高_(dá)低混合流速循環(huán)流化床鍋爐及其應(yīng)用_百度文庫

1、第 41卷第 2期 2010年 3月鍋 爐 技 術(shù)BOIL ER T ECH NO L OGYVol. 41, No. 2M ar. , 2010 收稿日期 :2008-06-23作者簡介 :張毅 (1983- , 男 , 廣西南寧人 , 碩士生 , 從事循環(huán)流化床鍋爐標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)技術(shù)研發(fā)工作。文章編號 : CN31-1508(2010 03-0048-03高 、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐及其應(yīng)用張 毅 1, 艾元方 1, 蔣紹堅(jiān) 1, 劉 樂 1, 劉震杰 1, 何相助 2(1. 中南大學(xué) 能源科學(xué)與工程學(xué)院 , 湖南 長沙 410083; 2. 湖南省節(jié)能中心 , 湖南 長沙 410007

2、關(guān)鍵詞 : 循環(huán)流化床鍋爐 ; 高速流化床 ; 低速流化床 ; 節(jié)能摘 要 : 一種新型循環(huán)流化床鍋 爐 高、 低 混合流 速循環(huán) 流化床 鍋爐工 作原理 , 技術(shù) 特點(diǎn)及 其工程 應(yīng)用。 新型鍋爐包括上部稀相高速流化區(qū)和下部密相低速流化區(qū) ; 設(shè)置膜式壁 , 煙氣行 程改傳統(tǒng) 單回程為三 回程 ; 設(shè) 置高分離效率的高溫分離器。實(shí)踐表明 :新型鍋爐熱 效率高于 85%, 飛灰含碳量低至 3%7%, 在鍋爐節(jié)能和 舊鍋爐改造上具有顯著優(yōu)勢。中圖分類號 : T K 229. 6+6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 : B0 高 、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐工作原理高、 低混合流速循 環(huán)流化床鍋爐 , 爐膛上部 截面

3、積減小 , 燃燒介質(zhì) 流動速度為高流 速 ; 爐膛 下部截面積大 , 燃燒介 質(zhì)流動速度為低 流速 , 所 以稱其為高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐。高低混 合流速 循環(huán)流 化床 鍋爐 , 如 圖 1所 示1-2。它用膜式壁將整體爐膛分為三段 , 爐膛下部平面尺寸較大 , 爐 膛上部平面尺寸 較小 , 爐 膛下部設(shè)置埋管。爐膛、 第 一燃盡段、 第二燃盡 段三段自然有機(jī)組成高溫 U型分離器。1-爐壁 ; 2-整體爐膛 ; 3-布風(fēng)板 ; 4-風(fēng)室 ; 5-汽 包 ; 6-過熱器 ; 7-高 溫省 煤器 ; 8-分離器 ; 9-低溫省煤器 ; 10-空氣預(yù)熱器 ; 11-U 形閥 ; 12-返料

4、管 ; 13-膜式壁 ; 14-爐膛 ; 15-第一燃盡段 ; 16-第二燃盡段 ; 17-埋管圖 1 高、 低速循環(huán)流化床鍋爐原理圖物料由破碎機(jī)破碎成一定粒度的顆粒 , 再由 給煤機(jī)送入爐膛。物料送入爐膛后 由布風(fēng)板支 撐 , 從一次風(fēng)機(jī)來的一次風(fēng)通過風(fēng)室由風(fēng)帽以一 定速度噴出 , 對物料 進(jìn)行流化 , 物料 中的細(xì)顆粒被吹到爐膛上部。由于爐膛上部截 面積逐步縮 小 , 煙氣速度逐步加 快 , 部分細(xì)顆粒 隨煙氣流出 爐膛。煙氣通過高溫 U 型分離器分離下來大部 分細(xì)顆粒 , 由返料裝置送回爐膛。燃燒過程中產(chǎn) 生的大量高溫?zé)煔饨?jīng)過過熱器和高溫省煤器后 , 在鍋爐尾部通過中溫多管分離器 , 未

5、燃盡細(xì)顆粒 能進(jìn)一步被分離下來 , 分離后經(jīng)過回送閥送入爐 膛。煙氣隨后經(jīng)過低溫省煤器和空氣預(yù)熱器 , 經(jīng) 除塵器后 , 最后由引風(fēng)機(jī)經(jīng)煙囪排向大氣。高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐的爐膛下部 采用較大布風(fēng)板面積 , 流化速度低 (<4m /s , 在 密相區(qū)布置埋管。為了延長細(xì)顆粒 在爐內(nèi)的停 留時(shí)間 , 爐膛設(shè)計(jì)充 分利用原有結(jié)構(gòu)空 間 , 稀相 區(qū)入口煙氣速度控制在 3m/s 以下。為了布置 高溫 U 型分離器 , 爐膛上部截面積逐步縮小 , 煙 氣速度逐步加快 , 出口煙速達(dá) 6m /s 左右 , 亦即 爐膛上部采用高速床 (這有利于適當(dāng)提高循環(huán)倍 率 結(jié)構(gòu) , 并通過兩片膜式 壁

6、形成 3個(gè) 流程。高 溫 U 型分離器布置于過熱器前。煙氣經(jīng)高溫分 離器分離下來的物料回燃 條件好 , 燃 燒效率高 , 且能顯著減少后部 對流受熱面的磨損。鍋爐尾 部再布置一級中溫多管分離器 , 它的分離器效率 比高溫分離器高 , 能將高溫分離器未捕獲的未燃第 2期 張 毅 , 等 :高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐及其應(yīng) 用盡細(xì)顆粒進(jìn)一步分離下來 , 分離后經(jīng)過回送閥送 入爐膛。兩級分離器阻力之和約為 850Pa, 分離 器效率 99%, 循環(huán)倍率接近 5以上。1高 、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)特點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐由于其爐內(nèi)煙氣流速較高 , 導(dǎo)致爐內(nèi)磨損嚴(yán)重 , 特別在中小型高速循環(huán)流化

7、床鍋爐上該缺陷尤為明顯 , 導(dǎo)致循環(huán)流化床鍋爐 檢修維護(hù)費(fèi)用較高 , 在一定程度上影響了它的推 廣發(fā)展速度。而高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐 是綜合吸收了高速循環(huán)流化 床鍋爐高效、 環(huán)保、 對煤種適應(yīng)性強(qiáng)、 負(fù)荷調(diào)整范圍廣和低速床鍋爐 磨損小、 儲熱能力強(qiáng)等 優(yōu)點(diǎn) , 有效地 避免了高速 循環(huán)流化床鍋爐磨損嚴(yán)重的致命缺點(diǎn) , 特別在對 舊鍋爐改造上 , 由于受 現(xiàn)場具體條件限 制 , 許多 改造技術(shù)都很難達(dá)到預(yù)期目 的 , 而高、 低混合流 速循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)就比較 容易滿足舊鍋爐 改造要求 3-4。其主要特點(diǎn) 1-3有 :(1 鍋爐下部為密相低速流化區(qū) , 則磨損大 大減輕。上部為 稀相高

8、速流化 區(qū) , 則流速 大 , 攜 帶能力強(qiáng) , 分離效率高 , 循環(huán)倍率高。(2 布風(fēng)板面積比高速循環(huán)流化床大 , 但比 低速循環(huán)流化床 小得多。 35t/h 循 環(huán)流化床的 布風(fēng)板面積為 78m 2、 130t/h 循環(huán)流化床的布 風(fēng)板面積為 1820m 2, 鍋爐給煤和點(diǎn)火都十分 方便 , 易于鍋爐大型化。(3 高速床沒有埋管 , 但高、 低混合流速循環(huán) 流化床布有一定的埋管 , 埋管面積比普通低速床 少得多 , 埋管間距 大 , 布置位 置高 , 所 以磨損輕 , 使用壽命長。(4 爐內(nèi)膜式壁隔墻均采用掛磚結(jié)構(gòu) , 懸浮 段燃燒溫度、 蒸發(fā)受熱面、 負(fù)荷、 過熱蒸汽溫度調(diào) 節(jié)十分方便。

9、(5 設(shè)置膜式壁 , 煙氣行程改傳統(tǒng)單回程為 三回程 , 煙氣流程長 , 顆粒在爐內(nèi)有 良好的高溫 燃燒條件 , 且停留時(shí)間為高速床的 2倍左右。 (6 高溫分離器采用全膜式壁結(jié)構(gòu) , 使用壽 命長、 免維修。中溫分離 器為多管分離器 , 積木 結(jié)構(gòu) , 維修更換方便。(7 鍋爐高度方向與煤粉爐、 鏈條爐基本相 同 , 金屬耗量低、 舊鍋爐改造時(shí) , 汽包、 鋼架、 廠房 都保持不變 , 投資少 , 改造工期短。以 35t/h 煤粉 爐改循環(huán) 流化 床鍋 爐工程 為例 , 總 投資 300萬 元 , 含本體及破碎機(jī)、 篩分、 電器、 儀表、 筑 爐、 煮 爐、 點(diǎn)火調(diào)試 , 改造工期為 80天

10、。2高 、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐工程應(yīng)用目前采用該專利技術(shù)的大小鍋爐已有上百 臺 , 在全國 十幾 個(gè)省市 得到 推廣 應(yīng)用。表 1為 高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐工程應(yīng)用實(shí)例。表 1高 、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐工程應(yīng)用實(shí)例序 號 額定蒸 發(fā)量/t #h -1設(shè)計(jì)煤種熱效率設(shè)計(jì) /%保證 /%飛灰含碳量 /%爐渣含碳量 /%投資/萬元總工期 /天1湖南某化工公司 35按用戶要求 8786122428140 2河南某集團(tuán) 40煤矸石 858352498155 3江蘇某公司熱電廠 45按用戶要求 878672458140 4江蘇某熱電公司 90按用戶要求 888642930180 5河南

11、某礦務(wù)局 130洗矸煤 8886421600210 6河南某集團(tuán) 220洗矸煤 88864230002103結(jié)束語高、 低混合流速 循環(huán)流化床鍋爐熱 效率高 , 一般大于 85%; 飛灰含碳量低 , 一般在 7%以下 , 最低可達(dá) 3%。而且 , 高、 低混合流速循環(huán)流化床 鍋爐已經(jīng)在全國十幾個(gè)省市得到推廣應(yīng)用 , 效果 顯著。目前 , 湖南省節(jié)能中心可生產(chǎn) 10130t/h 的高低混合流速循環(huán)流化床鍋爐 1。高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐克服現(xiàn)有高 速循環(huán)流化床鍋爐磨損大、 電耗多、 爐膛高、 舊爐 改造難 , 以 及現(xiàn)有 低速循 環(huán)流 化床鍋 爐熱 效率 低、 截面積大、 占 地多、 大

12、鍋爐 爐內(nèi)埋 管無 法布 置、 點(diǎn)火困難的缺點(diǎn) ; 具有分離效果好、 徹底解決 磨損、 燃燒充分、 熱效率高、 投資低、 工期短的優(yōu) 點(diǎn)。理論和實(shí)踐說明高、 低混合流速循環(huán)流化床 鍋爐是適用于我國國情的一種新爐型 , 特別在舊 爐改造上更具有競爭力、 生命力。參考文獻(xiàn) :1何相助 , 陳彩東 , 曹柏林 . 高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋爐 :中 49鍋 爐 技 術(shù) 第 41卷國 , 02223608P. 2002-12-25.2何相助 , 顏立潮 . 企業(yè)合理用能診斷 M . 長沙 :湖南科學(xué)技 術(shù)出版社 , 2007.3何相助 , 曹連新 , 楊志偉 , 等 . 高、 低混合流速循環(huán)流化床鍋

13、爐技術(shù)綜述 J . 廣西節(jié)能 , 2002(2 :17.4郭風(fēng)彩 . 高、 低混合流速循環(huán)流 化床鍋爐技術(shù)在 舊爐改造 中 的應(yīng)用 J. 區(qū)域供熱 , 2007(2 :34-38.Applicat ion o f Cycled Fluidized Boiler w it hHigh -and -Low Mixed Velocit yZH ANG Yi 1, AI Yuan -fang 1, JIANG Shao -jian 1, LIU Le 1,LIU Zhen -jie 1, H E Xiang -zhu 2(1. Schoo l of Energ y Science and Eng in

14、eering, Centr al So uth U niver sity , Chang sha 410083, China; 2. Energ y -sav ing Center of H unan, Chang sha 410007, ChinaK ey w ords:CFB; high -velocity CFB; low -velocity CFB; energy -savingAbst ract :Wor k pr inciple, technolo gical characteristics and engineering application of a new cycled f

15、luidized boiler named CFB w ith hig h -and -lo w mixed velocity is introduced. T her e are a dilute phase area w ith hig h mix ture velocity at the upper region and an airtight phase area with lo w mix ture velocity at the bottom regio n. T he m em brane w ater -w alls are set up and the sing le -re

16、turn streamline of Flue gas is changed to the thr ee -r eturn streamline. The hig h -temperature separator is set up to g ain higher separate efficiency. Applications sho w that its thermal efficiency is 85%, and the carbon content in fly ash is 3%7%.T he notable advantage o f CFB w ith hig h -and -

17、lo w mix ed velocity has been pro ved in the new boiler construction and the o lder boiler rebuilding.(上接第 28頁 參考文獻(xiàn) :1楊 詩 成 , 王 喜 魁 . 泵 與 風(fēng) 機(jī) M . 北 京 :中 國 電 力 出 版 社 , 2004.2昌澤舟 , 等 . 軸流式通風(fēng)機(jī)實(shí)用技術(shù) M . 北京 :機(jī)械工業(yè) 出版社 , 2005.3趙振宙 , 金保升 , 熊源泉 , 等 . 鍋 爐 /內(nèi)爆 0的動態(tài) 模擬和預(yù) 測 J. 熱能與動力工程 , 2007(3 :163-167.Theoret ic

18、al Analys is for t he Inf luence of SCR De -NO xEquipment t o Boiler Sys t emsCH EN G Xing -x ing, JIN Bao -sheng, ZH ONG Zhao -ping , LEI Da(Key Labo rato ry o f Clean Co al P ow er Generation and Combustion T echnolog y o f M inistr y of Education, Southeast U niversity, Nanjing 210096, ChinaK ey w ords:bo iler sy stem; SCR de -NO x equipment; burning stability ; induced fan Abst ract :T his paper analyzed the influence of SCR de -NO x equipment to the bo iler sy stem on theory. The pr oblem s ar e discussed such as the bur ning stability, furnace imp