行。颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空隙率和颗粒循环流量有关。2-3床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而变化。颗粒横向混合良好。猛烈的颗粒返混，颗粒的外部循环和良好的横向混合，使得整个上升段内温度分布均匀。通过转变上升段内的存料量，燃料在床内的停留时间可在几分钟到数子时范围内调整。流化气体的整体性状呈塞状流。流化气体依据需要可在反响器的不同高度参与。三、流化床燃料设备的主要类型：60燃料，并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧〔层燃〕，流化床燃烧和悬浮燃烧〔煤粉燃烧〕。床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，愈来愈得到人们的重视。环流化床锅炉正在工业示范阶段。〔四〕循环流化床锅炉的特点：循环流化床锅炉的工作条件：工程 数值 工程 数值温度〔℃〕

850-950KPa

11-12流化速度〔m/s〕4-6〔μm〕100-700

kg/m3150-60010-40燃料粒度〔mm〕 ＜12

Ca/s摩尔比壁面传 210-250脱硫剂粒度〔mm〕 1左右循环流化床锅炉的特点：循环流化床锅炉可分为两个部份，第一部份由炉膛〔块速流化床〕气，固旋风份离器〕等组成，上述局部形成了一个固体物料循环回路。其次部份为对流烟道，布置有过热器，再热器，省煤器和空气予热器等。中被收集并通过返料装置返回炉膛再燃烧循环流化床燃烧锅炉的根本特点：可概括以下：1、低温的动力把握燃烧：循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运行的烟气与其所携带的湍流扰动过程，反复循环地组织燃烧。明显，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了，在这种850℃温度远低于一般煤粉炉中的温度水平〔1300-1400℃〕，并低于一般煤的灰烤点〔1200-1400℃〕，这就免去了灰熔化带来的种种苦恼。改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须用很大空间去使高温灰冷却下来，〔或过渡区内。由于循环流化床锅炉内相对来说燃烧温度不高，并有大量固体颗粒的猛烈混燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃烧率可达98-99%以上。2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程：〔经循环运行的动态过程中逐步完成的。3、高强度的热量、质量和运行传递过程：况，在这种组织方式下，炉内的热量、质量和动量传递是格外猛烈的，这就使整个炉膛高度的温度分布均匀，实践也充分证明际这一点。4、循环流化床锅炉与其它炉型相比较：要进一步争论解决的问题，有必要对循环流化床锅炉与其他炉型炉进展比较。〔1〕燃烧过程的比较：特征 层燃炉 循环流化床 悬物燃烧炉燃料颗粒平均直径〔mm〕＜300燃料室区域风速〔m/s〕固体运行状态

1-3 3-12 15-30静止大部份向上局部向下 向上w.m2.k

50-150

100-250

50-100磨损 小 中 较小脱硫过程的比较：〔直接喷入炉内，在高温下脱硫剂大段烧进展如下反响：500℃-900℃CaCO3 CaO(S)+CO2〔g〕500℃-900℃MgCO3•〔OH2〕 CaO(S)+MgO〔S〕+2CO2〔g〕500℃-900℃Ca〔OH2〕 Ca0(S)+H2O〔g〕1200ms〔脱硫剂10μm〕，脱硫剂燃烧后形成多孔的氧化钙颗粒，一旦脱硫剂燃CaCO，它就和反响成硫酸钙2CaO(S)+SO2〔g〕+O2〔g〕 CaSO4〔S〕1100℃左右，石灰石粒度在8-10μm2050%。而循环硫〔石灰或白方石化床锅炉后大段烧形成氧化钙，氧化钙再与二氧化硫气体反响。循环回路运行在脱硫的最正确温度范围内〔850-900℃〕。同时由于固体物料在〔通过分别装置和回送装置脱硫剂在炉内的停留时间大大延长，Ca/S1.5-2.590%，50%，将比煤粉脱硫效果提高一倍。各种形式锅炉主要技术经济指标的比较：锅炉型号YG-35/39-M3炉87.9650燃料种类

I条贫煤 贫煤 贫煤低位发热量〔KJ/kg〕 217362202321736锅炉耗煤量〔kg/h〕 495948838707锅炉耗标煤〔kg/h〕 368436776468辅机耗电总容量折标煤〔kg〕 100235145总耗标煤〔kg/h〕 387242186613每吨汽耗标煤〔kg〕110.69燃烧效率〔%〕 98-99负荷调整范围 较大小 大对煤种变化的适应性操作维护水平一般 高

简洁

单一煤种锅炉钢材耗量〔吨〕157165186二氧化硫排放量加石灰石可脱硫全部排放全部排放二氧化氮排放量生成少飞灰排放量较大大 小90循环硫化床锅炉与其他型式锅炉比较锅炉特性链条炉煤粉炉循环硫化床炉15-4027-45m/s1.24-8 4-6过剩空气系数1.2-1.31.2-1.25MW/M20.5-1.53-5 4-66负荷调整比4.13：燃烧效率%85-9095-99 99NO2PPM400-60050-200 400-600炉内脱硫效率低80-90从上表可看出：循环硫化床锅炉明显优于其他型式的锅炉五、循环硫化床锅炉的优点：的优点，以下分别加的简述。1、燃料适应性：这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，1%-3%，其它是不行燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特别流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合格外好，原料。循环流化床锅炉既可用优质煤，也可烧用各种劣质煤，如高灰分煤、高垃圾等。2、燃烧效率高：97.5-99.5%，可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是由于下述特点：气、固混合良好，燃燃用细粉含量高的燃料时也是如此。3、高效脱硫：他锅炉优越。4、氮氧化物〔NO2〕排放低：50-150PPM40-120mg/mJ。NO2不会生成NO2，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化NO2，并使局部已生成NO25、其他污染物排放低：循环流化床锅炉的其他污染物如：CO、HC1、HF6、燃烧强度高、炉膛截面积小7、给煤点少：的给煤点数大大削减，只需一个给煤点，也简化了给煤系统。8、燃料预处理系统简洁：12mm，因此与煤粉炉相比，燃料〔水分30%以上〕。当燃用高水分煤时，也不需要特地的处理系统。9、易于实现灰渣综合利用：建筑材料，同时做温烧透也有利于稀有金属的提取。10、负荷调整范围大，负荷调整快：〔3-4〕：1，此外，由于截面风速高和吸热高和吸热把握简洁，循环流化床4%。11、循环床内不布埋受热面管：循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，不存在磨损问题，此外，启动，停炉，结焦处理时向短、同时长时间压火之后可直接启动。12、投资和运行费用适中：循环流化床锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉但比配制脱硫装置15-20%。六、循环流化床锅炉尚待进一步争论的问题：的优点，尚需对以下几个方面进展深入争论。1、循环物料的分别态特性变差，故承受惯性分别器是值得探讨的，由于惯性分别器设备较简洁，体积小，构造布置比较便利。流淌阻力也相对较小。此外不应操付中，低温分别器。依据循环流化床锅炉的进展要求将设计、效率高、体积小、阻力低、磨损小和制造及运行便利的物料分别装置。2、循环流化床的固体颗粒的浓度选取：至更高。在分析循环流化床锅炉的工作过程时，不仅要考虑物料的内部循环，亦要考虑炉外循环，在高风速运行时，物料内循环更为显著。因此，合理的循有影响。3、炉内受热面布置和温度把握为了保证循环流化床锅炉的炉内温度把握在确定范围内，在固体颗粒循〔如过热器等在固体物料循环回路上再布置流化床换热器。这两种形式都可行的。但这两种方法，对床温把握方式是不同的，前者主要是靠调整返料量来调整床内固体颗粒浓较灵敏，特别适合于大容量循环流化床锅炉。4、运行风速〔或截面热负荷〕确实定循环流化床锅炉的运行风速是一个重要的参数4-10m/s/。不仅磨损增加，而且锅炉造价增加。风机功率会增大，厂用电也会相应增加。行风速。5、返料机构：料机构还应对返回的物料量进展灵敏的调整，但由于返料机构中的温度很高，〔L阀和流化床返料机构，一方面调整物料流量，另一方面防止燃料在燃烧室反串型分别器，造成短路。目前很多制造厂家对返料机构都是保密的。6、循环流化床锅炉部件的磨损：落弱。7、低污染燃料：NO2、床温、烟气再循环，注氨NO29、尾部受热面的设计：加合理布置尾部烟道受热面尚待进一步争论。10、除尘：尾部烟道现在国内大局部承受电除尘。七、循环流化床锅炉的进展：165MW199390〔1〕100%；40%；SO210PPM；NO230PPM。〔沸腾炉性。一．流态化：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