【文章內(nèi)容簡介】 NOX，并使已生成的NOX得到還原，鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐、鏈條鍋爐無此特點。燃燒強度高，爐膛截面小爐膛單位截面積的熱負(fù)荷高是外循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點之一，～，接近或高于煤粉爐，同樣熱負(fù)荷下鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐需要的爐膛截面積要比外循環(huán)流化床鍋爐達(dá)2～3倍。給煤點少循環(huán)流化床鍋爐的截面積小，同時良好的混合和燃燒區(qū)域的擴展使所需的給煤點數(shù)大大減少，如熱功率為100MW的循環(huán)流化床鍋爐只需一個給煤點，而相同容量的鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐則需20～30個給煤點。燃料與處理系統(tǒng)簡單循環(huán)流化床鍋爐的給煤粒度一般小于12mm，因此與煤粉爐相比，燃料的制備系統(tǒng)大為簡單。此外，循環(huán)流化床鍋爐能直接燃用高水分煤（水分的達(dá)30%以上），當(dāng)燃用高水分煤時也不需要專門的處理系統(tǒng)。易于實現(xiàn)灰渣的綜合利用循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程屬于低溫燃燒，同時爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條件使得鍋爐的灰渣燃燒充分，因此含碳量極低，易于灰渣的綜合利用，可做水泥摻合料和建筑材料。負(fù)荷調(diào)解范圍大當(dāng)負(fù)荷變化時，只需調(diào)節(jié)給煤量、空氣量和物料循環(huán)量，不必像鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐那樣采用分床壓火技術(shù)。一般而言，外循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)解比可達(dá)1:4，而鏈條鍋爐、鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)解僅為70%。此外，由于截面風(fēng)速和吸熱控制容易，循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)解速度也快，一般可達(dá)每分鐘5%。床內(nèi)不布置埋管受熱面循環(huán)流化床的床內(nèi)不布置埋管受熱面，因而不存在鼓泡（內(nèi)循環(huán)）流化床鍋爐的埋管受熱面易磨損的問題。此外，由于床內(nèi)沒有埋管受熱面，啟動、停爐、結(jié)焦處理時間短，同時可長時間壓火。1故障率低、運行周期長循環(huán)流化床鍋爐本體范圍內(nèi)設(shè)有兩臺螺旋給煤機，避免了鏈條鍋爐因傳動設(shè)備故障而經(jīng)常造成停爐的缺陷。因此，外循環(huán)流化床鍋爐具有故障率低、運行周期長的特點。1司爐工勞動強度大 由于循環(huán)流化床鍋爐的燃燒方式為循環(huán)流化燃燒，司爐工僅看儀表就可進行控制，調(diào)解。而鏈條鍋爐則需要不斷通過觀火門觀察燃燒狀況，并且還要不時的用火鉤、火耙摟火，因此，司爐工的勞動強度較大、工作環(huán)境惡劣。第二章 循環(huán)硫化床的燃燒 第一節(jié) 煤在循環(huán)硫化床內(nèi)的燃燒過程循環(huán)流化床內(nèi)的燃燒過程煤粒送入循環(huán)流化床內(nèi)迅速受到高溫物料和煙氣的輻射而被加熱，首先水分蒸發(fā)，然后煤粒中的揮發(fā)份析出并燃燒、最后是焦炭的燃燒。其間伴隨著煤粒的破碎、磨損，而且揮發(fā)份析出燃燒過程與焦炭燃燒過程都有一定的重疊。煤粒在流化床中的燃燒過程如圖所示。循環(huán)流化床內(nèi)沿高度方向可以分為密相床層和稀相空間，密相床層運行在鼓泡床和紊流床狀態(tài)。循環(huán)流化床內(nèi)絕大部分是惰性的灼熱床料，其中的可燃物只占很小的一部分。這些灼熱的床料成為煤顆粒的加熱源，在加熱過程中，所吸收的熱量只占床層總熱容量的千分之幾，而煤粒在10 秒鐘左右就可以燃燒（顆粒平均直徑在0～8mm），所以對床溫的影響很小。循環(huán)流化床內(nèi)煤的燃料著火流化床內(nèi)燃料著火的方式，固體質(zhì)點表面溫度起著關(guān)鍵作用，是產(chǎn)生著火的點灶熱源，這類固體近質(zhì)點可以是細(xì)煤粒，也可以是經(jīng)分離后的高溫灰?；蛘呤遣硷L(fēng)板上的床料。當(dāng)固體質(zhì)點表面溫度上升時，煤顆粒會出現(xiàn)迅猛著火。另外，顆粒直徑大小對著火也有很大的影響，對一定反應(yīng)能力的煤種，在一定的溫度水平之下，有一臨界的著火粒徑，小于這個顆粒直徑，因為散熱損失過大，燃料顆粒就不能著火，逸出爐膛。3. 循環(huán)流化床內(nèi)煤的破碎特性煤在流化床內(nèi)的破碎特性是指煤粒在進入高溫流化床后粒度急劇減小的一種性質(zhì)。但引起粒度減小的因素還有顆粒與劇烈運動的床層間磨損以及埋管受熱面的碰撞等。影響顆粒磨損的主要因素是顆粒表面的結(jié)構(gòu)特性、機械強度以及外部操作條件等。磨損的作用貫穿于整個燃燒過程。煤粒進入流化床內(nèi)時，受到熾熱床料的加熱，水份蒸發(fā)，當(dāng)煤粒溫度達(dá)到熱解溫度時，煤粒發(fā)生脫揮發(fā)份反應(yīng)，對于高揮發(fā)份的煤種，熱解期間將伴隨一個短時發(fā)生的擬塑性階段，顆粒內(nèi)部產(chǎn)生明顯的壓力梯度，一旦壓力超過一定值，已經(jīng)固化的顆粒表層可能會崩裂而形成破碎；對低揮發(fā)份煤種，塑性狀態(tài)雖不明顯，但顆粒內(nèi)部的熱解產(chǎn)物需克服致密的孔隙結(jié)構(gòu)都能從煤粒中逸出，因此顆粒內(nèi)部也會產(chǎn)生較高的壓力，另外，由于高溫顆粒群的擠壓，顆粒內(nèi)部溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力，這種熱應(yīng)力都會引起煤顆粒破碎。煤粒破碎后會形成大量的細(xì)小粒子，特別是一些可揚析粒子會影響鍋爐的燃燒效率。細(xì)煤粒一般會逃離旋風(fēng)分離器，成為不完全燃燒損失的主要部分。破碎分為一級破碎和二級破碎，一級破碎是由于揮發(fā)份逸出產(chǎn)生的壓力和孔隙網(wǎng)絡(luò)中揮發(fā)份壓力增加而引起的。二級破碎是由于作為顆粒的聯(lián)結(jié)體形狀不規(guī)則的聯(lián)結(jié)“骨架”（類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)）被燒斷而引起的破碎。煤的破碎發(fā)生的同時也會發(fā)生顆粒的膨脹，煤的結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。一般破碎和膨脹受下列因素的影響：揮發(fā)份析出量；在揮發(fā)份析出時，碳水化合物形成的平均質(zhì)量；顆粒直徑；床溫；在煤結(jié)構(gòu)中有效的孔隙數(shù)量；母粒的孔隙結(jié)構(gòu)等。循環(huán)流化床的脫硫與氮氧化物的排放控制SO2 是一種嚴(yán)重危害大氣環(huán)境的污染物，SO2 與水蒸汽進行化學(xué)反應(yīng)形成硫酸，和雨水一起降至地面即為酸雨。NOX 包括NO、NONO3 三種，其中NO 也是導(dǎo)致酸雨的主要原因之一，同時它還參加光化學(xué)作用，形成光化學(xué)煙霧，還造成了臭氧層的破壞。煤加熱至400℃時開始首先分解為H2S，然后逐漸氧化為SO2 。其化學(xué)反方程式為FeS2 + 2H2 → 2H2S + FeH2S + O2 → H2 +SO2對SO2 形成影響最大的因素是床溫和過量空氣系數(shù)，床溫升高、過量空氣系數(shù)降低則SO2越高。循環(huán)流床燃燒過程中最常用的脫硫劑就石灰石，當(dāng)床溫超過其煅燒溫度時，發(fā)生煅燒分解反應(yīng)：CaCO3 → CaO + CO2 ─ 183KJ/mol脫硫反應(yīng)方程式為：CaO+ SO2 + 1/2O2 → CaSO4影響循環(huán)流化床脫硫效率的各種因素：（1）Ca/S 摩爾比的影響Ca/S 摩爾比是影響脫硫效率的首要因素，脫硫效率在Ca/S 時增加很快，而繼續(xù)增大Ca/S 比或脫硫劑量時，脫硫效率增加得較少。循環(huán)流化床運行時Ca/S － 之間。（2）床溫的影響床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應(yīng)速度、固體產(chǎn)物分布及孔隙堵塞特性，從而影響脫硫率和脫硫劑利用率。床溫在900℃左右達(dá)到最高的脫硫效率。（3）粒度的影響采用較小的脫硫劑粒度時，循環(huán)流化床脫硫效果較好。（4）氧濃度的影響脫硫與氧濃度關(guān)系不大，而提高過量空氣系數(shù)時脫硫效率總是提高的。（5）床內(nèi)風(fēng)速的影響對一定的顆粒粒度，增加風(fēng)速會使脫硫效率降低。（6）循環(huán)倍率的影響循環(huán)倍率越高，脫硫效率越高。（7）SO2 在爐膛停留時間的影響脫硫時間越長對效率來說越不利，應(yīng)該保證SO2 在床內(nèi)停留時間不少于2－4 秒。（8）負(fù)荷