【文章內(nèi)容簡介】 設(shè)備及輸送設(shè)備 技術(shù)優(yōu)點(diǎn) 滿足硫排放標(biāo)準(zhǔn) 滿足硫排放標(biāo)準(zhǔn) 滿足硫、氮排放標(biāo)準(zhǔn)，主要設(shè)備可以國產(chǎn) 技術(shù)缺點(diǎn) 投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，二次污染。運(yùn)行檢修量大，主設(shè)備需進(jìn)口 投 資大，運(yùn)行費(fèi)用高，運(yùn)行檢修量大，主設(shè)備需進(jìn)口 投資大，運(yùn)行費(fèi)用高 ,運(yùn)行檢修量大 投資增加額 (萬元 ) 4818 3750 3000(國產(chǎn) ) 年運(yùn)行費(fèi)用（萬元 /年） 410 350 二、工藝介紹 形成歷史 循環(huán)流化床 (CFB)燃燒技術(shù)是一項(xiàng)近二十年發(fā)展起來的清潔煤燃燒技術(shù)。它具有燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、氮氧化物排放低、低成本石灰石爐內(nèi)脫硫、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)。自循環(huán)流化床燃燒技術(shù)出現(xiàn)以來，循環(huán)床鍋爐在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用，大容量的循環(huán)床鍋爐已被發(fā)電行業(yè)所接受。循環(huán) 流化床低成本實(shí)現(xiàn)了嚴(yán)格的污染排放指標(biāo)，同時(shí)燃用劣質(zhì)燃料，在負(fù)荷適應(yīng)性和灰渣綜合利用等方面具有綜合優(yōu)勢，為煤粉爐的節(jié)能環(huán)保改造提供了一條有效的途徑。 德國人 Friz Winkler于 1921年 12月發(fā)明了第一臺成功運(yùn)行的流化床。他將燃燒產(chǎn)生的煙氣引入一裝有焦炭顆粒的爐室的底部，然后觀察到了固體顆粒因受氣體的阻力而被提升 ,形成一個(gè)“流化”的床體。 循環(huán)流化床真正成為具有工業(yè)使用價(jià)值的新技術(shù)是在五六十年代，并從 80 年代開始形成了一個(gè)循環(huán)流化床基礎(chǔ)研究的高峰期。 循環(huán)流化床鍋爐作為一種新型高效低污染燃煤技術(shù)，在國 內(nèi)外已得到廣泛認(rèn)同和應(yīng)用。 1979年芬蘭生產(chǎn)首臺商業(yè)化的循環(huán)流比床鍋爐。循環(huán)流化床技術(shù)與鼓泡流化床技術(shù)一樣，原出于化學(xué)工業(yè)中的一種燃燒工藝技術(shù)。 1975年西德魯奇公司把這項(xiàng)技術(shù)用于鍋爐燃燒。其流程和工作原理如圖 1所示。歷近 30 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 9 頁 共 59 頁 年后，這種鍋爐已顯示了優(yōu)于鼓泡流化床的特點(diǎn)，發(fā)展極快，鍋爐容量由 50、 250、 270、 410 t／ h等逐步增長。目前，西德、北美采用該鍋爐正在運(yùn)行的電廠．經(jīng)工業(yè)試燒考核，這種鍋爐運(yùn)行穩(wěn)定，負(fù)荷調(diào)節(jié)靈活，負(fù)荷為 25％，鍋爐也能運(yùn)行，負(fù)荷調(diào)節(jié)速度為每分鐘 5％負(fù)荷；燃料適應(yīng)性好，燃燒效率大于98— 99％，熱效率為 92％；鈣硫摩爾比為 ，脫硫效率大于 90％；由于燃燒溫度低．約 850900℃左右，所以 N02排放量低于 200ppm?？梢娧h(huán)流化床性能遠(yuǎn)比鼓泡流化床性能好很多。 圖 1 魯奇循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)圖 (一次空氣 ) 我國 在流化床燃燒技術(shù)方面， 浙江大學(xué)是中國最早開展研究的單位之一。 建立 了循環(huán)流化床冷態(tài)試驗(yàn)臺并在冷態(tài)試驗(yàn)臺上對循環(huán)流化床的流體動力學(xué)、傳熱、有關(guān)關(guān)鍵部件進(jìn)行模擬與研究。在上述冷態(tài)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立循環(huán)流化床熱態(tài)試驗(yàn)臺，對循環(huán)流化床的燃燒特性、傳熱特性以及降低污染排放的特性進(jìn)行試驗(yàn)研究，并建立循環(huán)流 化床鍋爐的綜合模型，進(jìn)行理論計(jì)算。設(shè)計(jì)循環(huán)流化床示范鍋爐，完善循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)方法 ， 并開發(fā)新型的循環(huán)流化床鍋爐。推廣循環(huán)流化床鍋爐，積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，使循環(huán)流化床鍋爐有能力與煤粉鍋爐競爭。在循環(huán)流化床爐內(nèi)工作過程的研究涉及面廣，包括：流體動力特性、傳熱特性、煤粒燃燒、物料循環(huán)、污染物排放與控制等。 國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐產(chǎn)品比較 八十年年初，國內(nèi)就開始研制高效、低污染的循環(huán)流化床鍋爐。 1989年中科院工程熱物理研所與 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 10 頁 共 59 頁 濟(jì)南鍋爐廠聯(lián)合開發(fā)的 35T／ H、中壓循環(huán)床鍋爐通過了國家級鑒定。帶動了國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐 的發(fā)展。到目前為止，國內(nèi)已有濟(jì)南鍋爐廠、四川鍋爐廠、杭州鍋爐廠等在有關(guān)院校，科研單位的協(xié)肋下相繼開發(fā)出自己的中壓或次高壓循環(huán)流化床鍋爐。其中有的已投入運(yùn)行。北京鍋爐廠與美國 RELAY STOKER，公司合作引進(jìn)了德國 BABCOCK公司的 CIRCOFLUID型循環(huán)流化床鍋爐的專利技術(shù)，能夠生產(chǎn)從35T／ H－ 130T／ H系列的該型鍋爐。 濟(jì)南鍋爐廠 YG型 CFBB 爐型簡介 濟(jì)南鍋爐廠生產(chǎn)的 YG－ 75／ 35T／ H中壓循環(huán)流化床鍋爐基礎(chǔ)上研制的 ?；旧喜捎?35T／ HCFBB 的技術(shù)。該爐燃燒主要由爐膛，轉(zhuǎn)彎煙室、旋風(fēng)分離器和返料機(jī)構(gòu)組成。爐膛下部是濃相層、最底部是布風(fēng)板。布風(fēng)板面積為 639 個(gè)風(fēng)帽。經(jīng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱，一次風(fēng)由箱經(jīng)過這些小風(fēng)帽均勻進(jìn)入爐膛。燃煤經(jīng)三臺給煤機(jī)由爐前送入燃燒室。二次風(fēng)約占總風(fēng)量的 50％，通過燃燒室下部分層布置的二次風(fēng)噴進(jìn)入爐膛。煙氣夾帶有大量的固體顆粒，在爐膛出口，大顆粒被慣性分離器捕集，通過返料器送回燃燒室內(nèi)，重新參與燃燒。較細(xì)的顆粒在煙氣攜帶下進(jìn)入旋風(fēng)分離器。被捕集的顆粒通過 J型無機(jī)械密封閥送入燃燒室。 離開分離器的煙氣進(jìn)入尾部豎井。 主要特征參數(shù) 1）流化風(fēng)速： W＝ 5m/s 2）循環(huán)倍率： R＝ 20－ 25。 3）分離方式：一級慣性分離十一級旋風(fēng)分離 4）回料機(jī)構(gòu)： J 型閥 5）燃料顆粒度： 0－ 13mm 6）鍋爐主要結(jié)構(gòu)尺寸： 汽包中心線標(biāo)高： 鍋爐深度（柱中心線）： 鍋爐寬度（柱中心線）： 主要問題 1）高溫?zé)煹篮托L(fēng)分離器的磨損 2）熱惰性大，啟停時(shí)間長 3） 旋風(fēng)分離器內(nèi)有二次燃燒現(xiàn)象，控制不當(dāng)易引起結(jié)焦。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 11 頁 共 59 頁 爐型簡介 四川鍋爐廠與清華大學(xué)在聯(lián)合開發(fā)出 35T／ H中壓循環(huán)流化床鍋爐的基礎(chǔ)上，又研制出 75T／ H次高壓循環(huán)流化床。該爐爐膛分設(shè)兩個(gè)床：主燃燒床（ 2305 5490），付床（又名細(xì)灰床 1025 5490）。主燃燒床底部為一湍動床，床內(nèi)工作溫度 800－ 870℃ 。由于煙氣攜帶大量飛灰，其熱容量較大，整個(gè)爐膛溫度場均勻，爐膛出口溫度 720－ 730℃。大量飛灰濃度很高的煙氣離開爐膛后，通過前后兩級平面流分離器，在熱態(tài)下將飛灰分離。分離 下來的高溫飛灰經(jīng)大容積貯料斗、 L 閥將其送入付床。付床實(shí)際上是一個(gè)低速的細(xì)灰沸騰床，末燃燼的細(xì)灰可進(jìn)一步燃燒。繼而灰流再溢流至主燃燒床，從而實(shí)現(xiàn)飛灰的循環(huán)燃燒。 燃煤經(jīng)布置在 米運(yùn)轉(zhuǎn)層上的四臺螺旋給煤機(jī)，通過落料管運(yùn)至主燃燒床上部，在風(fēng)力的吹播作用下，進(jìn)入稀相區(qū)。 二次風(fēng)約占總風(fēng)量的 20％ ~25％。 主要特征參數(shù) 1） 流化風(fēng)速： 4－ 5M／ S 2） 循環(huán)倍率： R＝ 10－ 15 3） 分離方式：兩級平面流化離器（一級為慣性一級為平流分離器） 4） 回料機(jī)構(gòu)： L閥（現(xiàn)改為 U閥） 5） 燃料顆粒度： 0－ 10mm 6） 主要結(jié)構(gòu)尺寸： 鍋筒中心線標(biāo)高： 鍋爐深度（柱中心線） 鍋爐寬度（柱中心線） 主要問題 根據(jù)鞍山第二熱電廠運(yùn)行一年多的情況來看，主要問題表現(xiàn)在出力不足和濃相區(qū)、中間水冷壁及側(cè)包墻管磨損嚴(yán)重。通過一段時(shí)間的反復(fù)在濃相區(qū)的反復(fù)摸索，通過改善燃料顆粒度的級配，出力問題已經(jīng)解決。磨損問題通過在濃相區(qū)水冷壁上敷設(shè)保護(hù)層等手段已經(jīng)得到控制。下一步的關(guān)鍵問題在于如何提高分離器的使用壽命及工作可靠性。 75T／ H分 級分離（百葉窗分離器）循環(huán)流化床鍋爐 該型鍋爐是中科院工程熱物理所在研制 35／ h中壓循環(huán)流化床鍋爐的基礎(chǔ)上、總結(jié)正、反兩方面的經(jīng)驗(yàn)，與杭州鍋爐廠開發(fā)出的一種新爐型。爐型的特點(diǎn)在于：采用兩級分離，一級分離器采用百葉窗分離器，設(shè)在爐膛出口，固定在拉稀的后水冷壁管上。二級分離器設(shè)在省煤器之后，由百葉窗與旋風(fēng)分離 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 12 頁 共 59 頁 器組合而成。 其主要結(jié)構(gòu)尺寸為：鍋爐中心線標(biāo)高： 鍋爐深度：（柱中心線）： 鍋爐寬度（柱中心線）： 該型爐在濃相區(qū)和轉(zhuǎn)彎煙室，采用鎳鉻合金熱噴涂，根據(jù)有關(guān)試驗(yàn)，噴涂后可提高防磨性能 6 倍。它的主要優(yōu)點(diǎn)在于送引風(fēng)機(jī)電機(jī)容量小，電耗低。 這種型式鍋爐的潛在問題在于第一級百葉窗的分離效率能否得到保證。如果效率低則其后的過熱器，省煤器的磨損將嚴(yán)得影響鍋爐的安全運(yùn)行。此外，第一級百葉窗分離器的工作溫度高，煙氣灰在濃度及煙氣流速大，工作環(huán)境惡劣，分離器的材質(zhì)選擇十分重要。 RELAY STOLER公司合作引進(jìn)的 CIRCOFLUID型 CFBB CIRCOFLUID 型 CFBB 是高膨脹湍流床、低循環(huán)倍率，它是由下中泡床、湍流床、懸浮室、飛灰得燃及分段燃燒系統(tǒng)組成。是一種介于一般泡床與高速循環(huán)床之間的復(fù)合型 CFBB。 主要特點(diǎn)： 1）爐子下部為湍流床，膨脹后約高 。此外粒子濃度為 1000 kg/m3。爐子上、下四周均為膜式水冷壁。上二次風(fēng)口以下均用碳化硅等耐磨層敷蓋。一次風(fēng)率為 55~60％，二次風(fēng)率為 40~％。布風(fēng)板區(qū)的流化風(fēng)速為 （ 85℃ ），上部為 ~／ s。二次風(fēng)在泡床上部送入。二次風(fēng)板以上是懸浮段出口灰濃工為 ~。相應(yīng) 滿負(fù)荷的循環(huán)倍率為 15 左右。氣體在屏式受熱面前的停留時(shí)間為 4 秒，懸浮段上面布置有屏式過熱器蒸發(fā)受熱面及第二級省煤器。爐膛呈塔形布置。 2）煙氣離開爐膛出口時(shí)被冷卻至 400℃ 左右，進(jìn)入旋風(fēng)分離器。此種分離器用鋼外殼與一層碳化硅或剛玉磨層即可。該型分離器 100％分離效率直徑為 60~70μ m。 3）低負(fù)荷時(shí)為維持主床流化風(fēng)速、并為利于煤種變化時(shí)控制床溫，使省煤器后的煙氣再循環(huán)與一次風(fēng)混合進(jìn)入主床，保證燃燒效率、脫硫效率、控制床溫、布袋除塵器下飛灰部分再循環(huán)入爐燃燒。 主要問題： 1）由于爐膛為塔形布置， 煙氣流速低，致使磨損膛部分高大，鋼材耗量大。 2）爐內(nèi)對流受熱面外含塵量高，煙速高時(shí)磨損嚴(yán)重。受熱面往往需制成管板式的結(jié)構(gòu)。 3）煙氣采用再循環(huán)與飛灰復(fù)燃，對輔機(jī)要求高，系統(tǒng)復(fù)雜。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 13 頁 共 59 頁 國外循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展與比較 國外自 70 年代石油危機(jī)以來，能源研究的重點(diǎn)就轉(zhuǎn)到節(jié)約能源和廣泛利用各種燃料方面。這一時(shí)期西方國家對環(huán)境治理提出了更高的強(qiáng)制的要求。而為解決燃燒電廠脫硫建造的全脫硫裝置有著與電廠本體相近的價(jià)格，在建種情形下，各種流化床燃燒技術(shù)得以迅速發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐具有適應(yīng)多種燃料，低溫燃燒控制 NOX 和燃燒加入石灰石脫硫等優(yōu)點(diǎn)，這是傳統(tǒng)煤粉爐和鏈條爐所達(dá)不到的。 目前世界上循環(huán)流化床鍋爐有兩種流派，第一種是在傳統(tǒng)鍋爐基礎(chǔ)上發(fā)展，代表廠家有 AHLSTOM和 FW 等，另一種是將鍋爐作為一種燃燒工況盡善盡美的燃燒裝置來設(shè)計(jì)，代表廠家有魯奇（ LURGI），美國拜特爾實(shí)驗(yàn)室等（日本三井公司利用其專利生產(chǎn)的 MSFB 爐），后者的主要特點(diǎn)是設(shè)計(jì)有外部熱交換器（ EHE），三井的 MSFB 爐 80％多的蒸發(fā)量在 EHE 內(nèi)完成。國內(nèi)鍋爐類似于第一類 。 AHLSTOM公司流化床鍋爐簡介 AHLSTOM于 1975年開發(fā) 流化床鍋爐， 1976 年建起中間試驗(yàn)廠， 1979 年第一臺商業(yè)化鍋爐出廠，1992 年其在世界市場上按蒸發(fā)量計(jì)占 45％。 AHLSTOM的百爐寶系統(tǒng)（ PYROFLOW）具有尖爐底，膜式水冷壁，爐膛中部布置有 Л管過熱器，爐膛出口連接旋風(fēng)分離器 （ CYCLONE）分離出的物料通過 J型閥與加煤及石灰石一同返回爐膛，使得物料和床料很快混合燃燒并脫硫。 一次風(fēng)由流化 隔 板送入燃燒室，同帽出口風(fēng)壓 8000PA,二次風(fēng)由不同高度送入燃燒室，爐膛風(fēng)速310M／ S 正常 5M／ S 風(fēng)溫 1960℃ 。 CYCLONE 排出的熱煙氣 經(jīng) 對流尾部受 熱面排出，尾部布置有過熱器，省煤和空氣預(yù)熱器，排煙溫度 140℃ 。 爐底排灰使用風(fēng)冷卻熱回收裝置，鍋爐底灰溫度 250℃ ，底部，尾部煙道和除塵器的排灰比例 為 35：30： 35，鍋爐效率 達(dá) ％。 FW公司 流化床鍋爐簡介 FW 公司在 1979 年運(yùn)行了第一臺流化床鍋爐，該公司的技術(shù)是在長期制造鼓泡床的經(jīng)驗(yàn)上發(fā)展起來的，到目前已生產(chǎn)了四十多臺鼓泡床及十多臺循環(huán)流化床鍋爐。 F