循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。

1.1 独特的燃烧机理

固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床

锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。

流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。

1.2 锅炉热效率较高

由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。

1.3 运行稳定，操作简单

循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。

90年代循环流化床在国内

应用初期，由于研究、设计、制造、安装、运行等各方面经验的缺乏，其应用中的确存在着连续运行时间短、出力不够、点火难、磨损严重、易结焦、辅机故障率高等许多问题，但经过十多年各方面不断完善化工作，不仅可以保证连续运行时间高于4000h，对有经验的设计、制造、安装和运行单位而言其他问题也已克服。只要保证不间断的给煤，保持炉膛膛压稳定，控制好炉膛温度，在30～100％BMCR的负荷下连续稳定运行不成问题。

1.4 燃料适应性广，对煤炭供应市场波动有较强的适应性

在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1～3％，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣等。因此，加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈，这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用，把煤料加热到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，因而对床层温度影响很小，而煤颗粒的燃烧，又释放出热量，从而能使床层保持一定的温度水平，这也是

流化床一般着火没有困难，并且煤种适应性很广的原因所在。循环流化床锅炉具有很高的燃烧热强度，其截面热负荷为4－6MW/m2，是链条炉的2－6倍，其炉膛容积热负荷为1.5－2MW/m3，是煤粉炉的8－11倍，因此它几乎可以燃烧在煤粉炉或链条炉中难以点燃和燃尽的贫煤、无烟煤、煤矸石等一切种类的燃料，并达到很高的热效率，这对于燃用当地劣质燃料、应对煤炭供应紧张形势有重要意义。分宜国产首台410t/h具有自主知识产权的循环流化床锅燃用当地劣质煤，热值在12000～21000Kj/kg之间大幅波动，但循环流化床锅炉始终基本稳定运行，其优越性非常明显。而链条炉、煤粉炉由于煤种变化较大，不是达不到出力，就是频繁发生灭火、结焦等故障。

1.5 污染物排放量低

循环流化床内的燃烧温度可以控制在850～950℃的范围内稳定而高效燃烧，这一燃烧温度抑制了热反应型NOx的形成，同时采用分级燃烧方式向炉膛内送入约30～40％的二次风，又可控制燃料型NOx 的产生。只要操作得当，运行平稳，可以控制NOx的排放量小于200～300mg/Nm3，其生成量仅为煤粉炉的1/3－1/4。

由于飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用；另外，已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化

钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5～2.0时，

脱硫率可达85～90％。而鼓泡流化床锅炉，脱硫效率要达到85～

90％，钙硫比要达到3～4，钙的消耗量大一倍。与煤粉燃烧锅炉相比，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。根据煤中含硫量的大小直接向炉膛内喷入或在给煤中掺入一定量的0～1mm的石灰石粉，可以脱去在燃烧过程中生成的SO2，脱硫效率可达到90％。

1.6 燃烧强度高，炉膛截面积小

炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。其截面热负荷约为 3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉炉。同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2～3倍。

1.7 床内不布置埋管受热面

循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，因而不存在鼓泡流化床锅炉的埋管受热面易磨损的问题。此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉、结焦处理时间短，可以长时间压火等。

1. 前言

中国是目前世界上经济发展最快的国家之一。在过去30年里，我国经济一直保持9.7%年平均增长率.未来几十年内，我国经济仍将保持高速上升的发展势头。而这种发展势头却给我们带来了严重的环境污染问题。目前我国化石燃料的利用现状是今后很长一段时间仍会以煤炭为主,据专家预测到2050年,我国的一次能源仍将以煤炭为主.而且

环境污染严重且用能效率较低.为了解决这个矛盾,使能源生产利用与环境相协调，实现可持续发展战略，响应党中央提出的建设环保节约型社会的号召,我们必须发展清洁煤燃烧技术.而循环流化床燃煤技术正是清洁煤利用技术的重要形式。本文主要针对循环流化床锅炉的特点和发展趋势做了综合阐述。

2 循环流化床锅炉特点

2.1循环硫化床锅炉的工作原理

循环流化床燃烧技术是20世纪70年代发展起来的一项新型燃烧技术。循环流化床燃烧特点有三,其一,是一种低温的动力控制燃烧;其二,是一种高浓度、高速度、高通量的固体液态化循环过程;其三,是一种高强度的热量、质量和动量传递过程.这种燃烧方式是炉内燃料在一种特殊的类似液体流动的状态下，炉膛内部分较细颗粒被烟气携带通过炉膛，部分固体颗粒产生回流，被携带出的颗粒经气固分离器再回送炉内反复燃烧，多次循环。由于循环流化床中燃料及脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应，且炉内紊流运动强烈，因而能达到相当高的脱硫效率和燃烧效率。

2.2 循环流化床锅炉的优点

循环流化床锅炉具有如下优点【1】【2】【3】：

2.2.1对燃料适应性广

在循环流化床锅炉中按质量百分比计，燃料仅占床料的1%～3%，其

余为灼热的床料，循环流化床内的特殊气固流动

特性使得气—固相和固—固相混合得非常好，因此，即使是很难着火的燃料，进入炉膛后也能很快与灼热的床料混合，被迅速加热至着火温度以上，而床层温度没有明显的降低.上述特点可以使得流化床既可以然用有质煤,也可以使得循环流化床锅炉几乎可以很容易地燃用各种劣质燃料。

2.2.2 脱硫效率高，污染物排放率低

和是煤燃烧中产生的主要污染性气体，这两种气体对环境和人类的健康都能产生严重危害。由于炉内温度对脱硫有利，且脱硫剂多次循环，炉内扰动很大，与烟接触时间长，故可以在较低的Ca/S比下，达到较高的脱硫效率。另外循环流化床锅炉采用较低的床温790℃至900℃)，可以获得较高的脱硫效率(在850℃床温下脱硫效率最高).经验表明,循环流化床锅炉的排放范围为50~150ppm.循环流化床锅炉排放低是有以下两个原因:一是低温燃烧,此时空气中的氮很难转化为;二是分段燃烧,抑制燃料中的氮转化为,并使部分已生成的得到还原.

2.2.3燃料预处理系统简单

循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm,与一般的煤粉炉相比,燃

料的制备破碎系统都大为简化.此外,即便是燃用高水分煤,也不需要专门的处理系统.

2.2.4燃烧强度高,炉膛截面积小

炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床的主要有点之一.循环流化床锅炉的截面热负荷约为 3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉.同样热负荷鼓泡流化床需要的炉膛截面积要2~3倍于循环流化床锅炉.

2.2.5燃烧效率高

在循环流化床锅炉中，燃烧区域扩展到整个炉膛乃至气固分离器，携带出炉膛的颗粒被气固分离器捕集，并直接送回燃烧室下部循环再燃烧，使燃料可以在炉膛停留较长的时间有利于充分燃烧;在某些循环流化床锅炉中，从分离器逃逸的细颗粒在尾部烟道被安装在那里的回收设备所收集，并回送到燃烧室燃烧进一步降低了不完全燃烧损失，提高了燃烧效率。

目前国内循环流化床锅炉中,高循环倍率循环流化床锅炉(循环倍率在20上)占主流地位,而循环倍率的提高将极大的提高炉膛燃烧效率.因而循环流化床锅炉的燃烧效率可以达到煤粉炉的水平.

2.2.6负荷调节范围大,负荷调节快

当负荷变化时,只需调节给煤量、空气量和物料循环量,不必像鼓泡流化床那样采用分床压火技术.一般而言,循环流化床锅炉的负荷调节比可达(3~4):1. 另外循环流化床锅炉由于截面风速高和吸热控制容易，所以负荷调节很迅速,负荷调节速度可达5%～10%/min。当循环流化床锅炉用作电站锅炉时,电站供电负荷是个随时间变化的实时变量,要

求锅炉的负荷能迅速调节相适应.而循环流化床锅炉上述特点可以有效的满足电站负荷实

时变化的需求.

2.2.7炉内不布置埋管受热面

循环流化床锅炉一般不在下部固体浓度较大的密相区布置埋管受热面，而是采用水冷壁和上部对流辐射受热面或者外置换热器来吸收气固混合物的热量，因此可相对降低对受热面的磨损。此外,由于炉内没有埋管受热面,启动、停炉、结焦处理时间短,同时长时间压火后可直接启动.

2.2.8投资及运行费用低

由于炉内运行温度一般低于灰的熔点，因此大大降低了炉内结渣和积灰的概率。与煤粉炉相比,循环流化床锅炉可以方便的在炉膛内实现石灰石脱硫,不必配备价格昂贵的脱硫设备,虽然流化床锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉,但比起配置脱硫设备的煤粉炉要低15%~20%.

由于循环流化床锅炉具有以上这些特点，在有效利用煤炭资源的同时又有效经济地解决环保问题，从而使得循环流化床技术被认为是煤炭燃烧技术重大革新，在国内外都有极为光明的应用前景。

3. 循环流化床锅炉的分类

随着循环流化床锅炉的发展.出现了一系列具有不同结构特点和运行参数的循环流化床锅炉,分类标准有以下多种标准:

3.1 按分离器的工作温度分类

分离器是循环流化床的重要部件,其作用是保证将大量的固体物料从热烟气中分离出来,再送回炉膛以维持循环流化床锅炉炉膛的循环流化床燃烧工况.依照分离器工作温度的高低,可将循环流化床锅炉分为采用高温分离器的循环流化床锅炉、用中温分离器的循环流化床锅炉和采用低温分离器的循环流化床锅炉.具体来说:高温分离器的工作温度范围为850~900℃,与炉膛温度基本相同;中温分离器的工作温度范围为400~600℃,这种锅炉的一般通过在炉膛中部布置屏式受热面和蒸发受热面来吸热使得炉膛出口烟温降到约400℃,显著改善了分离器的工作条件.低温分离器的工作温度为200~300℃.

3.2 按分离器的结构分类

循环流化床锅炉中应用的分离器形式多样,如按所用分理器的形式分类,可分以下几类:采用旋风分离器的循环流化床锅炉;采用惯性分离器的循环流化床锅炉;采用组合分离系统的循环流化床锅炉和采用涡旋燃烧分离器的循环流化床锅炉.这里重点谈谈采用旋风分离器的循环流化床锅炉.

3.2.1 采用旋风分离器的循环流化床锅炉

旋风分离器无论在理论上和实践上均较成熟,分离效率高,已在循环流化床锅炉中得到广泛应用.从有无冷却的角度来分,又可分为绝热式旋

风分离器、水冷式旋风分离器和汽冷式旋风分离器.例如:广西百色资源综合利用电厂(田阳火电厂)150MW等级480蒸吨超高压自然循环流化床锅炉,该型锅炉型号为DGJ480/13.73-II5,物料循环倍率为25~35.这种锅炉是由四川自贡东锅从美国F

oster Wheeler公司引进技术,自主研发的电站循环流化床锅炉,其最大的特点之一就是每台锅炉配置两个汽冷式旋风分离器,实测表明该型锅炉运行状况良好.该锅炉的另一个最大特点就是尾部烟道由包墙分隔，在锅炉深度方向形成双烟道结构，前烟道布置了两组低温再热器，后烟道从上到下依次布置有高温过热器、低温过热器，向下前后烟道合成一个,而每个烟道都有烟道挡板调节烟道中烟气流量,以此达到调节过热汽温和再热汽温的作用.下图为该锅炉汽冷式旋风分离器图片和锅炉三维模型图.

3.3 按工质压力分类【4】

按工质压力可分为低压(蒸汽压力小于 1.275MPa)、中压(压力约为3.825 MPa) 、高压(压力约为9.8 MPa) 、超高压(压力约为13.8 MPa) 、亚临界(压力为16.67 MPa)循环流化床锅炉和超临界(压力大于22.13 MPa)循环流化床锅炉.

3.4 按物料循环倍率分类【5】

物料循环倍率定义有多种,一般的定义是指由单位时间内由回料机构送回炉膛的循环物料质量与单位时间内加入炉膛的燃料质量的比值.不管物料循环倍率采用那种定义,其实质是一样的,是表示循环流化床锅炉灰循环的强度的一个指标.循环倍率是循环流化床锅炉很关键的一个指标,它的大小对循环流化床锅炉的燃烧特性、流体动力特性和传热特性等影响显著.根据循环流化床锅炉物料循环倍率的大小可将循环流化床锅炉分为高循环倍率、中循环倍率和低循环倍率锅炉.循环倍率为1~5之间的称为低循环倍率锅炉; 循环倍率为6~20之间的称为中循环倍率锅炉20以上的称为高循环倍率锅炉;上面提到的田阳电厂的东锅制造的循环流化床锅炉就是个典型的高循环倍率循环流化床锅炉.

3.5 按其它方式分类

按炉膛压力分为常压、增压循环流化床锅炉;按水循环方式分为自然循环和强制循环循环流化床锅炉;按固体物料循环方式分为内循环和外循环循环流化床锅炉;还有按有无外置式换热器的分类方式,这里不再详述.

4. 循环流化床锅炉总的发展趋势

随着世界工业的迅速发展,人口膨胀和生活水平的提高,资源枯竭和环境恶化问题日益突出.而解决这一问题的最重要的一个方面就是高效清洁的利用化石能源进行发电.具体包括三个方面:提高电站锅炉的参

数、采用循环流化床燃烧方式和采用蒸汽-燃气联合循环发电机组.由此可见,循环流化床锅炉的发展趋势必然是大型化、高蒸汽参数和增压循环流化床锅炉(应用与蒸汽-燃气联合循环发电机组)的方向发展.另外,热电联产也是提高化石燃料能量利用率的一种有效方法.下面分别论述.

循环流化床锅炉的技术特点

编号：SM-ZD-33151 循环流化床锅炉的技术特 点 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改

循环流化床锅炉的技术特点 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。 2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧

过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达80%--90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平。

循环流化床锅炉设计《毕业设计》

目录 1 绪论 (3) 1.1循环流化床锅炉的概念 (3) 1.2 循环流化床锅炉的优点 (3) 2 燃料与脱硫剂 (6) 2.1 燃料 (6) 2.2 脱硫剂 (6) 3 无脱硫工况计算 (7) 3. 1无脱硫工况下燃烧计算 (7) 3. 2无脱硫工况下烟气体积计算 (7) 4 灰平衡与灰循环倍率 (8) 4.1 循环灰量 (8) 4.2 灰平衡计算 (8) 4.2.1 灰循环倍率 (8) 4.2.2 a n与a f和ηf的关系 (9) 5 脱硫工况计算 (10) 5.1 脱硫原理 (10) 5.2 NO X的排放 (10) 5.3 脱硫计算 (11) 6 燃烧产物热平衡计算 (14) 6.1 炉膛燃烧产物热平衡方程式 (14) 6.2 燃烧产物热平衡计算 (14) 7 传热系数计算 (17) 7.1 炉膛传热系数 (17) 7.2 汽冷屏传热系数 (17) 7.3 传热系数的计算 (17) 8 炉膛结构设计与热力计算 (20) 8.1 炉膛结构 (20) 8.1.1 炉膛结构设计 (20) 8.1.2 炉膛受热面积计算 (20) 8.2 炉膛热力计算 (21)

9 汽冷旋风分离器结构设计与热力计算 (24) 9.1 汽冷旋风分离器结构设计 (24) 9.2 汽冷旋风分离器热力计算 (24) 10 计算汇总 (27) 10.1 基本数据 (27) 10.1.1设计煤种 (27) 10.1.2 石灰石 (28) 10.2 燃烧脱硫计算 (28) 10.2.1 无脱硫工况时的燃烧工况 (28) 10.2.2 无脱硫工况时的烟气体积计算 (28) 10.2.3 脱硫计算 (29) 10.2.4 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性 (32) 10.2.5 脱硫工况时燃烧产物焓温表 (32) 10.3 锅炉热力计算 (34) 10.3.1 锅炉设计参数 (34) 10.3.2 锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量 (34) 10.3.3 炉膛膜式水冷壁传热系数计算 (36) 10.3.4 炉膛汽冷屏传热系数计算 (38) 10.4 结构计算 (41) 10.4.1 炉膛膜式水冷壁计算受热面积 (41) 10.4.2 炉膛汽冷屏计算受热面积 (43) 10.4.3 汽冷旋风分离器计算受热面积 (44) 10.5 热力计算 (46) 10.5.1 炉膛热力计算 (46) 10.5.2 汽冷旋风分离器热力计算 (49) 设计总结 (53) 谢辞 (54) 参考文献 (55)

循环流化床锅炉技术(岳光溪)

循环流化床技术发展与应用 岳光溪清华大学热能工程系 摘要：循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。我国自上世纪八十年代后采取引进和自我开发两条路线，完全掌握了中小型循环流化床锅炉设计制造技术，在大型循环流化床燃烧技术上已经完成了首台135MWe超高压再热循环流化床锅炉的示范工程。引进的300MWe循环流化床锅炉进入示范实施阶段。燃煤循环流化床锅炉已在中国中小热电和发电厂得到大面积推广使用。中国积累的设计运行经验对世界上循环流化床燃烧技术的发展做出了重要贡献。超临界循环流化床锅炉是今后循环流化床燃烧技术发展极为重要的方向，是大型燃煤电站污染控制最具竞争力的技术。我国已经具备开发超临界循环流化床锅炉的能力，在政府支持下可以实现完全自主知识产权的超临界循环流化床锅炉，扭转过去反复引进的被动局面。 前言 能源与环境是当今社会发展的两大问题。我国是缺油，但煤炭资源相对丰富大国。石油天然气对我国是战略资源，要尽量减少直接燃用。目前一次能源消耗中煤炭占65%，在可预见的若干年内还会维持这个趋势。可见发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当今亟待解决的问题。 循环流化床是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有许多其它燃烧方式所没有的优点： 1）由于循环流化床属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为120ppm左右。并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加FGD，是目前我国在经济上可承受的燃煤污染控制技术； 2）燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤； 3）排出的灰渣活性好，易于实现综合利用。 4）负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的30%左右。 因此，在我国目前环保要求日益严格，煤种变化较大和电厂负荷调节范围较大的情况下，循环流化床成为发电厂和热电厂优选的技术之一。我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。据不完全统计，现有近千台35~460t/h 循环流化床蒸汽锅炉和热水锅炉在运行、安 106.78t/h，见图1；参数从中压、次高压、高压发 展到超高压，单台容量已经发展到670t/h，见图2。 截至2003年，投运台数已有700多台。单炉最大 容量为465t/h，发电量150MWE。近三年，我国 循环流化床锅炉发展迅速，100MWe以上循环流 化床锅炉订货量达到近80台，100MWe以下循环 流化床锅炉订货超过200台。今后，随着环保标 准的提高，供热及电力市场对循环流化床锅炉的 需求将会进一步扩大。

循环流化床锅炉的设计与实现毕业设计

循环流化床锅炉的设计与实现毕业设计 目录 目录 (1) 摘要 (1) Abstract (2) 第一章概述 (3) (3) 1.2循环流化床特点 (4) 1.2.1循环流化床优点 (4) 1.2.2循环流化床缺点 (5) 第二章燃料与脱硫剂 (6) 2.1 燃料 (6) 2.2 脱硫剂 (6) 第三章脱硫与排烟有害物质的形成 (7) 3.1循环流化床锅炉在环保上的必要性 (7) 3.2影响循环流化床锅炉SO2的排放控制 (7) 3.2 影响脱硫效率的一些主要因素 (8) 3.3 无脱硫工况燃烧计算 (9) 3.3.1无脱硫工况下燃烧计算 (9) 3.3.2无脱硫工况下烟气体积计算 (9)

第四章物料循环倍率 (10) 4.1循环灰量 (10) 4.2物料循环倍率的选择 (10) 第五章脱硫工况计算 (12) 5.1燃烧和脱硫化学反应式 (12) 5.2脱硫计算 (12) 第六章锅炉燃烧产物热平衡 (17) 6.1脱硫对循环流化床锅炉热效率的影响 (17) 6.1.1脱硫对入炉可支配热量的影响 (17) 6.1.2脱硫对q4的影响 (17) 6.1.3脱硫对q2的影响 (18) 6.1.4脱硫对q6的影响 (18) 6.2锅炉热平衡计算 (18) 第七章传热系数计算 (21) 7.1炉膛膜式水冷壁传热系数计算 (21) 7.2炉膛汽冷屛传热系数计算 (22) 第八章锅炉结构设计 (24) 8.1炉膛设计 (24) 8.1.1炉膛介绍 (24) 8.1.2炉膛床温选择 (24) 8.1.3炉膛高度的选择 (25) 8.2炉膛汽冷屛设计 (25)

8.3汽冷旋风分离器设计 (26) 8.4回料器的设计 (27) 第九章热力计算 (29) 9.1炉膛热力计算 (29) 9.2汽冷旋风分离器热力计算 (31) 第十章尾部受热面 (34) 10.1 过热器 (34) 10.2 省煤器 (34) 10.3 空气预热器 (36) 第十一章计算结果 (38) 11.1 基本数据 (38) 11.1.1 设计煤种 (39) 11.1.2 石灰石 (39) 11.2 燃烧脱硫计算 (39) 11.2.1 无脱硫计算时的燃烧计算 (39) 11.2.2 无脱硫工况时的烟气体积计算 (40) 11.2.3 脱硫计算 (40) 11.2.4 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性 (43) 11.2.5 脱硫工况时燃烧产物焓温表 (43) 11.3 240t/h CFB 锅炉热力计算 (45) 11.3.1 锅炉设计参数 (45) 循环硫化床燃烧 (45)

哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍

哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍 哈锅的循环流化床锅炉技术主要源于与国外公司的技术合作，技术引进以及国内科研院所的合作。结合国内的市场情况以及用户的特殊要求，哈锅将合作、引进的技术进行有机的结合，并进行多方面的优化设计，推出具有哈锅特色、符合中国国情的循环流化床锅炉技术，为哈锅打开并占领国内循环流化床锅炉市场创造了技术上的优势。多年来，哈锅在原有的基础上，总结多台投运锅炉的运行经验，不断改革创新，推出新技术新产品，大大丰富了自己的设计思路和设计方案，从而满足了不同用户的各种要求。到目前为止，哈锅设计的燃料包括烟煤，贫煤、褐煤，无烟煤，煤矸石，煤泥以及煤+气混烧等，涉及燃料覆盖面很广；采用的回料阀包括单路回料阀和双路回料阀；采用的风帽包括大直径的钟罩式风帽和猪尾巴管式风帽；使用的冷渣器包括风水联合冷渣器、滚筒冷渣器和螺旋冷渣器；采用的点火启动方式包括床上点火、床下点火以及床上+床下联合点火启动；给煤方式包括前墙给煤、后墙给煤和前墙+后墙联合给煤。 下面详细介绍一下哈锅循环硫化床锅炉技术改进情况： 1、分离器 哈锅利用引进技术对分离器设计进行了优化，以提高分离器的分离效率，这些优化措施主要有： a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中的固体颗粒一个向下的动能，有助于气固分离。 b、偏置分离器中心筒，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场提高分离效率。 c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升气流的流速，减少漩涡气流对颗粒的裹带，提高分离效率。 d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于气固分离。 经过优化后分离器分离效率可达到99.5%以上,切割粒径d50=10-30um、d99=70-80um。高效分离器是降低飞灰可燃物的有效措施，同时也是实现高循环倍率的重要保证。

循环流化床锅炉操作工安全技术操作规程(标准版)

( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 循环流化床锅炉操作工安全技术操作规程(标准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.

循环流化床锅炉操作工安全技术操作规程 (标准版) 一、锅炉点火启动 第1条打开风室人孔门，检查内部无杂物积灰，无堵塞、无破缝、无变形。 第2条检查布风板上所有风帽有无损坏现象，风孔无堵塞，放渣管无变形、开裂现象。 第3条燃烧室喷嘴无堵塞现象。 第4条所有炉墙的膨胀缝用酸铝耐火纤维充填严密。 第5条旋风分离、转变烟道及返料器中无杂物、积灰，返料器布风板上的风帽小孔无堵塞现象。 第6条所有的测点无堵塞、损坏现象。热电偶一般插入炉膛10~15mm。

二、漏风试验和烘炉 第7条漏风试验： 1、将所有的人孔门、看火门、检查门关闭。 2、启动引风机，保持炉膛负压为8-10㎜H2O。 3、用点燃的火把靠近炉墙、烟道、炉顶等处逐一检查，如火舌被吸，则表明漏风，漏风部位经试验确定无误后作标记，试验结束后予以检修消除。 第8条烘炉 1、在流化室烘炉 (1)待炉墙炉顶施工完毕自然养护三天后，方可进行烘炉。 (2)在布风板上装入0-8㎜底料(以沸腾炉渣最宜)，厚度为300㎜。 (3)打开引风调节门。 (4)放入木柴，点火烘炉。烘炉时控制预热器的温度。 (5)在烘炉初期24小时内，排烟温度应<50℃ (6)24小时后，逐步增大火势，将排烟温度提高至60-80℃，稳

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3MW循环流化床锅炉设计特点及运行情况分析

135MW循环流化床锅炉设计特点及运行情况分析 1．概述 徐州彭城电力有限责任公司位于江苏省徐州市,根据国家环保及节约能源要求，扩建两台440t/h超高压中间再热循环流化床锅炉及135MW汽轮发电机组。 工程设计单位是中南电力设计院，锅炉由武汉锅炉股份公司供货，汽轮机和发电机由哈尔滨汽轮机有限公司供货。山东电力建设第三工程公司负责电厂主机的安装施工，机组调试由山东电力研究院负责。江苏兴源电力建设监理有限公司负责整个工程的监理工作。 机组于2004年2月28日开工建设，两台机组分别于2005年7月11日和9月16日顺利完成168小时满负荷试运行，移交电厂转入商业运行。 2．锅炉整体布置特点 2.1 锅炉本体设计参数及布置特点 锅炉是武汉锅炉股份有限公司采用引进的ALSTOM公司技术设计制造的首台440t/h超高压中间再热、高温绝热旋风分离器、返料器给煤、平衡通风、半露天布置的锅炉。 锅炉的主要设计参数如下表所示： 名称单位B-MCR B-ECR 过热蒸汽流量t/h 440 411.88 过热蒸汽出口压力MPa(g> 13.7 13.7 过热蒸汽出口温度℃540 540 再热蒸汽流量t/h 353.29 330.43 再热蒸汽进口压力MPa(g> 2.755 2.56 再热蒸汽进/出口温度℃318/540 313/540

锅炉启动点火和低负荷稳燃。炉膛前墙布置流化床风水冷冷渣器，把渣冷却至150℃以下。 第二部分为炉膛与尾部烟道之间布置有两台高温绝热旋风分离器，每个旋风分离器下部布置一台非机械型分路回料装置。回料装置将气固分离装置捕集下来的固体颗粒返送回炉膛，从而实现循环燃烧。 第三部分为尾部烟道及受热面。尾部烟道中从上到下依次布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器。过热器系统及再热器系统中设有喷水减温器。管式空气预热器采用光管卧式布置。 锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。 2.2 锅炉岛系统布置特点 输煤系统：原煤经两级破碎机破碎后，由皮带输送机送入炉前煤斗，合格的原煤从煤斗经二级给煤机，由锅炉返料斜腿进入炉膛燃烧。床料加入系统：启动床料经斗式提升机送入启动料斗，再通过输煤系统的给煤机，由锅炉返料斜腿进入炉膛。 一次风系统：一次风经空预器加热成热风后分成两路，第一路直接进入炉膛底部水冷风室，第二路进入床下启动燃烧器。 二次风系统：二次风共分四路，第一路未经预热的冷风作为给煤机密封用风，第二路经空预器加热成热风后分上、下行风箱进入炉膛，第三路热风作为落煤管输送风，第四路作为床上启动燃烧器用风。 返料器用风系统：返料器输送风由单独的高压流化风机<罗茨风机）供应，配置为2x100％容量<一运一备）。

循环流化床锅炉的特点

循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。 1.1 独特的燃烧机理 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床

锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。 流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。

1.2 锅炉热效率较高 由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。 1.3 运行稳定，操作简单 循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。

循环流化床锅炉部分部件原理

基本原理篇 第一章循环流化床锅炉的基本原理 第一节流态化过程循环流化床锅炉燃烧是一个特殊的气固两相流动体系中发生的物理化学过程，是一种新型燃用固体燃料的的锅炉。粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又在聚集物理衍变过程，是循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量与质量交换，形成炉内的循环；同时气流对固体颗粒有很大的夹带作用，使大量未燃尽的燃料颗粒随烟气一起离开炉膛，被烟气带出的大部分物料颗粒经过旋风分离器的分离又从新回到炉膛，来保持炉内床料不变的连续工作状态，这就是炉外的物料循环系统，也是循环流化床锅炉所特有的物料循环—循环从此而来。 咱们看一下这幅燃烧、循环分离图

1. 流态化：当气体以一定的速度流过固体颗粒层时，只要气体对固体颗粒产生作用力与固体颗粒所受的外力（主要是固体的重力）相平衡时，颗粒便具有了类似流体的性质，这种状态成为流态化, 简称流化。固体颗粒从固体床、起始流态化、鼓泡流态化、‘柱塞’流态化、湍流流态化、气力输送状态的六种流化状态。 2. 临界流化速度：颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度, 称为临界流化速度。此时所需的风量称为临界流化速度。 3. 流化床表现在流体方面的特性。 流化床看上去非常象沸腾的液体, 在许多方面表

现出类似液体的特性, 主要表现在以下几个方面: 1) 床内颗粒混合良好。因此，当加热床层时, 整个床层的温度基本均匀。 2) 床内颗粒可以象流体一样从容器侧面的孔喷出, 并能像液体一样从一个容器流向另一个容器。 3) 高于床层表观密度的颗粒会下沉, 小于床层表观密度的颗粒会浮在床面上。 4) 当床体倾斜时, 床层的上表面保持水平。 第二节循环流化床的基本原理 1. 循环流化床的特点: 1) 不再有鼓泡床那样清晰的界面，固体颗粒充面整个上升段空间。 2) 有强烈的热量、质量、和动量的传递过程。 3) 床层压降随流化速度和颗粒质量流量变化。 4) 低温的动力控制燃烧，也就是我们所说的床温在850-950℃之间范围，因为这个范围对灰的不会软化、碱金属不会升华受热面会减轻结渣和空气中不能生成大量的NOx。 5) 通过上升段内的存料量，固体物料在床内的停留时间可在几分钟至数小时范围内调节。 2.循环流化床锅炉的传热 1）颗粒与气流之间，以对流换热为主；

循环流化床锅炉的技术特点参考文本

循环流化床锅炉的技术特 点参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月

循环流化床锅炉的技术特点参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉 的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊 流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就 为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未 燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可 多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃 尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等 易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效 燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废 弃物。

2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、

生物质循环流化床锅炉技术介绍

生物质循环流化床锅炉技术介绍 发表时间：2019-09-21T22:55:42.280Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘曼 [导读] 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。 中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西太原 030012 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。生物质锅炉供热具有清洁环保经济适用的特点，一是技术比较成熟，工艺简单；二是大气污染物排放较少，生物质燃料锅炉燃烧排放SO2浓度较低，安装除尘设施后锅炉烟尘、氮氧化物排放可达到轻油排放标准，以林业剩余物为主的生物质燃料锅炉大气污染物排放可达到天然气标准；三是经济可行，生物质燃料价格较低，生物质锅炉供热有着较为明显的成本优势；四是分布式供热，直接在终端消费侧替代燃煤供热，分散布局，运行灵活，适应性强，满足多元化用热需求。目前国内生物质燃烧的锅炉有往复式炉排炉、水冷振动式炉排炉、循环流化床锅炉、联合炉排锅、链条炉等等。其中链条炉和循环流化床运行较为广泛。本文对循环流化床锅炉和链条炉进行分析比较，为生物质锅炉选型提供依据。 关键词：生物质；循环流化床锅炉；链条炉；技术性能比较；经济性比较 引言 生物质是清洁、稳定、分布广泛的可再生资源，生物质的利用符合能源转型、碳减排、清洁环保及治理雾霾的能源发展战略。随着国家对环境保护的要求不断提高，生物质等可再生能源的重要性逐渐增加，国家先后发布多个文件，大力支持生物质发电技术应用推广。生物质发电技术包括生物质直接燃烧发电、生物质混合燃烧发电、生物质气化发电等。生物质直接燃烧技术生产过程比较简单，设备和运行的成本相对较低，是现行的可以大规模推广利用的技术。而循环流化床燃烧方式因其强烈的传热、传质、低温燃烧、燃料适应性广，负荷调整范围宽、燃烧效率高等特点，被广泛的应用于生物质发电。本文从生物质燃料的特点出发，介绍生物质直燃流化床锅炉的技术特点及相关技术问题。 1生物质燃料特性 1.1几种典型的生物质燃料 固体生物质燃料取材广泛，主要包括木本原料，即树木和各种采伐、加工的残余物质；草本原料，如农作物秸杆、草类及加工残余物；果壳类原料，如花生壳、板栗壳等；其他混杂燃料，如生活垃圾、造纸污泥等。 1.2生物质燃料灰分特性 生物质灰中含有丰富的无机矿物质成分，如：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐与磷酸盐等，灰的组成对生物质的热解特性有着重要的影响，且硅酸盐、碱金属及碱土金属的存在易引起管路系统的结渣、堵塞。为了安全、高效地运行，需对生物质灰的主要矿物质及微量元素的组成进行全面的分析。 2生物质CFB锅炉技术开发 2.1国内外生物质发电技术应用 我国生物质能目前主要以农林废弃物为主，农业废弃物主要是农作物秸秆。生物质发电产业通常包括生物质直燃发电、生物质混燃发电和生物质气化发电。国外烧秸秆及其它生物质的新建机组一般都采用了炉排燃烧的小型锅炉。秸秆通常被打成标准尺寸的大捆，应用专用设备打捆、装卸和运输。秸秆通过螺旋送料机，送进炉膛，在炉排上燃烧。 2.2生物质CFB锅炉技术介绍 CFB锅炉的燃烧方式、高温床料、特殊的物料循环系统，低温燃烧、燃料的适应性广等特性，使其更适合生物质燃料的复杂多变及低氮排放要求。锅炉采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统，炉膛蒸发受热面采用膜式壁，炉膛内内置屏式三级过热器和水冷屏，以提高整个过热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温具有良好的调节特性。旋风分离器采用汽冷结构，回料阀为非机械型，回料为自平衡式。炉膛、分离器、回料阀组成了物料的热循环回路，分离后的烟气进入尾部烟道。尾部烟道采用三烟道型式，下行的一烟道内布置低温过热器、上行的二烟道内布置中温过热器和高温省煤器，下行的三烟道内布置低温省煤器和空气预热器。一、二烟道为膜式壁的包墙过热器，三烟道采用护板结构。低NOx燃烧技术和炉内脱硫，可有效控制NOx和SOx的排放，满足环保要求。同时为进一步超低排放，在分离器入口烟道预留SNCR.接口。 2.3相关配套设备 由于生物质燃料堆积密度小、比重轻，自密封性差，给料设备的选型尤为重要。可以采用两级螺旋给料系统或两级挡板给料系统。生物质锅炉沾污问题较重，一整套性能良好、质量可靠、数量足够的吹灰设备能在锅炉运行时保持尾部烟道内的过热器、再热器、省煤器和空气预热器受热面的清洁。由于生物质燃料灰分低、成灰特性差，可以考虑增加在线加料系统，以补充循环灰量的不足并能稀释碱金属浓度，降低结焦的风险，提高运行的安全性。 3流化床锅炉尾部排放NOx生成原理 3.1热力型和快速型 通过资料得知，1500℃是热力型NOx生成临界点。当温度＜1500℃时，NOx不易生成；当温度＞1500℃时，NOx生成量猛增。由于实际生产中本厂炉膛温度处于600-850℃，因此热力型不是本厂NOx的生成原因。另外快速型NOx由于其产生特点，实际生产中通常也不作为控制方向。 3.2燃料型 燃料型NOx是由燃料中的氮元素在燃烧时形成的。炉膛温度约为600℃-800℃时，燃料型NOx就能生成。研究发现空气系数是最重要的原因，转化率随空气系数增加而增大。结合本厂的实际情况得知，燃料型NOx是主要元凶，也是最主要的控制方向。在曲线中可以清晰的看到，当两侧空气系数升高时，NOx的生成量快速升高；当两侧空气系数降低时，NOx的生成量快速下降。因此控制合适的空气系数是重中之重。 4生物质锅炉生产中 NOx的控制方法（1）加强上配料精细化管理，燃运分部制定好当天的上配料方案，并按上配料方案提前做好干湿燃料的混合工作。上

循环流化床锅炉设计工艺分析

循环流化床锅炉设计工艺分析 发表时间：2019-07-05T11:57:11.573Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：黄凯[导读] 摘要：循环流化床锅炉应用的是工业化程度较高的洁净煤燃烧技术，在我国对工业生产环保要求越来越严的背景下，循环流化床锅炉做出了巨大的贡献。（武汉锅炉股份有限公司湖北武汉 430205）摘要：循环流化床锅炉应用的是工业化程度较高的洁净煤燃烧技术，在我国对工业生产环保要求越来越严的背景下，循环流化床锅炉做出了巨大的贡献。对于煤矸石、油页岩、城市垃圾以及废弃物等难燃的固体燃料，都可以作为循环流化床锅炉的燃料，不仅具有较高的燃烧效率，而且污染较小。因为循环流化床锅炉采用流态化燃烧，在设计运行中会存在磨损、结焦、物料循环不畅等问题，经过技术的不 断改进，这些问题都得到了很好的解决，下面对此进行阐述。关键词：循环流化床；锅炉；工艺循环流化床锅炉控制系统是一类新型的锅炉控制系统，在实际的应用中发挥重要作用。在生产环节中，为了可以提升循环流化床锅炉系统的性能，应该完善控制系统的分析，提升循环流化床锅炉设计方案。 1循环流化床锅炉设计运行中的常见问题 1.1磨损问题 循环流化床锅炉是把固态的燃料进行流体化处理，让燃料具有液体的流动性质，在其中可以加入煤矸石以及石灰等物质，可以达到除硫的效果。因为燃料是以液态化的方式流动的固体，所以这些颗粒在流动的过程中，会与接触到的设备发生碰撞，从而造成一定的磨损。循环流化床锅炉在运行的过程中，床料流动的速度越快、浓度越大，对锅炉受热面和耐火材料的表面所造成的冲击就越加强烈，从而导致这些部件的磨损。在床料流动的过程中，也会伴随温度的循环流动，在耐火构件热膨胀系数不同的情况下，受到机械应力的影响会对炉内耐火构件造成磨损。 1.2结焦问题 循环流化床锅炉结焦是设计运行中的常见问题，结焦不仅降低锅炉的运行效率，同时还威胁到锅炉运行的安全性。形成结焦的原因主要是旋风分离器超温、床料结块、返料器堵塞等，如果燃烧室温度超过灰的变形温度，会导致炉内未燃碳重新燃烧，在床温上涨的情况下形成结焦。如果物料循环系统漏风，热床料中的可燃物与氧气接触重新燃烧，但由于热量不足就会形成局部超温结焦。如果在启动期间煤油混烧时间较长，在风量与燃煤颗粒匹配不佳等情况下，燃烧速度过慢就会导致未完全燃烧的油渣与床料板结成块，在流化不良的情况下，形成松散的渣块。在返料器运行过程中如果因为堵塞而突然停止工作，由于炉内循环物料不足就会导致温度升高，从而导致高温结焦。 1.3旋风分离器的问题旋风分离器的主要功能就是进行气固分离，保证循环流化床锅炉的正常运行。旋风分离器结构比较简单，其运行效率主要与形状、结构、进口气体温度、入口烟温、入口颗粒等因素有关。如果分离器的运行效率达不到设计值，就会出现未完全燃烧现象，直接影响到锅炉的燃烧效率。在飞灰量较大的情况下，就会对尾部受热面造成严重的磨损，增加除灰设备的能耗。如果进入循环回路中的灰量较少，就无法达到设计的循环量，无法有效控制床温，对锅炉满负荷运行以及炉膛传热产生一定的影响。 2循环流化床锅炉设计工艺分析 2.1循环床气固两相流动在循环床内，颗粒会聚集在一起，这些粒子团聚在一起，导致颗粒的体积和重量增大，产生非常大的自由沉降终端速度，在一定的气流速度下，粒子会顺着锅炉墙向下运动。在粒子流动的环节中，气体和固体之间会产生非常大的相对速度，粒子会在锅炉壁上沉积。在粒子团不断的聚集、下沉和上升的环节中，会形成内循环，导致锅炉内发生热量的交换。粒子团会沿着锅炉壁下沉，锅炉内的内循环非常剧烈，导致锅炉的传热效果非常好，锅炉内的热量分布也非常均匀。在850摄氏度的锅炉温度下，燃料和脱硫剂在短时间内会被加热到850摄氏度，燃烧效率非常高，而且在石灰石的作用下会产生脱硫反应，在合适的反应温度下实现燃料的二次循环。在循环床内的任何位置，都可以实现良好的传热效果。在循环过程中固体颗粒是向下运动的，但是颗粒的粒径比较大，可以降低颗粒的流动速度，防止炉壁发生严重的磨损情况。 在循环流化床锅炉悬浮段运行环节中，固体颗粒的流动不会呈现出快速流态化，此时的颗粒具有一定的浓度，并且会出现成团的现象。循环流化床悬浮段中的燃料的分布不均匀，应该在采用热态测试的基础上，确保燃料的均匀分布。 2.2物料平衡理论及其应用固体骨料在循环系统中呈现出对传热的流动特征，这对燃料的燃烧和脱硫过程都会产生一定的干扰，对整个锅炉的使用也会产生影响。采用物料平衡理论可以对固体燃料在燃烧系统内的分布规律进行合理的分析，在循环流化床的锅炉的设计中起到很好的效果。物料平衡理论主要是指燃料、焦炭等在回料装置等可以保持平衡，物料平衡建立的效果直接会影响到循环流化床锅炉的运行效果。（1）循环量的确定在循环流化床设计环节中，要确保一台锅炉可以正常的运行，在设计中应该确保热量分配的平衡。循环流化床中物料的浓度与受热面传导系数具有直接的关系，所以，要确保锅炉内具有充足的物料循环。在循环流化床物料循环中，结合不同燃料的特性，确定循环量。在具体的设计环节中，如果循环量低于设计的循环量，就会导致锅炉内的燃料过分燃烧，热量被受热面过度吸收。如果燃料的浓度过低，就会导致锅炉出力不足。（2）分离器效率的要求循环流化床锅炉在运行环节中，要确保充足的循环量，所以要合理的设计分离器。在分离器设计中，要提升分离效率。一定速度下，在确定的粒度分布中，应该确保某个粒径的分离效率非常高，粒径的范围是循环灰中的主体，其在锅炉的物料中成分非常多。如果分离器的分离效率对任意粒径的颗粒都不能达到100%，那么在循环流化床锅炉使用的环节中，分离器就不能实现物料的循环，锅炉的运行效果就不能得到保障。 （3）床压降的要求

循环流化床锅炉热效率统计分析研究

第25卷第6期 2010年11月 热能动力工程 JOURNAL OF E NGI N EER I N G F OR T HER MAL E NERGY AND P OW ER Vol .25,No .6 Nov .,2010 　 收稿日期:2009-12-06;　修订日期:2010-03-11作者简介:蒋绍坚(1963-),男,湖南邵东人,中南大学教授. 文章编号:1001-2060(2010)06-0627-03 循环流化床锅炉热效率统计分析研究 蒋绍坚1 ,刘　乐1 ,何相助2 ,艾元方 1 (1.中南大学能源科学与工程学院,湖南长沙410083;2.湖南省节能中心,湖南长沙410007) 摘　要:针对循环流化床锅炉炉膛容积采用经验比较法适应性差的问题,采用幂函数规律拟合循环流化床锅炉运行数据。研究循环流化床锅炉热效率与其主要影响因素(吨汽有效容积、煤的挥发分)之间的关系,提出了吨汽有效容积的概念。结果表明:吨汽有效容积与燃用煤种的挥发分是影响炉膛容积的重要因素。为使循环流化床锅炉热效率达到 80%以上,吨汽有效容积(用y 表示)与煤的挥发分(用x 表 示)应满足:y ≥7.78x -0.136。关 键 词:循环流化床锅炉;炉膛容积;挥发分;回归分析; 热效率;吨汽有效容积 中图分类号:TK229.6 文献标识码:A 引　言 锅炉炉膛是燃料与空气发生燃烧反应,并产生辐射传热过程的有限空间。如何根据给定条件合理确定炉膛容积,是锅炉设计与锅炉改造中重要的问题。目前,解决这一问题的常用方法是经验比较法[1～3]。首先根据煤种对照类似锅炉,确定炉膛截面热负荷,定出炉膛横截面积,再根据长宽比确定炉膛的长与宽,最后确定炉膛的高度。采用经验比较法需收集大量锅炉的设计煤种、额定蒸发量等信息,当这些参数与投运锅炉不符时,还需进行相似分析,对使用者的专业知识要求高。由于炉膛容积不合理导致热效率偏低的情况时有发生。对运行中的低效锅炉而言,目前尚缺乏概念直观、变量少、计算简单、准确度高、便于工程技术人员掌握的判断炉膛容积大小是否合理的标准,因此,有必要展开相关研究。 1　炉膛有效容积和吨汽有效容积的概念 煤在炉膛内的燃烧过程由挥发分析出和固定碳 燃烧两个阶段构成。为获得高效率,煤在炉内应尽可能燃尽。虽影响煤燃尽的因素很多,但总体而言可分为由煤质特性决定的内因和由炉膛几何特性、 温度特性等决定的外因两大方面 [5～6] 。在煤质特性 方面,煤的挥发分含量对挥发分析出过程以及紧接 着的固定碳燃烧过程都有显著影响。挥发分含量越高,挥发分析出后煤孔隙率越大,燃烧表面积越大, 完全燃烧所需时间就越短,燃烧越充分[7～9] 。 固定碳的燃烧,其燃尽度与炉膛几何特性和温度特性直接相关。炉膛几何特性对煤在炉内的停留时间及炉内传热效果有决定性影响;而温度特性对煤在炉内的燃烧速度有决定性影响。为综合反映炉膛几何特性和温度特性的影响程度,本研究提出炉膛吨汽有效容积的概念。有效容积是指具备能使煤发生燃烧所需温度条件的炉膛容积。文献[10]指出:流化床炉膛温度分布均匀,在锅炉尾部离炉烟气温度高于850～950℃时,炉膛容积即具备了燃烧所需温度条件。因此,采用“离炉烟气温度高于850℃”作为炉膛有效容积定义中所涉及的燃烧反应所需温度条件,炉膛有效容积与锅炉设计吨位之比即为吨汽有效容积。 2　锅炉等热效率曲线图 图1　热效率与炉膛吨汽有效容积、 燃煤挥发分之间的函数关系

65吨时循环流化床锅炉的设计与计算毕业设计说明书

本科毕业设计说明书 65吨/时循环流化床锅炉的设计与计算 Design and calculation of circulating fluidized bed boiler 65 t / h 性质: □毕业设计□毕业论文

摘要 本次的毕业设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，综合考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性以及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。 在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧凑，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。 此外，利用CAD绘制锅炉总图、炉墙砖砌图、锅筒展开图、锅炉本体图。 关键词：循环流化床锅炉；热力计算；强度计算

Abstract The topic of this graduation design is 65 t/h circulating fluidized bed boiler. Design in line with the boiler running safety and reliability as the primary design guidelines, the characteristic of consideration of combustion, heat transfer and desulfurization, flue gas, air, the dynamic performance of the working medium and the wear and corrosion of heat exchangers. Inside the boiler furnace fire stability enough heat radiation, the burning of coal, a reasonable speed and exhaust temperature and smoke desulfurization efficiency. At the same time, also make sure that there are certain air tightness to slightly negative pressure to ensure that the chamber of a stove or furnace combustion. In the process of the whole design as a technical support for thermodynamic calculation, strength calculation. Thermodynamic calculation including furnace, high temperature superheater, low temperature superheater, economizer and air preheater. Furnace and the rear roof are all made of the diaphragm wall structure, solve the problem of air leakage of the chamber of a stove or furnace; All the superheater arrangement in the tail flue, make its operation more reliable. In order to improve the separation efficiency of separator and boiler structure is compact, high temperature cyclone separator with two small diameter. Given the boiler as the medium pressure boiler, so the economizer tube type, in order to reduce low temperature corrosion, easy maintenance, to separate air preheater of low-temperature and high temperature. In addition, the use of CAD drawing general layout, boiler furnace wall brick figure, figure figure, boiler drum. Keywords：Circulating fluidized bed boiler; Thermodynamic calculation. Strength calculation;