提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的措施.ppt

1、提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的措施,華中科技大學煤燃燒國家重點實驗室,2020/10/4,2,CFB鍋爐的優(yōu)點,燃料適應(yīng)性特別好 燃燒效率高 負荷調(diào)節(jié)性能好 灰渣綜合利用 環(huán)境性能特別好：能脫除SO2,NOX和CO2,2020/10/4,3,鍋爐廠生產(chǎn)的CFB鍋爐業(yè)績表（-2007年3月）,2020/10/4,4,受熱面磨損、爆管。 耐熱防磨層磨損、破裂。 風帽磨損與漏灰。 冷渣器堵塞與結(jié)渣。 燃燒分層。 燃燒脈動。 燃燒爆炸。,大型CFB鍋爐運行中的主要問題,2020/10/4,5,某臺135MW CFB鍋爐熱效率和各項熱損失,影響循環(huán)流化床鍋爐熱效率的主要因素有： 燃燒溫度、燃煤種類、飛灰含碳

2、量、爐渣含碳量、和排煙溫度。 過剩空氣系數(shù)，燃煤粒度及分布，脫硫，一、二次風比率，給煤方式及灰渣物理熱損失。,2020/10/4,6,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,適當提高燃燒溫度,2020/10/4,7,其中:p為碳粒子的燃燼時間，s；T b為燃燒溫度，；dp為碳粒子直徑，cm。 碳粒子的燃燼時間與燃燒溫度有關(guān)，提高燃燒溫度能明顯的縮短碳粒子的燃燼時間。,燃燒溫度,2020/10/4,8,不同粗碳粒子的燃燼時間隨燃燒溫度的變化,2020/10/4,9,細碳粒子燃燼時間隨燃燒溫度的變化,煤粒徑,mm,當 從800升高到950時，碳粒子的燃燼時間縮短6倍左右,2020/10/4,10,溫度

3、 顆粒粒徑 燃盡時間,2020/10/4,11,燃燒溫度（）,當燃燒溫度從870提高到920，燃燒溫度增加50時，鍋爐燃燒效率提高了2個百分點左右,2020/10/4,12,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,降低飛灰含碳量提高鍋爐燃燒效率,2020/10/4,13,影響飛灰含碳量的主要因素,燃燒溫度 煤的種類 分離飛灰的循環(huán)倍率 燃燒室上部燃燒偏斜 燃燒氧量的供給 分離器的分離效率 除塵灰再循環(huán)燃燒,2020/10/4,14,(1) 提高燃燒溫度,當燃燒溫度從900提高到950時，飛灰含碳量從22.5%降到10%左右，降低了12.5個百分點。燃燒溫度提高1，飛灰含碳量降低0.25個百分點。,

4、2020/10/4,15,當燃燒溫度從900提高到950時，飛灰含碳量從22.5%降到15%，降低了7.5個百分點。燃燒溫度提高1，飛灰含碳量降低了0.15個百分點。,與煤種1相比, 影響程度的不同是由煤的燃燒反應(yīng)性差異所決定的。,2020/10/4,16,(2) 煤種的影響,揮發(fā)分低的難燃煤種，如福建龍巖的無煙煤飛灰含碳量較高；揮發(fā)分高的易燃煤種，如煙煤，褐煤等，飛灰含碳量較低。 一般無煙煤的飛灰含碳量比煙煤要高5-10個百分點。,2020/10/4,17,(3) 分離灰循環(huán)倍率的影響,2020/10/4,18,分離灰循環(huán)倍率為5時，飛灰含碳量為12.5%左右。 分離灰循環(huán)倍率從3提高到4，

5、飛灰含碳量降低約2.5個百分點。 從7提高到8時，降低了1個百分點。 從14 提高到18時，只降低了0.5個百分點。 分離灰循環(huán)倍率在2-6之間變化，對飛灰含碳量的影響是最有效的。 分離灰循環(huán)倍率為7時，飛灰含碳量為11%，為進一步降低飛灰含碳量宜采用尾部降塵灰再循環(huán)燃燒。,2020/10/4,19,(4) 燃燒偏斜的影響,某135MW CFB鍋爐燃燒偏斜特征,2020/10/4,20,左側(cè)分離器進口煙氣溫度為923，返料溫度為867，經(jīng)分離器后溫度降低了56。 右側(cè)分離器進口煙氣溫度為889，返料溫度為956，經(jīng)分離器后溫度升高了67。 這時Cf =11%。 若消除了燃燒室上部的燃燒偏斜，飛

6、灰含碳量Cf 8%是有可能的。,2020/10/4,21,燃燒室深度(m)(左為前墻方向),(5) 燃燒氧量供給的影響,高壩電廠410t/h CFB鍋爐燃燒室深度方向煙氣含氧量分布： 靠前墻2m之內(nèi)含氧量較低，在3%-6%范圍內(nèi)； 靠后墻1.5m之內(nèi)含氧量較高，在6%-10%之間； 在燃燒室中心區(qū)2.5m范圍內(nèi)，含氧量最低，接近于零。,2020/10/4,22,原因：,前墻缺氧：回料管給煤，煤燃燒消耗了氧氣； 后墻富氧：燃燒少耗氧少； 中心區(qū)缺氧：二次風穿透能力弱，送不到中心區(qū)，引起了供氧不足。,2020/10/4,23,調(diào)整后高壩410t/h CFB鍋爐燃燒室深度方向煙氣含氧量分布,調(diào)整燃燒

7、室前后墻的二次風量，增加前部供風量，減少后部供風量，和加強二次風的穿透能力。 在燃燒室出口煙氣含氧量為3%-4%的情況下，燃燒室中心區(qū)煙氣含氧量從原來的零提高到了3%左右，后墻區(qū)含氧量從9%降到了7%。,2020/10/4,24,(6) 提高分離器分離效率,分離器的分離效率與分離灰循環(huán)倍率的關(guān)系：,m為分離灰循環(huán)倍率，c為分離器分離效率，Ay為燃煤灰分含量，為飛灰份額 。,分離效率高，分離灰循環(huán)倍率大； 煤中灰份含量高，分離灰循環(huán)倍率大； 燃燒室出口飛灰份額大，分離灰循環(huán)倍率高。,2020/10/4,25,分離效率與循環(huán)倍率的關(guān)系,2020/10/4,26,為保證分離灰循環(huán)倍率為9 對熱值為2

8、2.212MJ/kg的III類煙煤，要求分離器的分離效率為98%； 對熱值為9.308 MJ/kg 的類煤矸石，要求分離效率為96%。,2020/10/4,27,高壩410t/hCFB鍋爐飛灰含碳量與粒徑的關(guān)系, 37m的灰粒，Cf為1%左右 6-18m的灰粒， Cf = 28%。 降低6-18m灰粒的Cf是提高燃燒效率的關(guān)鍵,2020/10/4,28,偏心排氣管旋風分離器,480t/h CFB鍋爐： 偏心556mm； 加速段，向下傾斜10； 倒錐形，銳角取5.2。,2020/10/4,29,分離器改造前后對比,改造后的分離器的dc50，從180 m降為80 m，分離效率明顯提高、飛灰含碳量明

9、顯降低。 同樣的脫硫效率，改造后的Ca/S下降40%。,2020/10/4,30,(7) 除塵灰再循環(huán)燃燒,R=0.3，Cf從23%降到13% R=0.6，Cf從23%降低到4%,高壩410t/hCFB鍋爐 第一電場除塵灰再循環(huán)燃燒，Cf從28%降到13%，c達到設(shè)計值97.2% 。,2020/10/4,31,石家莊永泰熱電廠75t/h CFB鍋爐,鍋爐改造前后飛灰含碳量和熱效率比較,2020/10/4,32,鎮(zhèn)海220t/h CFB鍋爐改造前后飛灰含碳量比較,2020/10/4,33,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,3. 降低床底渣含碳量,2020/10/4,34,粗粒子在濃相床內(nèi)的停留

10、時間：,Hb - 靜止床料高度，m ； Fd - 布風板面積，m2； b -靜止床料的堆積密度，kg/m3； B為燃煤消耗量，kg/h； 為燃煤中粗粒子的份額 。,2020/10/4,35,粗粒子在濃相床內(nèi)的停留時間（75t/h CFB鍋爐）,2020/10/4,36,熱值為25.08MJ/kg的高熱值優(yōu)質(zhì)煤， 為29.8min； 熱值為4.18MJ/kg的低熱值煤， 為6.2min。 高熱值煤的停留時間為低熱值煤的5倍。這就是CFB鍋爐燒低熱值煤床底渣含碳量高的原因。,2020/10/4,37,對于75t/hCFB鍋爐（比較前面的數(shù)據(jù)）,燒熱值16.72MJ/kg煤： 在950的燃燒溫度下，

11、所有粗粒子的停留時間大于燃 燼時間，床底渣燒透； 當燃燒溫度為900時，大于4mm的粗粒子停留時間小于燃燼時間，存在夾碳損失； 當燃燒溫度為850，大于2mm的粒子停留時間小于燃燼時間，存在夾碳損失； 當燃燒溫度為800時，大于1mm的粒子停留時間小于燃燼時間，存在夾碳損失；,2020/10/4,38,燒熱值低于12.54MJ/kg的劣質(zhì)煤，燃燒溫度小于900時，所有大粒子的燃燼時間大于其停留時間，床底渣均有夾碳損失。,2020/10/4,39,降低床底渣含碳量的技術(shù)措施,設(shè)計鍋爐時：保證粗粒子在濃相床內(nèi)的停留時間大于其燃 燼時間。燒劣質(zhì)煤時，宜將床截面積大一 些，流化速度取低一點，料層厚度設(shè)

12、計厚一 些。 鍋爐運行時：維持合理燃燒溫度，適當提高料層厚度。 制備合適粒度及大小分布的燃煤，防止燃燒分 層。,2020/10/4,40,135MW CFB鍋爐燃燒室的截面燃燒溫度的分布,2020/10/4,41,圖中部43個溫度測點離布風板300mm，溫度相差大（ 151.1 - 939.1 ） ； 占燃燒室截面積的5/6，高度估計有300mm到500mm的區(qū)域，溫度低于790，發(fā)生燃燒分層； 估計1/3的濃相床區(qū)域發(fā)生了燃燒分層，粗粒子在濃相床內(nèi)停留時間減少了約1/3；,2020/10/4,42,135MW CFB分層燃燒發(fā)生的原因,排渣出口從4個改為2個 排渣口布置不均勻 風帽出口小孔風

13、速偏低(25m/s) 消除分層燃燒現(xiàn)象，將床底渣含碳量從4%降到2%以下是有可能的。,2020/10/4,43,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,4. 降低排煙溫度，減少排煙熱損失,2020/10/4,44,影響排煙熱損失的主要兩個因素,排煙溫度 (130 140 ) 過?？諝庀禂?shù) (1.35 1.40),2020/10/4,45,降低排煙溫度的技術(shù)措施,將光管省煤器改為螺旋管省煤器，增加受熱面; 定期吹灰，清理受熱面； 降低排煙溫度，排煙溫度降低15，鍋爐熱效率提高約1%。,2020/10/4,46,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,1、根據(jù)燃煤性質(zhì)，設(shè)計CFB鍋爐技術(shù)路線，包括煤制備系

14、統(tǒng)、爐膛結(jié)構(gòu)、分離器型式等，制定恰當?shù)倪\行策略； 2、適當提高爐膛燃燒溫度； 3、通過提高燃燒溫度、分離器效率、保證爐膛中心區(qū)氧量供應(yīng)、避免燃燒偏斜、電除塵灰再循環(huán)等措施降低飛灰含碳量 4、布置適量排渣口、保證布風質(zhì)量和燃煤級配，通過運行調(diào)整，避免燃燒分層，降低爐渣含碳量； 5、適當降低排煙溫度（130-140 ）。,2020/10/4,47,提高循環(huán)流化床鍋爐熱效率的技術(shù)措施,5. 優(yōu)化燃燒調(diào)整和控制,2020/10/4,48,優(yōu)化燃燒,提高燃燒效果，900-950 改善脫硫效果，830-880 控制NOX的生成量200mg/Nm3-400 mg/Nm3之間，(830-930),2020/1

15、0/4,49,煙氣成分檢測,煙氣成分包括O2、NO2（NO）、N2O、SO2（SO3）、CO2、CO、N2等。 根據(jù)O2，CO和CO2含量控制空氣量 根據(jù)SO2含量控制石灰石加入量 根據(jù)NOX含量控制燃燒溫度,2020/10/4,50,雷曼激光氣體分析儀,可同時多點檢測多種氣體； 檢測精度高； 檢測速度快，可達毫秒級的響應(yīng)時間； 是一種工業(yè)級產(chǎn)品，可在各種惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定運行； 可以將測得的數(shù)據(jù)或模擬信號傳輸給電廠控制部門，實現(xiàn)燃燒的優(yōu)化閉環(huán)控制； 能通過區(qū)域網(wǎng)或因特網(wǎng)進行遠程操作，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂剖一蛏霞壉O(jiān)測部門，實現(xiàn)實時監(jiān)測。,2020/10/4,51,激光氣體成分分析儀的工作原理,2020/10/4,52,激光氣體分析儀的特點,測量氣體可達300種以上； 測試速度快，達毫秒級； 測量范圍大，精度高； 同時測8種氣體； 就地安裝； 全自動。,2020/10/4,53,激光氣體分析儀的種類,實驗室型 移動型 現(xiàn)場安裝型,2020/10/4,54,實驗室型LGA,2020/10/4,55,移動型LGA,2020/10/4,56,LGA的系統(tǒng)安裝,2020/10/4,57,LGA顯示屏幕,2020/10/4,58,LGA的測試數(shù)據(jù)圖,2020/10/4,59,LG