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n概述n基本工作過程n主要部件名稱模塊一 概 述n流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展 n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) n循環(huán)流化床鍋爐的分類循環(huán)流化床鍋爐的分類n發(fā)展流化床燃燒的意義與結(jié)論發(fā)展流化床燃燒的意義與結(jié)論 課題一課題一 流化床燃燒的發(fā)展流化床燃燒的發(fā)展 n常規(guī)流化床燃燒常規(guī)流化床燃燒n循環(huán)流化床燃燒循環(huán)流化床燃燒 n增壓流化床燃燒增壓流化床燃燒 課題二課題二 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 （2）燃燒效率高（3）爐內(nèi)傳熱能力強(qiáng)（4）脫硫效率高 （5）NO

2、X排放量低 （6）負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)特性好 （7）給煤點(diǎn)數(shù)量少 （8）無埋管磨損 課題二課題二 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)二、循環(huán)流化床鍋爐尚待進(jìn)一步研究的問題二、循環(huán)流化床鍋爐尚待進(jìn)一步研究的問題 1. 循環(huán)物料的分離2. 循環(huán)流化床內(nèi)固體顆粒的濃度選取3. 爐內(nèi)受熱面布置和溫度控制4. 運(yùn)行風(fēng)速（或截面熱負(fù)荷）的確定5返料機(jī)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(shè)計(jì) 10除塵課題三課題三 循環(huán)流化床鍋爐的分類循環(huán)流化床鍋爐的分類 n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(jiǎn)稱低倍率）循環(huán)流化床鍋爐，循環(huán)倍率K15；（

3、2）中倍率循環(huán)流化床鍋爐，K=1540；（3）高倍率循環(huán)流化床鍋爐，K40。 n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3kgNm；（2）中攜帶率循環(huán)流化床鍋爐，=5kgNm3左右；（3）高攜帶率循環(huán)流化床鍋爐，8kgNm3。 課題四課題四 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、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、五、利用流化床燃燒技術(shù)改造舊電站鍋爐、工業(yè)鍋爐和窯爐工業(yè)鍋爐和窯爐循環(huán)流化床鍋爐原

4、理圖循環(huán)流化床鍋爐的工作原理n基本概念n流化床的形成n爐內(nèi)動(dòng)力特性n煤的燃燒與爐內(nèi)傳熱n流化床燃燒主要污染物排放控制課題一 基本概念n床料n物料n堆積密度與堆積空隙率n顆粒平均直徑、當(dāng)量直徑及形狀系數(shù)n燃料粒比度n流化速度n臨界流速與臨界流量n物料循環(huán)倍率課題一 基本概念n床料： 鍋爐啟動(dòng)前，布風(fēng)板上先鋪有一定厚度、一定粒度的“原料”，稱做床料。n物料： 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)。它不僅包含床料成分，還包括鍋爐運(yùn)行中給入的燃料、脫硫劑、返送回來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通過回料閥返送回爐膛的物料叫循環(huán)物料，而未被捕捉分離下

5、來的細(xì)小顆粒一般稱做飛灰，爐床下部排出的較大顆粒叫爐渣（也稱做大渣）。因此飛灰和爐渣是爐內(nèi)物料的廢料。 課題二 流化床的形成圖217 氣固接觸形式課題三 爐動(dòng)力特性n寬篩分顆粒流態(tài)化時(shí)的流體動(dòng)力特性 （1）在任一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量。 （2）無論床層如何傾斜，床表面總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀。 （3）床內(nèi)固體顆?？梢韵窳黧w一樣從底部或側(cè)面的孔口中排出。 （4）密度高于床層表觀密度（如果把顆粒間的空體積也看作顆粒體積的一部分，這時(shí)單位體積的燃料質(zhì)量就稱為表觀密度）的物體在床內(nèi)會(huì)下沉，密度小的物體會(huì)浮在床面上。 （5）床內(nèi)顆?；旌狭己茫虼?，當(dāng)加熱床

6、層時(shí)，整個(gè)床層的溫度基本均勻。課題四 煤內(nèi)的燃燒與爐內(nèi)傳熱n循環(huán)流化床燃燒特點(diǎn) （1）燃料通過物料循環(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。 （2）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SO2，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NOX的排放，而且使燃燒份額的分配更趨合理，同時(shí)爐內(nèi)溫度場(chǎng)也更加均勻。n循環(huán)流化床爐內(nèi)熱交換 爐內(nèi)傳熱主要通過物料對(duì)受熱面的固體對(duì)流和固體、氣體輻射換熱實(shí)現(xiàn)的。 課題五 主要污染物排放控制n流化床燃燒對(duì)SO2的排放控制 脫硫的基本工作過程：給煤中的硫份在爐膛內(nèi)反應(yīng)生成SO2

7、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)生多孔疏松的CaO。SO2擴(kuò)散到CaO的表面和內(nèi)孔，在有氧參與的情況下， CaO 吸收SO2并生成CaSO4。 最佳脫硫溫度一般為850870。n流化床燃燒對(duì)NOX的排放控制課題五 主要污染物排放控制n流化床燃燒對(duì)NOX的排放控制 循環(huán)流化床鍋爐NOX排放低的主要原因是： （1）低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在850900左右，此時(shí)空氣中的氮一般不會(huì)生成NOX ； （2）分段燃燒，抑制燃料中的氮轉(zhuǎn)化為NOX ，并使部分已生成的NOX得到還原。循環(huán)流化床鍋爐的工作過程循環(huán)流化床鍋爐主要部件名稱循環(huán)流化床鍋

8、爐系統(tǒng)圖循環(huán)流化床鍋爐外觀圖220t/h循環(huán)流化床鍋爐模塊三 循環(huán)流化床鍋爐主要設(shè)備及作用n燃燒設(shè)備n物料循環(huán)系統(tǒng)n燃煤制備系統(tǒng)n風(fēng)煙系統(tǒng)n除渣、除灰系統(tǒng)課題一 燃燒設(shè)備一、燃燒室結(jié)構(gòu)形式二、布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類三、點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置四、給料裝置與給料方式燃燒室結(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）與煤粉爐的不同，燃燒室底部有爐篦把爐膛封住，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： （1）圓形爐膛； （2）方形爐

9、膛，方形爐膛又分為正方形和長(zhǎng)方形兩種； （3）下圓上方形爐膛。燃燒室結(jié)構(gòu)形式燃燒室結(jié)構(gòu)形式 圖1-汽包；2-水冷壁；3-過熱器；4-省煤器；5-空氣預(yù)熱器；6-分離器；7-物料返回管燃燃 燒燒 室室 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 形形 式式圖3-2 水冷壁內(nèi)襯防磨簡(jiǎn)圖 燃燒室結(jié)構(gòu)形式（a）爐膛（b）褲衩腿（c）有開口的分隔墻（d）主、副床（e）有埋管的差速床返回布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類 n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：（1）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

10、大、流化死區(qū)等不良現(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)。 n1布風(fēng)板 定義：流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦稱作布風(fēng)板。 n布風(fēng)板的主要作用有： （1）支撐爐內(nèi)物料； （2）合理分配一次風(fēng)，使通過布風(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)。 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3-5 布風(fēng)板結(jié)構(gòu)形式示意圖（a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）傾斜型風(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

11、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。n風(fēng)帽的類型：（1）小孔徑風(fēng)帽；（2）較大孔徑風(fēng)帽；（3）導(dǎo)向風(fēng)帽。布風(fēng)裝置的結(jié)構(gòu)、作用和種類風(fēng)帽的結(jié)構(gòu)點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置n循環(huán)流化床點(diǎn)火，就是通過外部熱源使最初加入床層上的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 床上點(diǎn)火 床下點(diǎn)火 固定床點(diǎn)火 ：床上點(diǎn)火講義返回點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置圖3-10 煙氣發(fā)生器點(diǎn)火裝置1-蒸汽鍋爐；2-流化床；3-風(fēng)帽；4-天然氣點(diǎn)火系統(tǒng)；5-風(fēng)室；6-三次風(fēng)；7-二次風(fēng)；8-輔助燃燒器；9-熱煙氣發(fā)

12、生器；10-油點(diǎn)火系統(tǒng)；11-啟動(dòng)運(yùn)行混合空氣；12-油燃燒器；13-丙烷/天然氣輔助燃燒器點(diǎn)火方式與點(diǎn)火裝置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，通常包括皮帶、鏈板、埋刮板、氣力輸送設(shè)備以及圓盤給料機(jī)和螺旋給料機(jī)（俗稱絞籠）等。n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 圖圖3-14給料機(jī)結(jié)構(gòu)圖圖3-1給料機(jī)給料方式圖3-16 給料方式（a）正壓給料； （b）負(fù)壓給料課題二 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 n作用是將煙氣攜帶的大量物料分離下來并返送回爐內(nèi)形成循環(huán)床燃燒。 爐膛物料分離器立管、回料器煙氣飛灰煙