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文檔簡介
煤炭,火電廠,循環(huán)流化床
煙氣余熱的回收合肥工業(yè)大學2011級過程裝備與控制工程2班貢獻愛你一輩子,過控11-2班一、煤炭節(jié)能的現(xiàn)狀(一)、背景介紹:
我國是世界最大的煤炭生產(chǎn)和消費國,是世界上少數(shù)幾個以煤為主要能源的國家。我國煤炭預測資源總量超過5.5萬億噸,探明儲量超過1萬億噸,占我國能源資源己探明儲量的94%,石油、天然氣分別只占5.4%和0.6%,煤炭是我國能源安全的基本保障,為我國能源自給率長期保持在90%以上發(fā)揮了重要作用。2010年,我國常規(guī)化石能源消費量占能源消費總量的消費比例分別為:煤炭70.9%,石油16.5%,天然氣4.3%。而同年全球能源消費結(jié)構(gòu)中,煤炭占28.4%、石油占35.8%、天然氣占23.7%。我國富煤、少油、缺氣的能源資源特征,決定了煤炭必須承擔起我國能源主體的重任。在沒有重大新型能源出現(xiàn)之前,我國以煤為主的能源生產(chǎn)和消費結(jié)構(gòu)難以改變。從我國近幾年的能源調(diào)整目標來看,我國的煤炭使用仍然是占主要的部分,依然是我國能源的主角,所以,對煤炭的節(jié)能刻不容緩(二)煤炭工業(yè)的節(jié)能技術現(xiàn)狀
1、整體技術水平低。多年來,各個煤礦主要通過改擴建來擴大規(guī)模,加大開采力度,加快煤炭生產(chǎn)。相當一部分煤炭企業(yè)的自主創(chuàng)新和科研能力還較薄弱,甚至沒有,只是大型國有煤礦具備一定自主創(chuàng)新能力,但是也很不夠。多種原因?qū)е履壳案鱾€煤礦高耗能設備多,生產(chǎn)工藝落后,生產(chǎn)工作人員的業(yè)務和專業(yè)知識水平不高,科研技術創(chuàng)新能力和解決實際生產(chǎn)問題能力缺乏。所以煤炭行業(yè)中的節(jié)能減排技術還有很大潛力可以挖掘。2、技術裝備匹配性差?,F(xiàn)在,好多煤炭企業(yè)的管理還是較粗放的模式,煤礦的生產(chǎn)運輸系統(tǒng)和其他生產(chǎn)配套系統(tǒng)明顯不匹配,并且長期以來沒有對整個系統(tǒng)進行科學合理優(yōu)化及修改完善。不少機電、運輸、通風、排水等設備超期服役,設備老化、效率低下、能耗增大。3、技術研發(fā)力量不足。由于煤炭資源賦存條件和煤炭行業(yè)特點所限,部分常規(guī)的節(jié)能減排技術難以在井下應用。我國煤炭行業(yè)的多數(shù)節(jié)能減排技術還停留在對其他行業(yè)的粗糙模仿、照搬階段,要形成自己的研發(fā)運體系首先該立足煤炭行業(yè)本身,結(jié)煤炭行業(yè)的特點加強節(jié)能減排技術的研發(fā)力量。4、優(yōu)惠政策落實不到位,缺乏財稅政策支持。針對積極開展節(jié)能減排技術支撐體系研究的煤炭企業(yè),國家和地方并沒有出臺相應財稅支持和補償措施。二、煤炭節(jié)能技術的方法(一)煤氣化技術煤氣化技術是指煤在高溫條件下與氣化劑反應,使固體燃料轉(zhuǎn)化成氣體燃料的技術。氣化劑通常為水蒸氣、氧氣(或空氣)和CO2。氣化后的主要產(chǎn)物是粗煤氣,其主要組成有CO、H2、CH4、CO2、H2O等。此外,還有硫化物、烴類化合物和其他微量成分等副產(chǎn)物。先進煤氣化技術先進煤氣化技術主要指粉煤加壓氣化技術和新型水煤漿氣化技術,亦稱新型煤氣化技術。先進煤氣化技術既是新型煤化工產(chǎn)業(yè)的龍頭技術,也是大幅提升合成氨等傳統(tǒng)煤化工產(chǎn)業(yè)水平的基礎技術之一。新型高效煤粉爐新型高效煤粉爐就是在國家的要求下,經(jīng)過多年研制開發(fā)出的節(jié)能產(chǎn)品,它具有集中供粉,少氣體點火,低溫燃燒,聲波清灰,布袋除塵,全自動控制等優(yōu)點,燃燒效率經(jīng)測試達到95%,
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鍋爐熱效率也高達88%以上,鍋爐燃燒完全、高效、節(jié)能、運行穩(wěn)定,完全符合國家節(jié)能發(fā)展的戰(zhàn)略和日益提高的環(huán)境保護需要。利用此技術對所有燃煤工業(yè)鍋爐進行改造和更新,可以大大節(jié)約燃料,改善環(huán)境,起到節(jié)能減排的效果。(三)提高燃煤鍋爐的燃燒效率
(1)降低排煙溫度既排煙熱損失,定期檢查鍋爐爐膛及水冷壁以及省煤器的運行狀況,及時對鍋爐吹灰、清除煙垢,以及采取其它一些有效的措施,防止鍋爐煙氣系統(tǒng)煙灰的結(jié)垢和堆堵。保持受熱面清潔,最大限度地提高傳熱效率,充分吸收利用爐膛中燃煤的熱量。
(2)降低過量空氣系數(shù),鏈條鍋爐爐排下部的風室隔斷嚴密,防止各風室互相串風,保證燃燒良好。降低鍋爐煙氣系統(tǒng)
(主要發(fā)生在鍋爐排放爐渣的部位)及本體的漏風。提高鍋爐操作人員的燃燒調(diào)整操作技能,以降低空氣系數(shù)。根據(jù)燃煤水分、揮發(fā)分、煤粒度大小,合理調(diào)整鍋爐的煤層厚度、進煤速度、風煤配比等運行參數(shù)。(3)及時對鍋爐本體進行維修,降低爐體外表面溫度既降低鍋爐的散熱損失。
(4)合理調(diào)整鼓風機、引風機的運行方式及匹配鼓、引風量,盡量使鍋爐燃燒在最佳狀態(tài)。
(5)加強低熱值煤、煤矸石的利用工作
煤炭節(jié)能鍋爐火力發(fā)電廠流程圖一、背景介紹
能源是國民經(jīng)濟的命脈,能源安全與可持續(xù)問題是關乎中國可持續(xù)發(fā)展的一個關鍵問題。我國能源資源總量雖然較多,但人均占有量少。我國能源生產(chǎn)和消費以煤為主,燃煤造成的二氧化硫和煙塵排放量均占其排放總量的80~90%,主要污染物排放量已經(jīng)超過環(huán)境承載能力,我國經(jīng)濟要想實現(xiàn)平穩(wěn)、持續(xù)的發(fā)展,首先要解決能源和污染問題。火力發(fā)電消耗的煤炭的一半以上都是用來直接燃燒,用于火力發(fā)電和采暖空調(diào)等,因此電力工業(yè)是資源消耗的大戶,提高電力生產(chǎn)和使用效率、降低資源消耗,特別是節(jié)約和降低煤炭、石油和水資源的消耗,對我國重要戰(zhàn)略資源的節(jié)約和優(yōu)化配置具有重要意義,是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要措施,是節(jié)能減排工作的重心。當前,我國火力發(fā)電及供熱用煤占全國煤炭總量的51%,產(chǎn)生的灰渣約占全國灰渣的70%,火電用水量占工業(yè)用水總量的40%,煙塵排放占工業(yè)排放的33%,二氧化硫排放占工業(yè)排放的56%,也足以表明火力發(fā)電廠節(jié)能減排勢在必行二、通過良好的規(guī)劃實現(xiàn)火力發(fā)電廠的節(jié)能減排1、調(diào)整電源結(jié)構(gòu),加快清潔能源和可再生能源的開發(fā)步伐受一次能源結(jié)構(gòu)特點的影響,火電裝機容量比重偏大,水電、核電、可再生能源發(fā)電比重偏小,特別是核電發(fā)展緩慢。因此加大水電、核電、可再生能源和新能源的比重,優(yōu)先發(fā)展水電、風電等清潔能源和可再生能源項目顯得尤為重要。
2、關停小容量機組,推廣大容量機組根據(jù)蒸汽動力循環(huán)的基本原理及熱力學第一動力和第二動力的分析,發(fā)展高參數(shù)、大容量的火電機組是我國電廠節(jié)能的一項重要措施。單臺發(fā)電機組容量越大,單位煤耗越小。如超超臨界機組比高壓純凝汽式機組供電標煤耗少1/4~1/3,假設有兩億千瓦這樣的替代機組,一年可以節(jié)約標煤十億多噸,同時三廢的排放也大大減少。因此,關停小容量機組,推廣大容量機組對減少能耗、提高能源利用率具有重大意義。三、通過對生產(chǎn)環(huán)節(jié)的控制,實現(xiàn)節(jié)能減排
1、提高燃煤質(zhì)量,實現(xiàn)節(jié)能減排煤粉鍋爐被廣泛地應用于火力發(fā)電廠中。一般來講,燃料的成本占發(fā)電成本75%左右,占上網(wǎng)電價成本30%左右。煤質(zhì)對火電廠的經(jīng)濟性影響很大,如果煤質(zhì)很次,會限制電廠出力,使電廠煤耗和廠用電率上升,且鍋爐本體及其輔助設備損耗加大;如果燃煤質(zhì)好價優(yōu),則鍋爐燃燒穩(wěn)定、效率高,機組帶得起負荷,不僅能夠減少燃料的消耗量,更有利于節(jié)約發(fā)電成本,因此入廠和入爐燃料的控制是發(fā)電廠節(jié)能工作的源頭。2、提高鍋爐燃燒效率,實現(xiàn)節(jié)能減排鍋爐是最大的燃料消耗設備,燃料在鍋爐內(nèi)燃燒過程中的能量損失主要包括:排煙熱損失,可燃氣體未完全燃燒熱損失,固體未完全燃燒熱損失,鍋爐散熱損失,灰渣物理熱損失等。降低排煙熱損失的主要措施:降低排煙容積,控制火焰中心位置、防止局部高溫,保持受熱面清潔,減少漏風和保障省煤器的正常運行等;降低可燃氣體未完全燃燒熱損失的主要措施:保障空氣與煤粉充分混合,控制過量空氣系數(shù)在最佳值,進行必要的燃燒調(diào)整,提高入爐空氣溫度,注意鍋爐負荷的變化并控制好一、二次風混合時間等;降低固體未完全燃燒熱損失的主要措施:選擇最佳的過量空氣系數(shù),合理調(diào)整和降低煤粉細度,合理組織爐內(nèi)空氣動力工況,并且在運行中根據(jù)煤種變化,使一、二次風適時混合等;降低散熱損失的措施主要措施:水冷壁和爐墻等結(jié)構(gòu)要嚴密、緊湊,爐墻和管道的保溫良好,鍋爐周圍的空氣要稍高并采用先進的保溫材料等;降低排渣量和排渣溫度的主要措施:控制排渣量和排渣溫度。由此可見,通過提高鍋爐燃燒效率來節(jié)能減排的潛力很大。
3、提高汽輪機效率實現(xiàn)節(jié)能減排在汽輪機內(nèi)蒸汽熱能轉(zhuǎn)化為功能的過程中,由于進汽節(jié)流,汽流通過噴嘴與葉片摩摖,葉片頂部間隙漏汽及余速損失等原因,實際只能使蒸汽的可用焓降的一部分變?yōu)槠啓C的內(nèi)功,造成汽輪機的內(nèi)部損失。降低汽輪機內(nèi)部損失的方法有:通過在沖動級中采用一定的反動度,蒸汽流過動葉柵時相對速度增加,盡量減小葉片出口邊厚度,采用漸縮型葉片、窄型葉柵等措施來降低噴嘴損失;通過改進動葉型線,采用適當?shù)姆磩佣葋斫档蛣尤~損失;通過將汽輪機的排氣管做成擴壓式,以便回收部分余速能量來降低余速損失等。
4、提高設備利用率,實現(xiàn)節(jié)能減排編制風機,制粉設備單耗定額和輸煤系統(tǒng)輸煤單位電耗定額,并頒布實施、加強考核,這樣可以降低輸煤電耗而且可以降低設備磨損;充分提高公用系統(tǒng)設備的利用率,對不合理的系統(tǒng)及運行方式進行改進;除灰系統(tǒng)設備自動投入率要高,確保輸灰、渣設備有效利用及水的回收。5、采用變頻調(diào)速技術,實現(xiàn)節(jié)能減排發(fā)電廠廠用電量約占機組容量的5%~l0%,除去制粉系統(tǒng)以外,泵與風機等火電機組的主要輔機設備消耗的電能約占廠用電70%~80%。解決這個問題最有效手段之一就是利用變頻技術對這些設備的驅(qū)動電源進行變頻改造。采用變頻調(diào)速技術既節(jié)約了電能,又可方便組成封閉環(huán)控制系統(tǒng),實現(xiàn)恒壓或恒流量控制,同時可以極大地改善鍋爐的整個燃燒情況,使鍋爐的各個指標趨于最佳,從而使單位煤耗、水耗一并減少。制粉系統(tǒng)節(jié)能制粉系統(tǒng)是鍋爐機組密不可分的主要輔助系統(tǒng),特別是在目前發(fā)電用煤供應緊張、煤質(zhì)多變的情況下,其運行性能對鍋爐機組的安全、經(jīng)濟運行有重要影響。鋼球磨煤機制粉系統(tǒng)運行的經(jīng)濟性差,應加強對鋼球磨煤機鋼球裝載量及鋼球配比優(yōu)化、系統(tǒng)通風量等進行運行優(yōu)化調(diào)整,尋求適應燃用煤種的最佳鋼球裝載量、通風量,提高磨煤機出力,降低制粉單耗;綜合分析各地鋼球磨制粉系統(tǒng)優(yōu)化運行試驗結(jié)果,保持制粉系統(tǒng)在最經(jīng)濟工況下運行,一般可使制粉單耗降低3kWh/t-5kWh/t以上。通過粗粉分離器性能特性試驗研究,確定分離器選型正確、有良好的分選特性,保證制粉系統(tǒng)處于最佳運行工況。目前多種形式的軸向型分離器和旋轉(zhuǎn)分離器的性能可以很好滿足不同煤種的要求,必要時對粗粉分離器實施改造,提高磨煤機出力,降低制粉單耗。中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)經(jīng)濟性好,常存在煤粉細度粗、石子煤量大等主要問題,應加強原煤特性、通風量、煤粉細度、風環(huán)流速、分離器擋板等調(diào)整試驗,尋求解決問題途徑,必要時提出改進方案。四、加強生產(chǎn)管理環(huán)節(jié),實現(xiàn)節(jié)能減排1、積極推進技術創(chuàng)新,實現(xiàn)節(jié)能減排研發(fā)新技術并將科技成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化,把科技創(chuàng)新能力作為火力發(fā)電廠發(fā)展的核心驅(qū)動力,以科技進步引領和支撐安全發(fā)展、清潔發(fā)展和節(jié)約發(fā)展,有效提高可持續(xù)發(fā)展能力、提高燃煤發(fā)電效率并減少資源消耗。采用大容量、高參數(shù)、高效率的潔凈煤發(fā)電技術,使供電煤耗持續(xù)下降,采用節(jié)水型空冷機組、干式排渣、水淡化、中水利用、廢水分類處理、梯級使用、工業(yè)廢水實現(xiàn)零排放等。2、加強燃料管理,實現(xiàn)節(jié)能減排燃料作為火力發(fā)電企業(yè)的“食糧”,占整個火力發(fā)電成本的70%左右,是影響發(fā)電企業(yè)效益的關鍵所在,同時也是影響實現(xiàn)發(fā)電企業(yè)經(jīng)營目標的關鍵因素?;鹆Πl(fā)電企業(yè)要想降低企業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營運行成本,需要在燃料管理體制上進行改革和創(chuàng)新,在燃料管理模式上進行突破和創(chuàng)新,進一步加強煤炭供應管理,合理調(diào)整煤炭買賣合同條款,提高熱值考核標準,全面清除量小、價高、質(zhì)次和不講誠信的供應商,加強盤煤數(shù)據(jù)的真實性和準確性,統(tǒng)籌安排庫存,制訂限高、限次、限價的燃料采購方案,最大限度地降低燃料成本,控制標煤單價,繼續(xù)穩(wěn)定與大礦煤的友好戰(zhàn)略合作伙伴關系,盡可能地多進大礦煤、優(yōu)質(zhì)煤。3、建立機組經(jīng)濟指標評價體系,實現(xiàn)節(jié)能減排電廠節(jié)能管理評價系統(tǒng)以機組性能分析監(jiān)測為基礎,通過評價準則、耗差分析、優(yōu)化運行、綜合分析等方法,掌握機組能耗狀態(tài),提高機組運行經(jīng)濟性,促進運行管理和節(jié)能管理水平,在實際應用中取得了良好效果。通過建立經(jīng)濟指標評價體系,把火力發(fā)電廠諸多經(jīng)濟指標按大小分級管理,主要經(jīng)濟指標具體分解落實到崗位,責任到人,從而確保及時發(fā)現(xiàn)指標偏差。結(jié)合分析采取相應的措施,最終達到經(jīng)濟指標受控,實現(xiàn)節(jié)能減排。循環(huán)流化床簡介循環(huán)流化床組成成分循環(huán)流化床鍋爐的原理循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點循環(huán)流化床的分類循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床的形成過程
循環(huán)流化床鍋爐(circulatingfluidizedbed)技術是近十幾年來迅速發(fā)展的一項高效低污染清潔燃燒枝術。國際上這項技術在電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和廢棄物處理利用等領域已得到廣泛的商業(yè)應用,并向幾十萬千瓦級規(guī)模的大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展;國內(nèi)在這方面的研究、開發(fā)和應用也逐漸興起,已有上百臺循環(huán)流化床鍋爐投入運行或正在制造之中。未來的幾年將是循環(huán)流化床飛速發(fā)展的一個重要時期。流化床鍋爐是一種可燃用劣質(zhì)燃料及添加脫流劑來產(chǎn)生蒸汽的裝置。鍋爐的燃燒室運行在一種特殊的流體動力特性下,細顆粒以超過平均粒徑終端速度的氣流輸送離開流化床,并存在著大量物料的返混,以保證流化床的溫度分布均勻及足夠大的熱容量。離開流化床的大部分顆粒通過爐膛進入到旋風分離器被捕捉下來并以足夠的速度經(jīng)返料裝置重新送回到爐膛。循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡流化床鍋爐技術的基礎上發(fā)展起來的新爐型,它與鼓泡床鍋爐的最大區(qū)別在于爐內(nèi)流化風速較高(一般為4~8m/s),在爐膛出口加裝了旋風分離器。被煙氣攜帶排出爐膛的細小固體顆粒,經(jīng)分離器分離后,再送回爐內(nèi)循環(huán)燃燒。循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個部分:第一部分由爐膛(快速流化床)、氣固物料分離器、固體物料再循環(huán)設備和外置熱交換器(有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設備)等組成,。第二部分為對流煙道,布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等,與其它常規(guī)鍋爐相近。循環(huán)流化床簡介(1)膜氏水冷壁對爐墻的保護作用最為徹底,故爐墻只需用保溫材料,而不用耐火材料,使爐墻厚度、重量都大為減小,簡化了爐墻結(jié)構(gòu),減輕了鍋爐總重量。(2)膜氏水冷壁還具有氣密性好,能適應正壓燃燒對鍋爐的要求,不易結(jié)渣、漏風少,減少排煙熱損失,提高鍋爐熱效率。(3)可由制造廠焊成組件出廠,安裝快速方便。(4)使用膜式壁結(jié)構(gòu)的鍋爐,維修方便簡潔,鍋爐的使用壽命可以大大的提高。循環(huán)流化床組成成分——膜式水冷壁
在鍋爐(汽包鍋爐)的啟動過程中,由于其汽水管道的循環(huán)沒有建立,即鍋爐給水處于停滯狀態(tài),此時省煤器內(nèi)的水處于不流動的狀態(tài),隨著鍋爐燃燒的加強,煙氣溫度的提高,省煤器內(nèi)的水容易產(chǎn)生汽化,使省煤器的局部處于超溫狀態(tài).為了避免這個情況的出現(xiàn),從汽包的集中下水管再接一管道到省煤器的入口,作為再循環(huán)管道,使省煤器內(nèi)的水處于流動狀態(tài).避免其汽化。循環(huán)流化床組成成分——省煤器
凈化天然氣通過設備入口進入設備內(nèi)旋風分離區(qū),當含雜質(zhì)氣體沿軸向進入旋風分離管后,氣流受導向葉片的導流作用而產(chǎn)生強烈旋轉(zhuǎn),氣流沿筒體呈螺旋形向下進入旋風筒體,密度大的液滴和塵粒在離心力作用下被甩向器壁,并在重力作用下,沿筒壁下落流出旋風管排塵口至設備底部儲液區(qū),從設備底部的出液口流出。旋轉(zhuǎn)的氣流在筒體內(nèi)收縮向中心流動,向上形成二次渦流經(jīng)導氣管流至凈化天然氣室,再經(jīng)設備頂部出口流出。循環(huán)流化床組成成分——旋風分離器
鍋爐過熱器是回收鍋爐煙氣能量的,使鍋爐出來的蒸汽可以獲得加熱,變?yōu)楦烧羝欣谔岣咤仩t熱效率,也有利于蒸汽輪機避免水擊回熱器是從蒸汽輪機的乏蒸汽中回收能量,加熱進入鍋爐的循環(huán)水。鍋爐中將蒸汽從飽和溫度進一步加熱至過熱溫度的部件,又稱蒸汽過熱器。在電站、機車和船用鍋爐中,為了提高整個蒸汽動力裝置的循環(huán)熱效率,一般都裝有過熱器。采用過熱蒸汽可以減少汽輪機排汽中的含水率。過熱蒸汽溫度的高低取決于鍋爐的壓力、蒸發(fā)量、鋼材的耐高溫性能以及燃料與鋼材的比價等因素,對電站鍋爐來說,4兆帕的鍋爐一般為450℃左右;10兆帕以上的鍋爐為540~570℃。少數(shù)電站鍋爐也有采用更高過熱汽溫的(甚至可達650℃)。循環(huán)流化床組成成分——過熱器當空氣流速由小到大穿過床料顆粒間隙,床層經(jīng)歷了由固定床→鼓泡床→湍流床→快速床以及氣力輸送等一系列狀態(tài)的變化。循環(huán)流化床的形成過程循環(huán)流化床的形成過程鍋爐采用單鍋筒,自然循環(huán)方式,總體上分為前部及尾部兩個豎井。前部豎井為總吊結(jié)構(gòu),四周有膜式水冷壁組成。自下而上,依次為一次風室、密相區(qū)、稀相區(qū),尾部煙道自上而下依次為高溫過熱器、低溫過熱器及省煤器、空氣預熱器。尾部豎井采用支撐結(jié)構(gòu),兩豎井之間由立式旋風分離器相連通,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)部均設有防磨內(nèi)襯,前部豎井用敖管爐墻,外置金屬護板,尾部豎井用輕型爐墻,由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。鍋爐采用床下點火(油或煤氣),分級燃燒,一次風比率占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、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鍵,采用湍流床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并設計適當?shù)臓t膛截面,在爐膛膜式壁管上鋪設薄內(nèi)襯(高鋁質(zhì)磚),即使鍋爐燃燒用不同燃料時,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,旋風筒內(nèi)徑較小,結(jié)構(gòu)簡化,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。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)過程是自動的。在整個負荷變化范圍內(nèi)始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值,這個值是最佳的脫流溫度。當自動控制不投入時,靠手動也能維持恒定的床溫。循環(huán)流化床原理循環(huán)流化床原理以物料的循環(huán)倍率高中低來分,循環(huán)流化床鍋爐可分為:(1)低循環(huán)倍率(簡稱低倍率)循環(huán)流化床鍋爐,循環(huán)倍率K<15;(2)中倍率循環(huán)流化床鍋爐,K=15~40;(3)高倍率循環(huán)流化床鍋爐,K>40。
以爐室出口單位煙氣攜帶物料的多少即攜帶率大小來劃分循環(huán)流化床鍋爐,可分為:(1)低攜帶率循環(huán)流化床鍋爐,攜帶率υ<3kg/Nm‘;(2)中攜帶率循環(huán)流化床鍋爐,υ=5kg/Nm3左右;(3)高攜帶率循環(huán)流化床鍋爐,υ>8kg/Nm3。循環(huán)流化床的分類(1)對燃料的適應性特別好
(2)燃燒效率高(3)爐內(nèi)傳熱能力強(4)脫硫效率高
(5)NOX排放量低
(6)負荷變化范圍大,調(diào)節(jié)特性好
(7)給煤點數(shù)量少
(8)無埋管磨損
循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)缺點(1)循環(huán)物料的分離(2)循環(huán)流化床內(nèi)固體顆粒的濃度選?。?)爐內(nèi)受熱面布置和溫度控制(4)運行風速(或截面熱負荷)的確定(5)返料機構(gòu)(6)循環(huán)流化床鍋爐部件的磨損(7)低污染燃燒(8)爐內(nèi)傳熱(9)尾部受熱面的設計(10)除塵煙氣余熱的回收一、煙氣余熱利用現(xiàn)狀二、鍋爐發(fā)展概況三、國內(nèi)外煙氣回收技術的發(fā)展四、鍋爐煙氣余熱回收的方法五、鍋爐煙氣余熱回收與節(jié)能環(huán)保的貢獻六、新技術展望二、鍋爐發(fā)展概況圓筒型蒸汽鍋爐(18世紀末)擴大容量提高參數(shù)(擴大受熱面)內(nèi)部受熱面外部受熱面煙管鍋爐(鍋筒布置)臥式立式單火筒雙火筒煙管火筒煙管橫煙管縱煙管(水管布置)水管鍋爐19世紀中橫水管豎水管直水管彎水管20世紀初(一)煙管鍋爐特點
原理:高溫煙氣在火筒或煙管內(nèi)流動放熱,低溫介質(zhì)在火筒或煙管外吸熱
優(yōu)點:結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、水容積大、水質(zhì)要求低
缺點:爐溫低、燃燒差(尺寸受限);傳熱效果差、排煙溫度高、熱效率低;汽壓不宜提高、蒸發(fā)量受限結(jié)構(gòu)剛性大、清洗水垢困難、易堵灰。
原理:高溫煙氣在管外流動放熱,水在管內(nèi)吸熱優(yōu)點:擺脫了火筒、煙管鍋爐受鍋筒尺寸的制約,在燃燒條件、傳熱效果和受熱面布置方面得到根本改善,便于清洗和維修,提高了鍋爐容量、參數(shù)和熱效率,水質(zhì)要求高。缺點:結(jié)構(gòu)比較復雜,體積較大,不適宜用于移動設備上。鍋爐的相對水容量小,對自動化控制和操作水平要求較高。(二)水管鍋爐特點四、鍋爐煙氣余熱回收的方法
煙氣余熱回收途徑通常采用二種方法:一種是預熱工件;二種是預熱空氣進行助燃。預熱工件需占用較大的體積進行熱交換,往往受到作業(yè)場地的限制。預熱空氣助燃是一種較好的方法,一般配置在加熱爐上,也可強化燃燒,加快爐子的升溫速度,提高爐子熱工性能。這樣既滿足工藝的要求,最后也可獲得顯著的綜合節(jié)能效果。
低溫露點腐蝕機理關鍵是SO3的生成煙氣帶有大量的水蒸氣燃料中硫燃燒后全部生成SO2少量的SO2再與氧化合形成SO3當煙氣溫度降到400℃以下時SO3將與水蒸氣化合生成硫酸蒸氣硫酸蒸氣凝結(jié)到受熱面上發(fā)生低溫硫酸腐蝕防止低溫露點腐蝕的措施1、加強燃料品質(zhì)的管理2、提高空氣預熱器入口的空氣溫度可以提高預熱器冷端換熱面的壁溫,防止結(jié)露腐蝕3、提高空氣預熱器換熱面的壁溫4、采用耐腐蝕材料,如:硼硅玻璃管,涂有搪瓷材料的換熱元件等5、采用低氧燃燒技術6、使用低硫燃料
以煙氣為熱源的空氣預熱器空氣預熱器型式按傳熱方式分間壁換熱式:管式和板式預熱器蓄熱換熱式:回轉(zhuǎn)式空氣預熱器按構(gòu)造型式分管式預熱器:鋼管、玻璃管、熱管、鑄鐵翅片管等板式預熱器板式空氣預熱器
由大量的平行的平板或各種沖壓的波紋板組合而成,煙氣和空氣在板間錯流而行進行熱交換。板式空氣預熱器流向氣-氣換熱板式預熱器板式空氣預熱器特點:
傳熱性能好,同樣流速的條件下其傳熱系數(shù)為鋼管式預熱器的1.2~1.5倍;壓力降小,壓力降僅為鋼管式預熱器的2/5~3/5;結(jié)構(gòu)緊湊,單位體積能提供的傳熱面積大;節(jié)省金屬,板厚和翅片相仿,僅1mm多;
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