循環(huán)流化床可行性分析報(bào)告

1、1循循環(huán)環(huán)流流化化床床鍋鍋爐爐可可行行性性分分析析報(bào)報(bào)告告 一、前言 我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國和消費(fèi)國，96 年我國煤炭產(chǎn)量達(dá)13.8 億噸。占世界煤產(chǎn)量的25。而其中20以上是通過燃燒而被利用。但由于我國燃煤技術(shù)落后、燃料利用率極低，污染極其嚴(yán)重。耗用煤炭總產(chǎn)量近1/3 的工業(yè)鍋爐，平均熱效率只有60左右。同時(shí)我國高硫煤的產(chǎn)量占很大比例， SO2的排放導(dǎo)致嚴(yán)重的大氣污染，在局部地區(qū)甚至下起了酸雨。隨著近年來環(huán)境狀況的日益惡化，國家對(duì)傳統(tǒng)的鏈條爐排鍋爐的使用也逐步有了一定限制，并鼓勵(lì)使用燃油（氣）鍋爐。但由于種種原因燃油（氣）鍋爐的使用受2到很大限制，據(jù)專家估計(jì)在本世紀(jì)中葉我國以燃煤為主的

2、燃料結(jié)構(gòu)不會(huì)發(fā)生大的改變。一方面要提高燃燒效率、保護(hù)環(huán)境。另一方面燃料結(jié)構(gòu)還會(huì)發(fā)生變化，要解決這一矛盾，就需要改進(jìn)燃燒方式，循環(huán)流化床燃燒技術(shù)恰恰能夠解決這一矛盾。因此這種燃燒方式在全世界范圍內(nèi)得到迅速發(fā)展和推廣。在國外自1979 年芬蘭奧斯龍公司第一臺(tái)20t/h 循環(huán)化床鍋爐投運(yùn)以來，到1987年其單臺(tái)蒸汽容量已達(dá)420t/h。法國于 96 年也著手開發(fā)60 萬 kw 機(jī)組循環(huán)流化床鍋爐。其發(fā)展速度是相當(dāng)驚人的。我國自 1988 年第一臺(tái) 10t 循環(huán)流化床鍋爐通過鑒定到96 年已有 150 余臺(tái)循環(huán)流化床鍋爐投入運(yùn)行，并有250 余臺(tái)處于安裝調(diào)試階段。據(jù)統(tǒng)計(jì)19931995 年各容量不同燃

3、燒設(shè)備的循環(huán)鍋爐占鍋爐總產(chǎn)量的（蒸噸）的百分比列于表一：表 一：鍋 爐 容 量 t/h生產(chǎn)年份 2 4 6 10 20 35 65 13013.123.610.511.74.74.01.511.223.411.512.86.45.81.3鏈 1993條 1994爐 199510.622.412.615.16.13.30.600.50.20.10.1拋機(jī) 1993 1994煤爐 19950.20.11.42.82.82.50.30.12.84.22.20.40.2往 1993復(fù) 1994爐 19951.92.71.90.70.1000.10.61.01.100.20.60.200.4沸 1993

4、騰 1994爐 199500.20.70.50.20.30.53.30.9000.60.60循化 1993環(huán)床 1994流爐 199500.10.60.30.93.80.20.30.31.80.700.30.50.2煤 1993粉 1994爐 199500.61.40.40.21.11.21.01.20.71.31.11.11.30.70.30.3油 1993氣 1994爐 19951.61.40.81.11.00.33由上表可見，循環(huán)流化床鍋爐的比例呈上升的趨勢(shì)。其容量集中在 1065t/h，而以 35t/h、65t/h 為最多。在這一容量范圍內(nèi)其產(chǎn)量?jī)H低于鏈條爐排鍋爐，可見其市場(chǎng)前景極為廣

5、闊。近年來，我國許多鍋爐廠家都紛紛和大專院校及科研單位聯(lián)合開發(fā)循環(huán)流化床鍋爐，該爐型已成了不少廠家的拳頭產(chǎn)品，良好的市場(chǎng)前景和潛在的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)促使我們盡快盡早地開發(fā)出該產(chǎn)品。以滿足市場(chǎng)的需求和企業(yè)的發(fā)展。二、循環(huán)流化床鍋爐特點(diǎn)：循環(huán)流化床鍋爐能得以迅速發(fā)展并占領(lǐng)市場(chǎng)是由它獨(dú)特的優(yōu)越性所決定的。 1.燃料適應(yīng)性好。只要燃料的熱值大于把燃料本身和燃燒所需空氣加熱到穩(wěn)定燃燒溫度所需的熱量。這種燃料就能在循環(huán)床內(nèi)穩(wěn)定燃燒，不需助燃，就可達(dá)到很高的燃燒效率。它即可燃優(yōu)質(zhì)燃料，又可燃劣質(zhì)燃料。這對(duì)燃料來源種類和質(zhì)量多變的鍋爐用戶是十分適宜的。 2.燃燒效率高。常規(guī)工業(yè)鍋爐其燃燒效率僅為 8590，而循環(huán)流化

6、床鍋爐燃燒效率可達(dá) 9599。大大節(jié)約了能源和運(yùn)行費(fèi)用。 3.負(fù)荷變化范圍大，調(diào)節(jié)性能好。只需調(diào)節(jié)給煤量和流化速度就可以滿足鍋爐負(fù)荷的變化。在低負(fù)荷時(shí)不需分床壓火也不需投油助燃，仍然可以正常燃燒，其負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍在 25100之間，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于常規(guī)鍋爐 50100的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍。 4.利用劣質(zhì)燃料：循環(huán)流化床以其獨(dú)特的燃燒方式使其能夠適應(yīng)各種燃料，包括貧煤、無煙煤、煤矸石灰渣、洗煤泥、甘蔗渣、生活垃圾、工業(yè)污水甚至池塘泥。這一方面能夠降低運(yùn)行成本另一方面可以最大限度的利用能源。 5.降低大氣污染物的排放，保護(hù)環(huán)境。我國煤炭產(chǎn)量的大約25是含硫量超過 2的高硫煤。SO2排放總量的 90，年排放量500

7、 萬噸來自煤的燃燒。NOX排放總量的 70%，年排放量 270 萬噸來自煤的燃燒。而循環(huán)流化床鍋爐的燃燒溫度能有效地抑制 NO2的產(chǎn)4生，同時(shí)往爐內(nèi)適當(dāng)加入石灰石就可實(shí)現(xiàn)爐內(nèi)脫硫，防止 SO3的生成。從而有效地保護(hù)環(huán)境。6.灰渣可以綜合利用。流化床鍋爐燃燒生成的灰渣有良好的活性?？梢杂米髦圃焖嗟膿胶狭?，也可用于制造建筑材料。這不但減少了二次污染，而且節(jié)約了資源，同時(shí)減少灰渣儲(chǔ)存場(chǎng)地，節(jié)約了土地資源。因?yàn)檠h(huán)流化床鍋爐且有以上所固有的優(yōu)點(diǎn)，加之國家對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，以及能源結(jié)構(gòu)的限制。循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展必將更加迅速。三、循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)現(xiàn)狀： 自芬蘭第一臺(tái)容量 20t/h循環(huán)流化床鍋爐

8、投運(yùn)以來。目前世界上已有數(shù)百臺(tái)蒸發(fā)量從幾十蒸噸到數(shù)百蒸噸的鍋爐投入運(yùn)行并取得了成功，可以說循環(huán)流化床技術(shù)已日趨成熟。目前世界循環(huán)流化床主要爐型列于表二。而應(yīng)用最多的是 Pyroflow 和 Lurgi 兩種爐型。表二：爐型（發(fā)展商國別）特點(diǎn)發(fā)展概況Pyroflow（原芬蘭Ahlstrom 現(xiàn)被美國Foster-Wheeler 收買，成立了F/Wpyropower 公司）高溫旋風(fēng)分離器收集返料，爐內(nèi)設(shè)置冷卻受熱面1979 年建成首臺(tái)，截止 1993 年，已銷售約17000t/h。瑞典 Gotaveken、德國 EVT、法國CNIM、美國 Keerler/Dorroliver 亦采用此爐型，銷售約

9、 25 臺(tái)Lurgi（德國）高溫旋風(fēng)分離器、外置流化床熱交換器最早開發(fā)循環(huán)流化床工藝，截止 1993 年，已銷售了約 48 臺(tái)，總蒸發(fā)量約 10000t/h。已運(yùn)轉(zhuǎn)最大容量發(fā)電 250MW。美國 Combution Engieering、法國Stein Industrie、日本三菱重工亦采用此爐型Foster Wheeler（美國）汽冷式高溫旋風(fēng)分離器，Intrex式附體式流化床換熱器和顆粒流向控制閥在早期設(shè)計(jì)的循環(huán)流化床鍋爐 1988 年投運(yùn)后又發(fā)展了這種新爐型，共銷售 12 臺(tái)，最大發(fā)電容量225MW。Multi-Solids（Battelle 美國）床內(nèi)高速并填大顆粒，高溫旋風(fēng)分離器，外

10、置流化床換熱器美國 Riley Stoker、日本三井造船采用此爐型，已生產(chǎn)和銷售約 13 臺(tái)最大的 300t/h 已運(yùn)行。Circofluid（Deutsche Babcock 德國）中溫旋風(fēng)分離器收集返料，爐膛內(nèi)塔式布置冷卻受熱面1985 年著手開發(fā)，已建約 20 臺(tái)。德國 VKW，日本川崎重工采用此爐型，最大 125t/h。Studsvik（瑞典）高溫 U 型柱分離約 1982 年著手開發(fā)，已建約 12 臺(tái)。美國5器，可控返料Babocock Wilcox 采用此爐型。Steinmuller（德國）爐膛內(nèi)槽型分離器，后部中溫多管旋風(fēng)分離器Steinmuller 開始采用 Pyroflow

11、 和 Lurgi 爐型生產(chǎn)，后開發(fā)此爐型，1989 年鍋爐投運(yùn)，已銷售最大290t/h。日本 NKK 采用此爐型。Ecofire（芬蘭早已并入 Ahlstrom 公司）水平旋風(fēng)分離器，爐膛內(nèi)返料1985 年首臺(tái) 5MWt 鍋爐投試，同年 17MWt 爐向法國銷售。C.E/Lurgi（美國、德國）曲徑分離器組合式1988 年作了 20MWt 爐試驗(yàn)。我國循環(huán)流化床鍋爐的研制開發(fā)雖然起步較晚，發(fā)展速度卻十分迅速。我國一些科研單位大專院校在吸收國外循環(huán)流化床鍋爐的成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上做了大量工作，使該技術(shù)更趨完善。循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵技術(shù)在于布風(fēng)裝置、物料分離裝置和回料裝置。布風(fēng)裝置直接決定了流化床內(nèi)物

12、料的流化質(zhì)量，從而影響鍋爐的點(diǎn)火、運(yùn)行以及鍋爐的安全性和經(jīng)濟(jì)性。布風(fēng)裝置由布風(fēng)板、風(fēng)室和冷渣管組成?，F(xiàn)在布風(fēng)板一般采用技術(shù)較為成熟的風(fēng)帽形布風(fēng)板，隨著經(jīng)驗(yàn)的積累，在布風(fēng)板的厚度、風(fēng)帽布置、開孔率、風(fēng)速的選取上都已有了比較成功的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)或計(jì)算公式，保證了布風(fēng)的均勻性。避免了溝流、騰涌等異常沸騰不良工況，保證鍋爐正常運(yùn)行。近年來又有“豬尾巴”形布風(fēng)裝置，這種裝置沒有風(fēng)帽，是對(duì)密孔板型布風(fēng)板的改進(jìn)，提高了布風(fēng)均勻性，同時(shí)避免了細(xì)料漏入風(fēng)室，為了保證布風(fēng)的均勻性。風(fēng)室底面一般傾斜布置，稱為等壓風(fēng)室，其傾斜角一般 8-15，進(jìn)入風(fēng)室的空氣流速不宜大于10m/s。以上經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)為循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)制造提供

13、了可靠的技術(shù)保證。物料分離裝置是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵部件之一。它的形式?jīng)Q定了燃燒系統(tǒng)和鍋爐整體布置的形式和緊湊性。分離器就其原理來分，有慣性分離器和旋風(fēng)分離器兩種。慣性分離器就是當(dāng)攜帶灰粒的氣流突然轉(zhuǎn)向時(shí)利用慣性將粒子分離。旋風(fēng)分離器則是利用含灰氣流高速旋轉(zhuǎn)時(shí)的離心作用將粒子分離。旋風(fēng)分離器效率高，但占地面積大，慣性分離器則與之相反。旋風(fēng)分離器有耐火材料制成的高溫旋風(fēng)分離器，水冷、汽冷高溫旋風(fēng)分離器，這兩種分離器都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。慣性分離器有平面流分離器、百葉窗分離器、迷宮式分離器等多種形式，其中百葉窗分離器由中科院工程熱物理研究所6推出，其高溫部分采用一級(jí)百葉窗分離器。低溫部分布置第二級(jí)百葉窗

14、分離器，它實(shí)際起到濃縮器的作用，接著采用旋風(fēng)分離器。這樣不但分離效率較高，而且克服了占地大易磨損等缺點(diǎn)?；亓涎b置是循環(huán)流化床鍋爐的又一關(guān)鍵部件。它的正常運(yùn)行對(duì)鍋爐燃燒過程的可控性，負(fù)荷的調(diào)節(jié)性起到?jīng)Q定性的作用。其作用就是將分離器收集下來的飛灰送回爐膛循環(huán)燃燒，而又保證爐膛內(nèi)高溫?zé)煔獠唤?jīng)過送灰器短路流入分離器。回料裝置有機(jī)械性和非機(jī)械性兩種，機(jī)械回料裝置因不耐高溫。磨損嚴(yán)重，已被非機(jī)械式回料裝置所取代。非機(jī)械式回料裝置又有 L 閥、J 閥、H 閥、換向閥等形式。他們的設(shè)計(jì)都已有了完整的理論基礎(chǔ)，是兩種比較成熟的回料裝置。四、我廠生產(chǎn)技術(shù)銷售情況泰安集團(tuán)是國家定點(diǎn)生產(chǎn)鍋爐壓力容器的骨干企業(yè)，有年產(chǎn)2000 蒸噸的鍋爐生產(chǎn)能力。有省級(jí)技術(shù)開發(fā)中心，技術(shù)力量雄厚，有較強(qiáng)的設(shè)計(jì)開發(fā)能力和豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，完全有能力組織開發(fā)生產(chǎn)循環(huán)流化床鍋爐。我集團(tuán)在全國大部分省市設(shè)立了辦事處，產(chǎn)品遍布長(zhǎng)江以北的各省、市、區(qū)。市場(chǎng)占有率居同行之首。相信我們的循環(huán)