循環(huán)流化床鍋爐

低污染清潔燃燒枝術(shù)循環(huán)流化床鍋爐01簡(jiǎn)介煙風(fēng)系統(tǒng)臨界速度鍋爐結(jié)構(gòu)流態(tài)化節(jié)能改造目錄030502040607安全事項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)注意事項(xiàng)目錄0908基本信息循環(huán)流化床鍋爐采用的是工業(yè)化程度最高的潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化燃燒，主要結(jié)構(gòu)包括燃燒室（包括密相區(qū)和稀相區(qū)）和循環(huán)回爐（包括高溫氣固分離器和返料系統(tǒng)）兩大部分。與鼓泡流化床燃燒技術(shù)的最大區(qū)別是運(yùn)行風(fēng)速高，強(qiáng)化了燃燒和脫硫等非均相反應(yīng)過(guò)程，鍋爐容量可以擴(kuò)大到電力工業(yè)可以接受的大容量（600MW或以上等級(jí)），循環(huán)流化床鍋爐已經(jīng)很好的解決了熱學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)等基礎(chǔ)問(wèn)題和膨脹、磨損、超溫等工程問(wèn)題，成為難燃固體燃料（如煤矸石、油頁(yè)巖、城市垃圾、淤泥和其他廢棄物）能源利用的先進(jìn)技術(shù)。簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介循環(huán)流化床鍋爐采用的是工業(yè)化程度最高的潔凈煤燃燒技術(shù)。循環(huán)流化床鍋爐采用流態(tài)化燃燒，主要結(jié)構(gòu)包括燃燒室（包括密相區(qū)和稀相區(qū)）和循環(huán)回爐（包括高溫氣固分離器和返料系統(tǒng)）兩大部分。循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐（沸騰爐）的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高，因此稱作快速循環(huán)流化床鍋爐?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已經(jīng)研究了很長(zhǎng)時(shí)間，形成了一定的理論。要了解循環(huán)流化床的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床→湍流床→快速床各種狀態(tài)下的動(dòng)力特性、燃燒特性以及傳熱特性

。鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐結(jié)構(gòu)鍋爐采用單鍋筒，自然循環(huán)方式，總體上分為前部及尾部?jī)蓚€(gè)豎井。前部豎井為總吊結(jié)構(gòu)，四周由膜式水冷壁組成。自下而上，依次為一次風(fēng)室、密相區(qū)、稀相區(qū)，尾部煙道自上而下依次為高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器及省煤器、空氣預(yù)熱器。尾部豎井采用支撐結(jié)構(gòu)，兩豎井之間由立式旋風(fēng)分離器相連通，分離器下部聯(lián)接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯，前部豎井用敷管爐墻，外置金屬護(hù)板，尾部豎井用輕型爐墻，由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。鍋爐采用床下點(diǎn)火（油或煤氣），分級(jí)燃燒，一次風(fēng)比率占50—60%，飛灰循環(huán)為低倍率，中溫分離灰渣排放采用干式，分別由水冷螺旋出渣機(jī)、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵，采用湍流床，使得流化速度在3.5—4.5m/s，并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臓t膛截面，在爐膛膜式壁管上鋪設(shè)薄內(nèi)襯（高鋁質(zhì)磚），即使鍋爐燃燒用不同燃料時(shí)，燃燒效率也可保持在98—99%以上。高溫分離器入口煙溫在800℃左右，旋風(fēng)筒內(nèi)徑較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，筒內(nèi)僅需一層薄薄的防磨內(nèi)襯（氮化硅磚）。其使用壽命較長(zhǎng)。循環(huán)倍率為10—20左右。循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置，溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。床溫控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程是自動(dòng)的。在整個(gè)負(fù)荷變化范圍內(nèi)始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值，這個(gè)值是最佳的脫硫溫度。當(dāng)自動(dòng)控制不投入時(shí)，靠手動(dòng)也能維持恒定的床溫。煙風(fēng)系統(tǒng)煙風(fēng)系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室（爐膛）、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)所組成，燃料在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中完成燃燒過(guò)程，并通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮?，以加熱工質(zhì)；汽水系統(tǒng)的功能是通過(guò)受熱面吸收煙氣的熱量，完成工質(zhì)由水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝?，再轉(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽的過(guò)程。循環(huán)流化床鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)（冷風(fēng)和熱風(fēng)）系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的統(tǒng)稱。循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)系統(tǒng)主要由燃燒用風(fēng)和輸送用風(fēng)兩部分組成。前者包括一次風(fēng)、二次風(fēng)、播煤風(fēng)（也稱三次風(fēng)），后者包括回料風(fēng)、石灰石輸送風(fēng)和冷卻風(fēng)等。流態(tài)化流態(tài)化當(dāng)固體顆粒中有流體通過(guò)時(shí)，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，且固體顆粒之間的摩擦力也越來(lái)越大，當(dāng)流速達(dá)到一定值時(shí)，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個(gè)顆?？梢宰杂蛇\(yùn)動(dòng)，所有固體顆粒表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。對(duì)于液固流態(tài)化的固體顆粒來(lái)說(shuō)，顆粒均勻地分布于床層中，稱為“散式”流態(tài)化。而對(duì)于氣固流態(tài)化的固體顆粒來(lái)說(shuō)，氣體并不均勻地流過(guò)床層，固體顆粒分成群體作紊流運(yùn)動(dòng)，床層中的空隙率隨位置和時(shí)間的不同而變化，這種流態(tài)化稱為“聚式”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”流態(tài)化。固體顆粒（床料）、流體（流化風(fēng)）以及完成流態(tài)化過(guò)程的設(shè)備稱為流化床。臨界速度臨界速度1.對(duì)于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過(guò)的氣體流速很低時(shí)，隨著風(fēng)速的增加，床層壓降成正比例增加，并且當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)，床層壓降達(dá)到最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風(fēng)速，固定床會(huì)突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成的話，其特性為：在大顆粒尚未運(yùn)動(dòng)前，床內(nèi)的小顆粒已經(jīng)部分流化，床層從固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰驳慕怄i現(xiàn)象并不明顯，而往往會(huì)出現(xiàn)分層流化的現(xiàn)象。顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化進(jìn)所需的最低速度，稱為臨界流化速度。隨著風(fēng)速的進(jìn)一步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風(fēng)速是2-3倍的臨界流化速度。2.影響臨界流化速度的因素：（1）料層厚度對(duì)臨界流速影響不大。（2）料層的當(dāng)量平均料徑增大則臨界流速增加。（3）固體顆粒密度增加時(shí)臨界流速增加。（4）流體的運(yùn)動(dòng)粘度增大時(shí)臨界流速減小：如床溫增高時(shí)，臨界流速減小

。節(jié)能改造節(jié)能改造①加裝燃油節(jié)能器；經(jīng)燃油節(jié)能器處理之碳?xì)浠衔?，分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，細(xì)小分子增多，分子間距離增大，燃料的粘度下降，結(jié)果使燃料油在燃燒前之霧化、細(xì)化程度大為提高，噴到燃燒室內(nèi)在低氧條件下得到充分燃燒，因而燃燒設(shè)備之鼓風(fēng)量可以減少15%至20%，避免煙道中帶走之熱量，煙道溫度下降5℃至10℃。燃燒設(shè)備之燃油經(jīng)節(jié)能器處理后，由于燃燒效率提高，故可節(jié)油4.87%至6.10%，并且明顯看到火焰明亮耀眼，黑煙消失，爐膛清晰透明。徹底清除燃燒油咀之結(jié)焦現(xiàn)象，并防止再結(jié)焦。解除因燃料得不到充分燃燒而爐膛壁積殘?jiān)F(xiàn)象，達(dá)到環(huán)保節(jié)能效果。大大減少燃燒設(shè)備排放的廢氣對(duì)空氣之污染，廢氣中一氧化碳（CO）、氧化氮（NOx）、碳?xì)浠衔铮℉C）等有害成分大為下降，排出有害廢氣降低50%以上。同時(shí)，廢氣中的含塵量可降低30%—40%。安裝位置：裝在油泵和燃燒室或噴咀之間，環(huán)境溫度不宜超過(guò)360℃。②安裝冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器；燃?xì)忮仩t排煙中含有高達(dá)18%的水蒸氣，其蘊(yùn)含大量的潛熱未被利用，排煙溫度高，顯熱損失大。天然氣燃燒后仍排放氮氧化物、少量二氧化硫等污染物。減少燃料消耗是降低成本的最佳途徑，冷凝型燃?xì)忮仩t節(jié)能器可直接安裝在現(xiàn)有鍋爐煙道中，回收高溫?zé)煔庵械哪芰浚瑴p少燃料消耗，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯，同時(shí)水蒸氣的凝結(jié)吸收煙氣中的氮氧化物，二氧化硫等污染物，降低污染物排放，具有重要的環(huán)境保護(hù)意義。安全事項(xiàng)安全事項(xiàng)1.發(fā)生爆燃的幾種情況鍋爐爆燃是由于爐膛內(nèi)可燃物質(zhì)的濃度在爆燃極限范圍內(nèi)，遇到明火或溫度達(dá)到了燃點(diǎn)發(fā)生劇烈爆燃，燃燒產(chǎn)物在瞬間向周圍空間產(chǎn)生快速的強(qiáng)烈突破。以下介紹幾種循環(huán)流化床鍋爐易發(fā)生爆燃的情況。1.1揚(yáng)火爆燃如果壓火時(shí)燃料加得多或停的晚，使壓火后床料內(nèi)燃料的含量過(guò)多，這時(shí)燃料中的碳在缺氧狀況下不充分燃燒產(chǎn)生大量的CO，同時(shí)燃料在爐內(nèi)高溫干熘揮發(fā)出甲烷、氫等可燃性氣體。由于壓火后床料表面溫度降低，這些可燃性氣體遇不到明火，便在鍋爐爐膛內(nèi)積聚。揚(yáng)火時(shí)，隨著風(fēng)機(jī)的啟動(dòng)，床料開(kāi)始流化，高溫的床料從下面翻出，這時(shí)可燃性氣體與明火接觸，瞬間發(fā)生燃燒，如果可燃物的濃度在爆燃極限范圍內(nèi)，就會(huì)發(fā)生爆燃。個(gè)別司爐工在揚(yáng)火時(shí)怕床溫降得過(guò)快造成滅火，在啟風(fēng)機(jī)前先加入少量的燃料，新進(jìn)入爐膛的燃料不但會(huì)揮發(fā)出可燃性氣體，同時(shí)會(huì)有大量的煤粉參與燃燒，這樣不但會(huì)增大產(chǎn)生爆燃的機(jī)率，還會(huì)加劇爆燃的強(qiáng)度。1.2大量返料突入爆燃循環(huán)流化床鍋爐都有物料循環(huán)系統(tǒng)。循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行時(shí)，大量固體顆粒在燃燒室、分離器和返料裝置等組成的循環(huán)回路中循環(huán)，一般循環(huán)流化床鍋爐的循環(huán)倍率為5~20，也就是說(shuō)有5~20倍給煤量的返料灰需要經(jīng)過(guò)返料裝置返回燃燒室再次燃燒，循環(huán)物料是直徑在0.注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)循環(huán)流化床鍋爐采用了高效、節(jié)能、低污染的外循環(huán)流化床鍋爐燃煤新技術(shù)，它具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、高效脫硫、NOX排放低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便等諸多優(yōu)勢(shì)。循環(huán)流化床鍋爐過(guò)熱器是該鍋爐的一個(gè)重要部件，其安全運(yùn)行直接關(guān)系到鍋爐的使用壽命和生產(chǎn)成本，保證過(guò)熱器長(zhǎng)期的安全運(yùn)行具有十分重要的意義，在鍋爐操作過(guò)程中需要注意一下幾個(gè)方面：1.煮爐期間必須保證中低水位，煮爐時(shí)，藥液不得進(jìn)入過(guò)熱器，以免懸浮物在蛇形管中沉淀而造成堵塞。煮爐結(jié)束后，應(yīng)停爐放水，徹底清理過(guò)熱器內(nèi)壁的附著物和殘?jiān)?，試運(yùn)行前用軟水沖洗過(guò)熱器2小時(shí)左右。2.點(diǎn)火前必須打開(kāi)過(guò)熱器排氣閥和疏水閥，到壓力上升時(shí)，關(guān)閉排氣閥同時(shí)打開(kāi)分氣缸進(jìn)氣閥和疏水閥。汽包壓力達(dá)到規(guī)定數(shù)值時(shí)，關(guān)小疏水閥直到10%左右的流量時(shí)，關(guān)閉疏水閥。3.運(yùn)行中如爐溫高時(shí)，應(yīng)打開(kāi)減溫水流量，此時(shí)疏水閥應(yīng)關(guān)閉，應(yīng)關(guān)小減溫水流量同時(shí)打開(kāi)疏水閥。4.在鍋爐運(yùn)行中，如減溫水已增至最大時(shí)，過(guò)熱器蒸汽溫度還是很高，可通過(guò)以下方法降低蒸汽溫度：(1)增加鍋爐的循環(huán)灰量，減少給煤的顆粒度。(2)適當(dāng)減少給煤量，降低爐溫。優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)(1)燃料適應(yīng)性廣這是循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點(diǎn)之一。在循環(huán)流化床鍋爐中按重量計(jì)，燃料僅占床料的1～3%，其余是不可燃的固體顆粒，如脫硫劑、灰渣等。因此，加到床中的新鮮煤顆粒被相當(dāng)于一個(gè)“大蓄熱池”的灼熱灰渣顆粒所包圍。由于床內(nèi)混合劇烈，這些灼熱的灰渣顆粒實(shí)際上起到了無(wú)窮的“理想拱”的作用，把煤料加熱到著火溫度而開(kāi)始燃