循環(huán)流化床鍋爐原理

1、循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐 循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點(diǎn)循環(huán)流化床燃燒的優(yōu)缺點(diǎn) 一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)一、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)（1）對(duì)燃料的適應(yīng)性特別好）對(duì)燃料的適應(yīng)性特別好 （2）燃燒效率高）燃燒效率高（3）爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng)）爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng)（4）脫硫效率高）脫硫效率高 （5）nox排放量低排放量低 （6）負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)特性好）負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)特性好 （7）給煤點(diǎn)數(shù)量少）給煤點(diǎn)數(shù)量少 （8）無(wú)埋管磨損）無(wú)埋管磨損 循環(huán)硫化爐示意圖循環(huán)硫化爐示意圖 循環(huán)流化床鍋爐核心部分循環(huán)流化床鍋爐核心部分 發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的意義與結(jié)論意義與結(jié)論一、節(jié)約能源一、節(jié)約能源 二、利用劣質(zhì)燃料二

2、、利用劣質(zhì)燃料三、綠色能源三、綠色能源 四、灰渣綜合利用四、灰渣綜合利用五、利用流化床燃燒技術(shù)改造舊電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和窯爐五、利用流化床燃燒技術(shù)改造舊電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和窯爐循環(huán)流化床鍋爐原理圖循環(huán)流化床鍋爐原理圖 基本概念基本概念n 床料：床料： 鍋爐啟動(dòng)前，布風(fēng)板上先鋪有一定厚度、一定鍋爐啟動(dòng)前，布風(fēng)板上先鋪有一定厚度、一定粒度的粒度的“原料原料”，稱(chēng)做床料。，稱(chēng)做床料。n 物料：物料： 所謂的物料，主要是指循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)所謂的物料，主要是指循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中在爐膛內(nèi)燃燒或載熱的物質(zhì)。它不僅包含行中在爐膛內(nèi)燃燒或載熱的物質(zhì)。它不僅包含床料成分，還包括鍋爐運(yùn)行中給入的燃料、脫床料成分，

3、還包括鍋爐運(yùn)行中給入的燃料、脫硫劑、返送回來(lái)的飛灰以及燃料燃燒后產(chǎn)生的硫劑、返送回來(lái)的飛灰以及燃料燃燒后產(chǎn)生的其他固體物質(zhì)。分離器捕捉分離下來(lái)通過(guò)回料其他固體物質(zhì)。分離器捕捉分離下來(lái)通過(guò)回料閥返送回爐膛的物料叫循環(huán)物料，而未被捕捉閥返送回爐膛的物料叫循環(huán)物料，而未被捕捉分離下來(lái)的細(xì)小顆粒一般稱(chēng)做飛灰，爐床下部分離下來(lái)的細(xì)小顆粒一般稱(chēng)做飛灰，爐床下部排出的較大顆粒叫爐渣（也稱(chēng)做大渣）。因此排出的較大顆粒叫爐渣（也稱(chēng)做大渣）。因此飛灰和爐渣是爐內(nèi)物料的廢料。飛灰和爐渣是爐內(nèi)物料的廢料。 流化床的形成流化床的形成圖圖217 氣固接觸形式氣固接觸形式 爐膛內(nèi)部爐膛內(nèi)部 煤內(nèi)的燃燒與爐內(nèi)傳熱煤內(nèi)的燃燒與

4、爐內(nèi)傳熱n 循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn)循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn) （1 1）燃料通過(guò)物料循環(huán)系統(tǒng)在爐內(nèi)循環(huán)反復(fù)燃燒，使燃）燃料通過(guò)物料循環(huán)系統(tǒng)在爐內(nèi)循環(huán)反復(fù)燃燒，使燃料顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間大大增加，直至燃盡。料顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間大大增加，直至燃盡。 （2 2）采用清潔燃燒方法，即向爐內(nèi)加入石灰石粉或其他）采用清潔燃燒方法，即向爐內(nèi)加入石灰石粉或其他脫硫劑，在燃燒中直接除去脫硫劑，在燃燒中直接除去so2，爐膛下部采用欠氧燃燒，爐膛下部采用欠氧燃燒（a 1）和二次風(fēng)，采用分段給入等方式，不僅降低了）和二次風(fēng)，采用分段給入等方式，不僅降低了nox的排放，而且使燃燒份額的分配更趨合理，同時(shí)爐內(nèi)的排放，而且使燃燒份額

5、的分配更趨合理，同時(shí)爐內(nèi)溫度場(chǎng)也更加均勻。溫度場(chǎng)也更加均勻。n 循環(huán)流化床爐內(nèi)熱交換循環(huán)流化床爐內(nèi)熱交換 爐內(nèi)傳熱主要通過(guò)物料對(duì)受熱面的固體對(duì)流和固體、爐內(nèi)傳熱主要通過(guò)物料對(duì)受熱面的固體對(duì)流和固體、氣體輻射換熱實(shí)現(xiàn)的。氣體輻射換熱實(shí)現(xiàn)的。 主要污染物排放控制主要污染物排放控制n 流化床燃燒對(duì)流化床燃燒對(duì)so2的排放控制的排放控制 脫硫的基本工作過(guò)程脫硫的基本工作過(guò)程：給煤中的硫份在爐膛內(nèi)反應(yīng)生成：給煤中的硫份在爐膛內(nèi)反應(yīng)生成so2及其它的一些硫化物；同時(shí)一定粒度分布的石灰石被及其它的一些硫化物；同時(shí)一定粒度分布的石灰石被給入爐膛，這些石灰石被迅速加熱，并發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)給入爐膛，這些石灰石被迅

6、速加熱，并發(fā)生燃燒反應(yīng)，產(chǎn)生多孔疏松的生多孔疏松的cao。so2擴(kuò)散到擴(kuò)散到cao的表面和內(nèi)孔，在有的表面和內(nèi)孔，在有氧參與的情況下，氧參與的情況下， cao 吸收吸收so2并生成并生成caso4。 最佳脫硫溫度一般為最佳脫硫溫度一般為850870。n 流化床燃燒對(duì)流化床燃燒對(duì)nox的排放控制的排放控制 主要污染物排放控制主要污染物排放控制n 流化床燃燒對(duì)流化床燃燒對(duì)nox的排放控制的排放控制 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐nox排放低的主要原因是：排放低的主要原因是： （1）低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在）低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在850900左右，此左右，此時(shí)空氣中的氮一般不會(huì)生成時(shí)空氣中的

7、氮一般不會(huì)生成nox ； （2）分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為）分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為nox ，并使部分，并使部分已生成的已生成的nox得到還原。得到還原。循環(huán)流化床鍋爐外觀圖循環(huán)流化床鍋爐外觀圖220t/h循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐主要設(shè)備及作用主要設(shè)備及作用n 燃燒設(shè)備燃燒設(shè)備n 物料循環(huán)系統(tǒng)物料循環(huán)系統(tǒng)n 燃煤制備系統(tǒng)燃煤制備系統(tǒng)n 風(fēng)煙系統(tǒng)風(fēng)煙系統(tǒng)n 除渣、除灰系統(tǒng)除渣、除灰系統(tǒng)燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒室結(jié)構(gòu)形式 n 循環(huán)流化床鍋爐燃燒室（爐膛）與煤粉爐的不循環(huán)流化床鍋爐燃燒室（爐膛）與煤粉爐的不同，燃燒室底部有爐篦把爐膛封住，防止?fàn)t內(nèi)同，燃燒室底部有

8、爐篦把爐膛封住，防止?fàn)t內(nèi)床料從下部漏掉。以二次風(fēng)噴口為界，下部為床料從下部漏掉。以二次風(fēng)噴口為界，下部為還原燃燒區(qū)，上部為氧化燃燒區(qū)。還原燃燒區(qū)還原燃燒區(qū)，上部為氧化燃燒區(qū)。還原燃燒區(qū)布置有燃料、石灰石、循環(huán)灰進(jìn)口。燃燒室底布置有燃料、石灰石、循環(huán)灰進(jìn)口。燃燒室底部有布風(fēng)板，其作用是使一次風(fēng)均勻進(jìn)入爐內(nèi)部有布風(fēng)板，其作用是使一次風(fēng)均勻進(jìn)入爐內(nèi)。目前燃燒室的結(jié)構(gòu)主要有如下幾種：。目前燃燒室的結(jié)構(gòu)主要有如下幾種： （1）圓形爐膛；）圓形爐膛； （2）方形爐膛，方形爐膛又分為正方形和長(zhǎng)）方形爐膛，方形爐膛又分為正方形和長(zhǎng)方形兩種；方形兩種； （3）下圓上方形爐膛。）下圓上方形爐膛。燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒

9、室結(jié)構(gòu)形式 圖圖1-汽包；汽包；2-水冷壁；水冷壁；3-過(guò)熱器；過(guò)熱器；4-省煤器；省煤器；5-空氣預(yù)熱空氣預(yù)熱器；器；6-分離器；分離器；7-物料返回管物料返回管燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒室結(jié)構(gòu)形式（a）爐膛）爐膛（b）褲衩腿）褲衩腿（c）有開(kāi)口的分隔墻）有開(kāi)口的分隔墻（d）主、副床）主、副床（e）有埋管的差速床）有埋管的差速床返回返回布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類(lèi)布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類(lèi) n 流化床布風(fēng)裝置主要由布風(fēng)板、風(fēng)室和冷渣管組流化床布風(fēng)裝置主要由布風(fēng)板、風(fēng)室和冷渣管組成。布風(fēng)裝置的主要作用有：成。布風(fēng)裝置的主要作用有：（1）支承床料；）支承床料；（2）使空氣均勻地分布在整個(gè)爐膛的橫截面上，并

10、）使空氣均勻地分布在整個(gè)爐膛的橫截面上，并提供足夠的動(dòng)壓頭，使床料和物料均勻地流化，提供足夠的動(dòng)壓頭，使床料和物料均勻地流化，避免勾流、騰涌、氣泡尺寸過(guò)大、流化死區(qū)等不避免勾流、騰涌、氣泡尺寸過(guò)大、流化死區(qū)等不良現(xiàn)象的出現(xiàn)。良現(xiàn)象的出現(xiàn)。 （3）那些已基本燒透、流化性能差、有在布風(fēng)板）那些已基本燒透、流化性能差、有在布風(fēng)板上沉積傾向的大顆粒及時(shí)排出，避免流化分層，上沉積傾向的大顆粒及時(shí)排出，避免流化分層，保證正常流化狀態(tài)不被破壞，維持安全生產(chǎn)。保證正常流化狀態(tài)不被破壞，維持安全生產(chǎn)。 n 1布風(fēng)板布風(fēng)板 定義：流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦稱(chēng)作布風(fēng)板。定義：流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦稱(chēng)作布風(fēng)板。

11、n 布風(fēng)板的主要作用有：布風(fēng)板的主要作用有： （1）支撐爐內(nèi)物料；）支撐爐內(nèi)物料； （2）合理分配一次風(fēng)，使通過(guò)布風(fēng)板及風(fēng)帽的一次風(fēng)流化物料，使之）合理分配一次風(fēng)，使通過(guò)布風(fēng)板及風(fēng)帽的一次風(fēng)流化物料，使之達(dá)到良好的流化狀態(tài)。達(dá)到良好的流化狀態(tài)。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)布風(fēng)板的結(jié)構(gòu) 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)圖圖3-5 布風(fēng)板結(jié)構(gòu)形式示意圖布風(fēng)板結(jié)構(gòu)形式示意圖（a）v型；（型；（b）回字型；（）回字型；（c）水平型；（）水平型；（d）傾斜型）傾斜型風(fēng)帽風(fēng)帽n 風(fēng)帽的作用在于使進(jìn)入流化床的空氣產(chǎn)生第二次風(fēng)帽的作用在于使進(jìn)入流化床的空氣產(chǎn)生第二次分流并具有一定的動(dòng)能，以減少初始?xì)馀莸纳?/p>

12、分流并具有一定的動(dòng)能，以減少初始?xì)馀莸纳珊褪沟撞看诸w粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，避免粗顆粒的和使底部粗顆粒產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，避免粗顆粒的沉積，減少冷渣含碳損失。風(fēng)帽還有產(chǎn)生足夠的沉積，減少冷渣含碳損失。風(fēng)帽還有產(chǎn)生足夠的壓降、均勻布風(fēng)的作用。壓降、均勻布風(fēng)的作用。n 風(fēng)帽的類(lèi)型：風(fēng)帽的類(lèi)型：（1）小孔徑風(fēng)帽；）小孔徑風(fēng)帽；（2）較大孔徑風(fēng)帽；）較大孔徑風(fēng)帽；（3）導(dǎo)向風(fēng)帽。）導(dǎo)向風(fēng)帽。布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類(lèi)布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類(lèi)風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置n 循環(huán)流化床點(diǎn)火，就是通過(guò)外部熱源使最初加入床層上的物料溫度提循環(huán)流化床點(diǎn)火，就是通過(guò)外部熱源使最初加入床層上的

13、物料溫度提高到煤著火所需的最低水平上，從而使投入的煤迅速著火，并自保持高到煤著火所需的最低水平上，從而使投入的煤迅速著火，并自保持床層溫度在煤自身著火的水平上，實(shí)現(xiàn)鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。床層溫度在煤自身著火的水平上，實(shí)現(xiàn)鍋爐正常穩(wěn)定運(yùn)行。n 點(diǎn)火方式：流態(tài)化點(diǎn)火點(diǎn)火方式：流態(tài)化點(diǎn)火 床上點(diǎn)火床上點(diǎn)火 床下點(diǎn)火床下點(diǎn)火 固定床點(diǎn)火固定床點(diǎn)火 ：床上點(diǎn)火：床上點(diǎn)火講義講義返回返回點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置圖圖3-10 煙氣發(fā)生器點(diǎn)火裝置煙氣發(fā)生器點(diǎn)火裝置1-蒸汽鍋爐；蒸汽鍋爐；2-流化床；流化床；3-風(fēng)帽；風(fēng)帽；4-天然氣點(diǎn)天然氣點(diǎn)火系統(tǒng)；火系統(tǒng)；5-風(fēng)室；風(fēng)室；6-三次風(fēng)；三次風(fēng)；7-二次

14、風(fēng)；二次風(fēng)；8-輔輔助燃燒器；助燃燒器；9-熱煙氣發(fā)生器；熱煙氣發(fā)生器；10-油點(diǎn)火系統(tǒng)油點(diǎn)火系統(tǒng)；11-啟動(dòng)運(yùn)行混合空氣；啟動(dòng)運(yùn)行混合空氣；12-油燃燒器；油燃燒器；13-丙烷丙烷/天然氣輔助燃燒器天然氣輔助燃燒器點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置給料裝置與給料方式給料裝置與給料方式n 給料裝置指的是將經(jīng)破碎后的煤和脫硫劑送入流化床的裝置，通常包給料裝置指的是將經(jīng)破碎后的煤和脫硫劑送入流化床的裝置，通常包括皮帶、鏈板、埋刮板、氣力輸送設(shè)備以及圓盤(pán)給料機(jī)和螺旋給料機(jī)括皮帶、鏈板、埋刮板、氣力輸送設(shè)備以及圓盤(pán)給料機(jī)和螺旋給料機(jī)（俗稱(chēng)絞籠）等。（俗稱(chēng)絞籠）等。n 循環(huán)流化床鍋爐給料方式分正壓給料

15、和負(fù)壓給料兩種，正壓給料就是循環(huán)流化床鍋爐給料方式分正壓給料和負(fù)壓給料兩種，正壓給料就是給料口處爐膛內(nèi)壓力大于大氣壓，負(fù)壓給料為小于大氣壓力給料口處爐膛內(nèi)壓力大于大氣壓，負(fù)壓給料為小于大氣壓力 圖圖3-14給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖圖3-1給料機(jī)給料機(jī)給料方式給料方式圖圖3-16 給料方式給料方式（a）正壓給料；）正壓給料； （b）負(fù)壓給料）負(fù)壓給料 物料循環(huán)系統(tǒng)物料循環(huán)系統(tǒng)n 主要包括物料分離器、立管和回料閥三部分主要包括物料分離器、立管和回料閥三部分 n 作用是將煙氣攜帶的大量物料分離下來(lái)并返送回爐內(nèi)形成循環(huán)床燃燒作用是將煙氣攜帶的大量物料分離下來(lái)并返送回爐內(nèi)形成循環(huán)床燃燒。 爐膛爐膛物料物料分離器分離器立管、回料器立管、回料器煙氣煙氣飛灰飛灰煙氣煙氣空氣空氣飛灰飛灰煤粒煤粒托流機(jī)托流機(jī)物料循環(huán)系統(tǒng)圖物料循環(huán)系統(tǒng)圖煤煤粒粒脫脫硫硫劑劑 燃煤制備系統(tǒng)燃煤制備系統(tǒng)n 制煤設(shè)備制煤設(shè)備 *鋼棒滾筒磨鋼棒滾筒磨 *錘擊式破碎機(jī)錘擊式破碎機(jī)