循环流化床锅炉项目行业解决方案(编辑修改稿)

循环流化床锅炉项目行业解决方案(编辑修改稿)内容摘要：

设备及输送设备 技术优点 满足硫排放标准 满足硫排放标准 满足硫、氮排放标准，主要设备可以国产 技术缺点 投资大，运行费用高，二次污染。 运行检修量大，主设备需进口 投 资大，运行费用高，运行检修量大，主设备需进口 投资大，运行费用高 ,运行检修量大 投资增加额 (万元 ) 4818 3750 3000(国产 ) 年运行费用（万元 /年） 410 350 二、工艺介绍 形成历史 循环流化床 (CFB)燃烧技术是一项近二十年发展起来的清洁煤燃烧技术。 它具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石炉内脱硫、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点。 自循环流化床燃烧技术出现以来，循环床锅炉在世界范围内得到广泛的应用，大容量的循环床锅炉已被发电行业所接受。 循环 流化床低成本实现了严格的污染排放指标，同时燃用劣质燃料，在负荷适应性和灰渣综合利用等方面具有综合优势，为煤粉炉的节能环保改造提供了一条有效的途径。 德国人 Friz Winkler于 1921年 12月发明了第一台成功运行的流化床。 他将燃烧产生的烟气引入一装有焦炭颗粒的炉室的底部，然后观察到了固体颗粒因受气体的阻力而被提升 ,形成一个“流化”的床体。 循环流化床真正成为具有工业使用价值的新技术是在五六十年代，并从 80 年代开始形成了一个循环流化床基础研究的高峰期。 循环流化床锅炉作为一种新型高效低污染燃煤技术，在国 内外已得到广泛认同和应用。 1979年芬兰生产首台商业化的循环流比床锅炉。 循环流化床技术与鼓泡流化床技术一样，原出于化学工业中的一种燃烧工艺技术。 1975年西德鲁奇公司把这项技术用于锅炉燃烧。 其流程和工作原理如图 1所示。 历近 30 循环流化床锅炉行业方案 行业方案系列 第 9 页 共 59 页 年后，这种锅炉已显示了优于鼓泡流化床的特点，发展极快，锅炉容量由 50、 250、 270、 410 t／ h等逐步增长。 目前，西德、北美采用该锅炉正在运行的电厂．经工业试烧考核，这种锅炉运行稳定，负荷调节灵活，负荷为 25％，锅炉也能运行，负荷调节速度为每分钟 5％负荷；燃料适应性好，燃烧效率大于98— 99％，热效率为 92％；钙硫摩尔比为 ，脱硫效率大于 90％；由于燃烧温度低．约 850900℃左右，所以 N02排放量低于 200ppm。 可见循环流化床性能远比鼓泡流化床性能好很多。 图 1 鲁奇循环流化床锅炉系统图 (一次空气 ) 我国 在流化床燃烧技术方面， 浙江大学是中国最早开展研究的单位之一。 建立 了循环流化床冷态试验台并在冷态试验台上对循环流化床的流体动力学、传热、有关关键部件进行模拟与研究。 在上述冷态试验的基础上建立循环流化床热态试验台，对循环流化床的燃烧特性、传热特性以及降低污染排放的特性进行试验研究，并建立循环流 化床锅炉的综合模型，进行理论计算。 设计循环流化床示范锅炉，完善循环流化床锅炉的设计方法 ， 并开发新型的循环流化床锅炉。 推广循环流化床锅炉，积累运行经验，使循环流化床锅炉有能力与煤粉锅炉竞争。 在循环流化床炉内工作过程的研究涉及面广，包括：流体动力特性、传热特性、煤粒燃烧、物料循环、污染物排放与控制等。 国内循环流化床锅炉产品比较 八十年年初，国内就开始研制高效、低污染的循环流化床锅炉。 1989年中科院工程热物理研所与 循环流化床锅炉行业方案 行业方案系列 第 10 页 共 59 页 济南锅炉厂联合开发的 35T／ H、中压循环床锅炉通过了国家级鉴定。 带动了国内循环流化床锅炉 的发展。 到目前为止，国内已有济南锅炉厂、四川锅炉厂、杭州锅炉厂等在有关院校，科研单位的协肋下相继开发出自己的中压或次高压循环流化床锅炉。 其中有的已投入运行。 北京锅炉厂与美国 RELAY STOKER，公司合作引进了德国 BABCOCK公司的 CIRCOFLUID型循环流化床锅炉的专利技术，能够生产从35T／ H－ 130T／ H系列的该型锅炉。 济南锅炉厂 YG型 CFBB 炉型简介 济南锅炉厂生产的 YG－ 75／ 35T／ H中压循环流化床锅炉基础上研制的。 基本上采用 35T／ HCFBB 的技术。 该炉燃烧主要由炉膛，转弯烟室、旋风分离器和返料机构组成。 炉膛下部是浓相层、最底部是布风板。 布风板面积为 639 个风帽。 经空气预热器预热，一次风由箱经过这些小风帽均匀进入炉膛。 燃煤经三台给煤机由炉前送入燃烧室。 二次风约占总风量的 50％，通过燃烧室下部分层布置的二次风喷进入炉膛。 烟气夹带有大量的固体颗粒，在炉膛出口，大颗粒被惯性分离器捕集，通过返料器送回燃烧室内，重新参与燃烧。 较细的颗粒在烟气携带下进入旋风分离器。 被捕集的颗粒通过 J型无机械密封阀送入燃烧室。 离开分离器的烟气进入尾部竖井。 主要特征参数 1）流化风速： W＝ 5m/s 2）循环倍率： R＝ 20－ 25。 3）分离方式：一级惯性分离十一级旋风分离 4）回料机构： J 型阀 5）燃料颗粒度： 0－ 13mm 6）锅炉主要结构尺寸： 汽包中心线标高： 锅炉深度（柱中心线）： 锅炉宽度（柱中心线）： 主要问题 1）高温烟道和旋风分离器的磨损 2）热惰性大，启停时间长 3） 旋风分离器内有二次燃烧现象，控制不当易引起结焦。 循环流化床锅炉行业方案 行业方案系列 第 11 页 共 59 页 炉型简介 四川锅炉厂与清华大学在联合开发出 35T／ H中压循环流化床锅炉的基础上，又研制出 75T／ H次高压循环流化床。 该炉炉膛分设两个床：主燃烧床（ 2305 5490），付床（又名细灰床 1025 5490）。 主燃烧床底部为一湍动床，床内工作温度 800－ 870℃。 由于烟气携带大量飞灰，其热容量较大，整个炉膛温度场均匀，炉膛出口温度 720－ 730℃。 大量飞灰浓度很高的烟气离开炉膛后，通过前后两级平面流分离器，在热态下将飞灰分离。 分离 下来的高温飞灰经大容积贮料斗、 L 阀将其送入付床。 付床实际上是一个低速的细灰沸腾床，末燃烬的细灰可进一步燃烧。 继而灰流再溢流至主燃烧床，从而实现飞灰的循环燃烧。 燃煤经布置在 米运转层上的四台螺旋给煤机，通过落料管运至主燃烧床上部，在风力的吹播作用下，进入稀相区。 二次风约占总风量的 20％ ~25％。 主要特征参数 1） 流化风速： 4－ 5M／ S 2） 循环倍率： R＝ 10－ 15 3） 分离方式：两级平面流化离器（一级为惯性一级为平流分离器） 4） 回料机构： L阀（现改为 U阀） 5） 燃料颗粒度： 0－ 10mm 6） 主要结构尺寸： 锅筒中心线标高： 锅炉深度（柱中心线） 锅炉宽度（柱中心线） 主要问题 根据鞍山第二热电厂运行一年多的情况来看，主要问题表现在出力不足和浓相区、中间水冷壁及侧包墙管磨损严重。 通过一段时间的反复在浓相区的反复摸索，通过改善燃料颗粒度的级配，出力问题已经解决。 磨损问题通过在浓相区水冷壁上敷设保护层等手段已经得到控制。 下一步的关键问题在于如何提高分离器的使用寿命及工作可靠性。 75T／ H分 级分离（百叶窗分离器）循环流化床锅炉 该型锅炉是中科院工程热物理所在研制 35／ h中压循环流化床锅炉的基础上、总结正、反两方面的经验，与杭州锅炉厂开发出的一种新炉型。 炉型的特点在于：采用两级分离，一级分离器采用百叶窗分离器，设在炉膛出口，固定在拉稀的后水冷壁管上。 二级分离器设在省煤器之后，由百叶窗与旋风分离 循环流化床锅炉行业方案 行业方案系列 第 12 页 共 59 页 器组合而成。 其主要结构尺寸为：锅炉中心线标高： 锅炉深度：（柱中心线）： 锅炉宽度（柱中心线）： 该型炉在浓相区和转弯烟室，采用镍铬合金热喷涂，根据有关试验，喷涂后可提高防磨性能 6 倍。 它的主要优点在于送引风机电机容量小，电耗低。 这种型式锅炉的潜在问题在于第一级百叶窗的分离效率能否得到保证。 如果效率低则其后的过热器，省煤器的磨损将严得影响锅炉的安全运行。 此外，第一级百叶窗分离器的工作温度高，烟气灰在浓度及烟气流速大，工作环境恶劣，分离器的材质选择十分重要。 RELAY STOLER公司合作引进的 CIRCOFLUID型 CFBB CIRCOFLUID 型 CFBB 是高膨胀湍流床、低循环倍率，它是由下中泡床、湍流床、悬浮室、飞灰得燃及分段燃烧系统组成。 是一种介于一般泡床与高速循环床之间的复合型 CFBB。 主要特点： 1）炉子下部为湍流床，膨胀后约高。 此外粒子浓度为 1000 kg/m3。 炉子上、下四周均为膜式水冷壁。 上二次风口以下均用碳化硅等耐磨层敷盖。 一次风率为 55~60％，二次风率为 40~％。 布风板区的流化风速为 （ 85℃ ），上部为 ~／ s。 二次风在泡床上部送入。 二次风板以上是悬浮段出口灰浓工为 ~。 相应 满负荷的循环倍率为 15 左右。 气体在屏式受热面前的停留时间为 4 秒，悬浮段上面布置有屏式过热器蒸发受热面及第二级省煤器。 炉膛呈塔形布置。 2）烟气离开炉膛出口时被冷却至 400℃ 左右，进入旋风分离器。 此种分离器用钢外壳与一层碳化硅或刚玉磨层即可。 该型分离器 100％分离效率直径为 60~70μ m。 3）低负荷时为维持主床流化风速、并为利于煤种变化时控制床温，使省煤器后的烟气再循环与一次风混合进入主床，保证燃烧效率、脱硫效率、控制床温、布袋除尘器下飞灰部分再循环入炉燃烧。 主要问题： 1）由于炉膛为塔形布置， 烟气流速低，致使磨损膛部分高大，钢材耗量大。 2）炉内对流受热面外含尘量高，烟速高时磨损严重。 受热面往往需制成管板式的结构。 3）烟气采用再循环与飞灰复燃，对辅机要求高，系统复杂。 循环流化床锅炉行业方案 行业方案系列 第 13 页 共 59 页 国外循环流化床锅炉的发展与比较 国外自 70 年代石油危机以来，能源研究的重点就转到节约能源和广泛利用各种燃料方面。 这一时期西方国家对环境治理提出了更高的强制的要求。 而为解决燃烧电厂脱硫建造的全脱硫装置有着与电厂本体相近的价格，在建种情形下，各种流化床燃烧技术得以迅速发展。 循环流化床锅炉具有适应多种燃料，低温燃烧控制 NOX 和燃烧加入石灰石脱硫等优点，这是传统煤粉炉和链条炉所达不到的。 目前世界上循环流化床锅炉有两种流派，第一种是在传统锅炉基础上发展，代表厂家有 AHLSTOM和 FW 等，另一种是将锅炉作为一种燃烧工况尽善尽美的燃烧装置来设计，代表厂家有鲁奇（ LURGI），美国拜特尔实验室等（日本三井公司利用其专利生产的 MSFB 炉），后者的主要特点是设计有外部热交换器（ EHE），三井的 MSFB 炉 80％多的蒸发量在 EHE 内完成。 国内锅炉类似于第一类。 AHLSTOM公司流化床锅炉简介 AHLSTOM于 1975年开发 流化床锅炉， 1976 年建起中间试验厂， 1979 年第一台商业化锅炉出厂，1992 年其在世界市场上按蒸发量计占 45％。 AHLSTOM的百炉宝系统（ PYROFLOW）具有尖炉底，膜式水冷壁，炉膛中部布置有 Л管过热器，炉膛出口连接旋风分离器 （ CYCLONE）分离出的物料通过 J型阀与加煤及石灰石一同返回炉膛，使得物料和床料很快混合燃烧并脱硫。 一次风由流化 隔 板送入燃烧室，同帽出口风压 8000PA,二次风由不同高度送入燃烧室，炉膛风速310M／ S 正常 5M／ S 风温 1960℃。 CYCLONE 排出的热烟气 经 对流尾部受 热面排出，尾部布置有过热器，省煤和空气预热器，排烟温度 140℃。 炉底排灰使用风冷却热回收装置，锅炉底灰温度 250℃ ，底部，尾部烟道和除尘器的排灰比例 为 35：30： 35，锅炉效率 达 ％。 FW公司 流化床锅炉简介 FW 公司在 1979 年运行了第一台流化床锅炉，该公司的技术是在长期制造鼓泡床的经验上发展起来的，到目前已生产了四十多台鼓泡床及十多台循环流化床锅炉。 F。