循環(huán)流化床鍋爐簡介配圖講解課件

1、循環(huán)流化床鍋爐設(shè)備及原理流化床基本概念“流化”流態(tài)化 當(dāng)流體（液體、氣體）向上流過固體顆粒床層時，其速度增大到一定值后，顆粒被流體的摩擦力所承托，呈現(xiàn)飄浮狀態(tài)，顆粒可以在床層中自由運動，這種狀態(tài)稱為“流態(tài)化”。 按流化介質(zhì)的不同可分為液-固流態(tài)化、氣-固流態(tài)化。燃煤流化床屬氣固流態(tài)化范疇。流化床具有流體的某些性質(zhì)任一高度靜壓等于此高度以上固體顆粒重量大而輕的物體浮在床表面床表面總保持水平連通器作用“床”反應(yīng)場所，支承物料（床形物：機(jī)床;車床;流化床;河床;苗床）流化床類似流體的性質(zhì)：第一代流化床鍋爐 鼓泡床鍋爐“流化床鍋爐”燃料在流化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒的鍋爐叫流化床鍋爐。早期的鼓泡床鍋爐二十世紀(jì)6

2、0年代初，出現(xiàn)了“流化床鍋爐”。鼓泡床鍋爐特點：燃料顆粒大，流化風(fēng)速低床層中有明顯的氣泡氣固兩相類似沸騰的水被稱為鼓泡床鍋爐或沸騰爐鼓泡床實驗演示鼓泡床鍋爐的工作原理 沸騰燃燒 燃燒溫度：850-950 oC鼓泡床鍋爐的主要部件： 布風(fēng)板 風(fēng)室 埋管受熱面 冷渣口與溢流口1 燃料適應(yīng)性廣可以燃燒各種煤、煤矸石、焦碳、油頁巖、垃圾等（劣質(zhì)燃料）原因：下部密相區(qū)提供了燃料著火和燃燒的最佳條件：1充足的熱源2混合強(qiáng)烈，熱質(zhì)傳遞快3適當(dāng)高濃度的氧床層物料中含碳低（2-5%），只供熱而不爭奪氧鼓泡床燃燒有以下優(yōu)點 2 清潔燃燒1）高效、廉價脫硫脫硫率達(dá)90%脫硫反應(yīng) 1CaO + SO2 + O2=Ca

3、SO4 2（煤粉爐爐內(nèi)噴鈣脫硫，鈣停留時間短，脫硫劑利用率不到20%）爐膛溫度為最佳脫硫反應(yīng)溫度850 oC脫硫最佳溫度：850-870 oC；（但煤粉爐在此溫度下不能穩(wěn)定燃燒，所以其脫硫不能保持在最佳反應(yīng)溫度下進(jìn)行。）2）減少NOx排放燃煤NOx 的主要來源：燃料型：揮發(fā)分中的有機(jī)氮、固定碳中的碳基氮被氧化；氧化性氣氛中容易生成熱力型：空氣中的氮在高溫下被氧化。高溫下容易生成流化床NOx生成量為煤粉燃燒的1/31/4a.低溫燃燒，減少熱力型NOx生成1200 oC以下時，熱力型NOx生成不明顯； （煤粉爐因燃燒溫度高，熱力型NOx占總NOx生成量的25%-30%）b.分級燃燒，減少燃料型NO

4、x生成空氣分級供入，濃相區(qū)處于還原性氣氛，抑制燃料型NOx生成 分級燃燒是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空氣從底部給入，它供應(yīng)燃燒所需氧量的5060，二次風(fēng)在離一次風(fēng)有一定距離的爐膛上方給入。在二次風(fēng)給入的水平，爐膛氣氛由還原性轉(zhuǎn)變成氧化性。燃料揮發(fā)分逸出和著火發(fā)生在貧氧區(qū)，因此NOX總體排放量降低。低NOx排放的原因：3.負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好低負(fù)荷下仍可保持燃燒穩(wěn)定；負(fù)荷調(diào)節(jié)比達(dá)4：1，甚至可以壓火備用。4.灰渣綜合利用性能好低溫燃燒后的灰渣沒有經(jīng)歷燒結(jié)過程，活性好，非常適合做水泥填料 鼓泡床鍋爐的缺點：1.燃燒損失大燃料寬篩分（0-10mm)，未燃盡細(xì)顆粒飛出量大2.埋管磨損嚴(yán)重為了控制密相

5、區(qū)床溫，密相區(qū)布置有埋管，但其磨損問題不易解決3.大型化受到限制截面熱負(fù)荷低，為煤粉爐的1/4，如一臺400t/h的鼓泡床截面積約200m24.脫硫劑利用效率低脫硫劑顆粒大(細(xì)顆粒易飛出），利用率低CaOCaSO4這些問題的存在使流化床煤燃燒技術(shù)的發(fā)展一度受到限制；但其固有的優(yōu)點如燃料適應(yīng)性廣、清潔燃燒特性使得人們不忍放棄它；第二代流化床鍋爐 循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐在保留沸騰床鍋爐的優(yōu)點的基礎(chǔ)上，克服了其不足的方面?！把h(huán)”的概念飛出爐膛的物料被氣固分離器收集，返回爐膛，循環(huán)燃燒和利用。循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特點1、爐膛 2、旋風(fēng)分離器 3、過熱器 4、外置式換熱器 5、煤倉

6、 6、返料裝置 7、石灰石進(jìn)料口 8、灰冷卻器 9、省煤器 10、空氣預(yù)熱 11、除塵器 12、引風(fēng)機(jī) 13、尾部煙道 14、汽包 我國大型循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件 燃燒室、分離器、回料閥燃燒室布風(fēng)板旋風(fēng)分離器回料閥GotoLast一、燃燒室爐膛水冷風(fēng)室燃燒室的組成燃燒室由水冷壁前墻、后墻、兩側(cè)墻構(gòu)成，分為風(fēng)室水冷壁、水冷壁下部組件、水冷壁上部組件、水冷壁中部組件、水冷蒸發(fā)屏。1、鍋爐爐膛爐膛高度：保證分離器不能捕集的細(xì)粉在爐膛內(nèi)一次通過時全部燃燒盡；爐膛高度應(yīng)能夠容納全部或大部分蒸發(fā)受熱面或過熱受熱面；保證回料機(jī)構(gòu)料腿一側(cè)有足夠的靜壓頭，使返料能夠連續(xù)均勻地進(jìn)行；保證鍋爐在設(shè)

7、計壓力有足夠的自然循環(huán)；爐膛高度和循環(huán)流化床鍋爐的尾部煙道內(nèi)布置的對流受熱面所需高度相一致；應(yīng)能保證脫硫所需最短氣體停留時間2、水冷布風(fēng)板水冷壁管拉稀成膜式板，折向后墻；焊接罩式風(fēng)帽，共同構(gòu)成水冷布風(fēng)板；布風(fēng)板的作用作用有二：一是支撐物料；二是使布風(fēng)板下方的風(fēng)室起到勻壓作用，讓通過布風(fēng)板的氣流速度趨向均勻一致，以維持流化床層的穩(wěn)定。 布風(fēng)板阻力的要求布風(fēng)板阻力越大，布風(fēng)越均勻布風(fēng)板阻力應(yīng)為床層阻力的25%30%才可維持床層穩(wěn)定運行3、風(fēng)帽 風(fēng)帽是循環(huán)流化床鍋爐的布風(fēng)裝置，安裝于布風(fēng)板上，將一次風(fēng)機(jī)送來的一次風(fēng)高速均勻的送入爐膛，用以流化爐內(nèi)床料風(fēng)帽的種類風(fēng)帽作為循環(huán)流化床鍋爐的重要部件之一,對

8、鍋爐的安全運行起著重要的作用。常用的風(fēng)帽主要有：大直徑T型風(fēng)帽、大直徑鐘罩型風(fēng)帽、小直徑蘑茹狀風(fēng)帽、小直徑柱狀風(fēng)帽、定向“7”字型風(fēng)帽 T型風(fēng)帽定向“7”字型風(fēng)帽定向風(fēng)帽的基本用途：一是定向吹動，有利于大渣塊的排出；二是增加床層底部料層的擾動。大直徑鐘罩型風(fēng)帽大直徑鐘罩型風(fēng)帽大直徑鐘罩型風(fēng)帽優(yōu)點： 布風(fēng)均勻、風(fēng)室不漏渣返料裝置二、循環(huán)流化系統(tǒng)返料裝置的分類返料裝置中的閥有機(jī)械閥和非機(jī)械閥兩大類。機(jī)械閥靠機(jī)械構(gòu)件的動作來達(dá)到控制和調(diào)節(jié)固體顆粒流量的目的。但由于循環(huán)流化床鍋爐中的循環(huán)物料溫度較高。機(jī)械閥的工作環(huán)境較為惡劣，所以現(xiàn)在循環(huán)流化床鍋爐很少采用機(jī)械閥。非機(jī)械閥無需任何外界機(jī)械力的作用，僅采

9、用氣體推動固體顆粒運動，高溫工作條件下簡單、可靠地輸送固體物料。非機(jī)械閥的形式主要包括L閥、V閥、換向密封閥、J閥、H閥等返料裝置工作示意圖工作過程小循環(huán)量大循環(huán)量返料裝置布風(fēng)板結(jié)構(gòu)(三維動畫)J閥回料器的結(jié)構(gòu)及工作過程 汽冷式旋風(fēng)分離器分離的床料和灰向下流經(jīng)襯有耐火材料的回料立管排出到“J”閥。 “J”閥有兩個關(guān)鍵功能，使再循環(huán)床料從旋風(fēng)分離器連續(xù)穩(wěn)定的回送到爐膛，提供旋風(fēng)分離器的負(fù)壓和下燃料室正壓之間的密封。分離器的靜壓非常接近大氣壓，而燃料回料點由于一次風(fēng)和二次風(fēng)，壓力非常高，故必須實現(xiàn)他們之間的密封，否則，燃燒室煙氣將回流到分離器?！癑”閥通過分離器底部出口的物料在立管中建立的料位差，

10、來實現(xiàn)這個目的，物料返送的動力源于回料器上升段和下降段的不同配風(fēng)，使上升段和下降段呈現(xiàn)不同的流態(tài)化回料閥內(nèi)部三、分離器作用分離器是循環(huán)流化床鍋爐的核心部件之一。其主要作用是將大量的高溫固體物料從爐膛出口的氣流中分離出來。通過返料裝置送回爐膛，以維持燃燒室快速流態(tài)化狀態(tài)，燃料劑和脫硫劑多次循環(huán)，反復(fù)燃燒和反應(yīng)。分離器的種類（1）按分離原理分類離心分離慣性分離組合分離（2）按進(jìn)口溫度分類高溫分離中溫分離低溫分離（3）按是否冷卻分類絕熱式水（汽）冷式通常是以上分類的組合離心式高溫絕熱分離器高溫水（汽）冷分離器中溫組合式分離器分類旋風(fēng)分離器工作原理基本原理：離心分離高速旋轉(zhuǎn)運動,密度大的顆粒被甩到筒壁

11、面,實現(xiàn)了與密度小的氣體的分離旋風(fēng)分離器的旋流示意圖旋風(fēng)分離器組成及結(jié)構(gòu)特點進(jìn)口段圓筒體錐體中心筒旋風(fēng)分離器影響旋風(fēng)分離器分離效率的因素進(jìn)口速度筒體直徑顆粒濃度顆粒大小旋風(fēng)分離器汽冷式旋風(fēng)分離器相比較其它形式的分離器，具有以下的優(yōu)點：1、耐火材料的用量大大減少，不僅能縮短啟停時間和承擔(dān)一定的熱負(fù)荷，也降低了維護(hù)檢修的費用。2、耐火材料用高密度銷釘固定，不易脫落，運行安全可靠。3、鍋爐啟動速度不受耐火材料升溫速度的限制，負(fù)荷調(diào)節(jié)快捷，啟動迅速，同時旋風(fēng)分離器的蓄熱量也大為降低，鍋爐啟動時節(jié)省燃料。旋風(fēng)分離器中心筒采用耐高溫、耐腐蝕的奧氏體鋼，可靠性較高。與爐膛之間脹差小，結(jié)構(gòu)簡單，具有更可靠的密封性。汽冷式旋風(fēng)分離器外壁溫度較低，鍋爐散熱損失減小，可提高鍋爐效率，降低運行成本。其缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝要求高，成本高，價格貴。蒸汽冷卻的旋風(fēng)分離器燃燒室、回料閥、分離器共同構(gòu)成了循環(huán)流化床鍋爐的 物料循環(huán)系統(tǒng)燃燒室分離器回料閥與鼓泡床相比，循環(huán)流化床鍋爐有以下優(yōu)勢1、燃燒效率提高（可達(dá)97.5-99%)爐膛沿高度基本恒溫（850 oC ），延長了燃燒時間；物料通過分離器多次循環(huán)回爐內(nèi)，延長了燃燒時間；2、沒有埋管，徹底解決埋管磨損問題密相區(qū)燃燒份額小，不需埋管即可控制床溫；3、為大型化提供了可能燃燒、傳熱