【導(dǎo)讀】循環(huán)流化床鍋爐項(xiàng)目。浙江浙大中控技術(shù)有限公司。循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案行業(yè)方案系列

　　

【正文】 行業(yè)方案系列 第 19 頁(yè) 共 59 頁(yè) 燃燒效率高，可達(dá) 99％以上，燃燒適應(yīng)性極強(qiáng)。 脫硫效率和石灰石利用率高，當(dāng) Ca/S=~ 時(shí)，脫硫效率為 85~90％， NOx， SO2及粉塵排放低。 在冷灰床內(nèi)可布置相當(dāng)?shù)氖軣崦?，克服了由于鍋爐容量增大，而出現(xiàn)的相對(duì)爐膛四周表面積不夠，而不足以布置所需受熱面的矛盾，有利于大型化。 Lurgi型循環(huán)床鍋爐的主要缺點(diǎn) 系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜，燃料制備與干燥系統(tǒng) 也較復(fù)雜，系統(tǒng)造價(jià)高。 循環(huán)倍率較高，煙氣中物料密度大，風(fēng)機(jī)電耗較大，每 1Mwl出力的自身電耗高達(dá) 26Lw。 Babcock和 VKW公司 德國(guó) Babcock和 VKW公司開(kāi)發(fā)的 Circofluid循環(huán)鍋爐后高膨脹湍流床，或稱低倍率循環(huán)床鍋爐。它較好地保持了鼓泡床和高倍率循環(huán)床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)，部分地克服了它們的缺點(diǎn)：可以燃用寬篩分的煤 (達(dá)0~12mm，如大于 12mm則磨損嚴(yán)重 )，密相區(qū)床料儲(chǔ)存能量大，運(yùn)行穩(wěn)定。燃燒效率高，脫硫效率高， NOx排放低，克服了鼓泡床鍋爐埋管磨損，燃燒效率和脫硫效 率低等缺點(diǎn)，也克服了高倍率循環(huán)床粒子濃度過(guò)高、磨損嚴(yán)重，以及高溫分離器體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、壓力損失大等缺陷，形成了一種典型的循環(huán)床鍋爐型。 ： Circofluid循環(huán)床鍋爐與其它循環(huán)床鍋爐的主要區(qū)別在于燃燒室和飛灰循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 燃燒室下部為湍流床，膨脹后床高約為 ，此處的粒子濃度為 1t／ m3左右。燃燒室由膜式水冷壁構(gòu)成，為防止腐蝕與磨損，下部用碳化硅等耐磨材料覆蓋。燃燒室溫度保持在 850℃ 左右、一次風(fēng)量為 60％，二次風(fēng)為 40％，湍流床流化速度為 ／ s二 次風(fēng)在湍流床上方送入。二次風(fēng)口以上為懸浮段，燃煤中的細(xì)粒子 (多為 )和揮發(fā)份在此區(qū)域燃燒放熱 (燃燒份額為 )。懸浮段出口煙溫為 800900℃ ，出口飛灰濃度為 ~／ Nm3，循環(huán)倍率 10~20，煙氣在床內(nèi) (進(jìn)人屏式受熱面前 )的停留時(shí)間保證有 4秒鐘。懸浮段上部為對(duì)流段，布置有屏式過(guò)熱器，管板式過(guò)熱器、蒸發(fā)受熱面及省煤器。為了防止磨損，此段的氣流速度小于 ／ s，并在屏式過(guò)熱器迎煙氣流第一排管焊有防磨筋片。爐膛呈塔式布置。過(guò)?？諝庀禂?shù)為 。燃煤尺寸為 。 采用中 溫旋風(fēng)分離器。煙氣離開(kāi)爐膛進(jìn)入分離器的溫度為 400℃左右，分離器尺寸大為縮小，不需 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 20 頁(yè) 共 59 頁(yè) 要厚厚的耐火保溫材料，采用鋼制外殼與一層薄碳化硅或剛玉耐磨層即可，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，縮短了啟動(dòng)時(shí)間，降低了能耗，分離器對(duì)低灰份優(yōu)質(zhì)煤的分離效率為 93~94％，對(duì)高灰份煤時(shí)為 98~99％，對(duì) 60~70um的顆粒，分離效率可達(dá) 100％。送灰器采用具有自平衡能力或稱自動(dòng)調(diào)整型的 Fluoseal流化密封送灰器。除了旋風(fēng)分離器捕集灰循環(huán)燃燒外，還采用了尾部除塵器 (多為布袋除塵器 )收集的飛灰再循環(huán)燃燒，提高了燃燒與脫硫效率。分離灰再燃用德國(guó)煙煤， 飛灰循環(huán)倍率為 15 時(shí)，飛灰含量為 4％，循環(huán)倍率超過(guò) 20 之后對(duì)碳的燃燼度影響不大。當(dāng)除塵灰循環(huán)倍率為 ，除塵灰含碳量低于 4％。這兩種飛灰再循環(huán)燃燒相結(jié)合，保證了燃燒效率高達(dá) 98~99％。除塵灰再循環(huán)不僅改善了燃燒效率，而且也改善了石灰石的脫硫效果。對(duì)煙煤， Ca/S=2時(shí)，脫硫效率達(dá) 90％。為了在低負(fù)荷下控制床溫，保證流化質(zhì)量、分離器效率及灰的循環(huán)量，采用了煙氣再循環(huán)。 Circofluid鍋爐的優(yōu)缺點(diǎn) ： Circofluid 型鍋爐為塔式布置，懸浮段上部有大量的屏式對(duì)流受熱面 (煙氣溫 度 900~1500℃ )，因此近 85~90％的熱量均在爐膛內(nèi)吸收，能在 50100％負(fù)荷范圍內(nèi)保持過(guò)熱汽溫不變。 Circofluid 鍋爐除具備常規(guī)循環(huán)床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)外，還具有結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單、自身電耗較低等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是塔式布置、流速低、爐膛高大、鋼耗較大，爐內(nèi)對(duì)流受熱面煙氣含塵量高，為防止磨損．此區(qū)域內(nèi)的對(duì)流受熱面往往需作成管板式特殊結(jié)構(gòu)。另外， CO排放濃度也較其它幾種爐型高。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 21 頁(yè) 共 59 頁(yè) 循環(huán)流化床鍋爐原理 循環(huán)流化床燃燒（ CFBC）技術(shù)系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內(nèi)處于沸騰狀態(tài)下，即高速氣流與所攜帶的稠 密懸浮煤顆粒充分接觸燃燒的技術(shù) 。 在化學(xué)工程中，物料在容器內(nèi)的形態(tài)，分為三類(lèi)：固定床、流化床和氣力噴流，層燃爐屬于固定床，煤粉爐屬于最后一類(lèi)，而沸騰爐卻屬于流化床。沸騰爐爐篦上堆放厚度為 300~500mm，粒徑為 0~10mm的料層，爐篦下逐步加送入風(fēng)量，開(kāi)始時(shí)由于風(fēng)量少，隨著汽流速度的增大，氣流通過(guò)料層的真實(shí)速度和料層的阻力都隨著增大，而料層高度保持不變，當(dāng)送入風(fēng)量大到能把所有的顆料都吹動(dòng)時(shí)，此時(shí)風(fēng)使得整個(gè)料層中顆粒上下翻動(dòng)，進(jìn)入沸騰狀態(tài)，料層為沸騰狀態(tài)時(shí)隨著流速的增大，料層的阻力保持不 變，而沸騰層高度 H則隨著提高，當(dāng)沸騰狀態(tài)時(shí)，顆粒間的空隙增大。料層厚度從原來(lái)的 300~500mm膨脹到800~1400mm顆粒間混合十分強(qiáng)烈，顆粒和氣流之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)也很強(qiáng)烈。此時(shí)固體顆粒和空氣一起具有流體一樣的流動(dòng)性。此時(shí)，爐料始終被限制在一定的高度范圍內(nèi)，不停地上下翻動(dòng)，象煮稀飯時(shí)米粒在沸騰著的水中運(yùn)動(dòng)一樣，故又稱為沸騰床，它的上部有一個(gè)清晰的表面，在界面以下至爐篦，稱密相區(qū)。沸騰狀態(tài)下，氣流通過(guò)料層的阻力不變，是由于料層隨氣速度增大顆粒間的真實(shí)流速不變的結(jié)果。這是由于層高度增加，氣流在床顆粒間的截面增 大，使真實(shí)速度基本不變的緣故，當(dāng)再加大通風(fēng)量，氣流速超過(guò)一定量后，沸騰床被破壞，真實(shí)流速增加，而阻力 P迅速降低，變?yōu)闅饬?，料層就變?yōu)閲娏鳡顟B(tài)了。 清潔燃燒，脫硫率可達(dá) 80％ ~95％， NOx排放可減少 50％ 。 燃料適應(yīng)性強(qiáng)，特別適合中、低硫煤 。 燃燒效率高，絕大部分未燃燼的燃料被再循環(huán)至爐膛，因而其燃燒效率可與煤粉爐相媲美，通常達(dá)到 %~%。 負(fù)荷適應(yīng)性好。負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍 30％ ~100％。 氣固混合很好 。 燃燒速率高，特別是對(duì)粗顆粒燃料 。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 22 頁(yè) 共 59 頁(yè) 循環(huán)流化床鍋爐脫硫 是一種爐內(nèi)燃燒脫硫工藝，以石灰石為脫硫吸收劑，燃煤和石灰石自鍋爐燃燒室下部送入，一次風(fēng)從布風(fēng)板下部送入，二次風(fēng)從燃燒室中部送入。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。氣流使燃煤、石灰顆粒在燃燒室內(nèi)強(qiáng)烈擾動(dòng)形成流化床，燃煤煙氣中的 SO2與氧化鈣接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)被脫除。為了提高吸收劑的利用率，將未反應(yīng)的氧化鈣、脫硫產(chǎn)物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。鈣硫比達(dá)到 2~，脫硫率可達(dá) 90％以上。 CaCO3 500900℃ CaO(s)+CO2(g) CaO(s)+SO2(g)+(1/2)O2(g) CaSO4(s) 循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)特點(diǎn)： 能以最經(jīng)濟(jì)的方式解決能源供應(yīng)和滿足環(huán)境保護(hù)要求。摻入石灰石，使鈣硫摩爾比為 ~，脫硫效率可達(dá) 90％以上。采用低溫燃燒技術(shù)和分段燃燒，可使 NOX排入量低于 200mm，在燃燒過(guò)程中，同時(shí)脫硫，省去昂貴的脫硫裝置。 燃料適應(yīng)性廣。循環(huán)床可燃用煤粉爐和鏈條爐的燃料，還可以燃用上述鍋爐不能燃用的劣質(zhì)燃料，古石、油頁(yè)巖、無(wú)煙煤，焦煤末、石油焦、高硫煤和低 熔點(diǎn)煤等。對(duì)多變煤種和多種燃料混合物均能適用。 燃料制備和給料系統(tǒng)簡(jiǎn)單可燃和 10~25mm 以下的煤粒一個(gè)給料點(diǎn)就可滿足 100~135T／ H 當(dāng)量的需求。 燃燒效率高，一般高于常規(guī)同容量煤粉爐為 97~99％以上燃用較好的煤種時(shí)鍋爐熱效率與煤粉爐的相同，燃作劣質(zhì)煤時(shí)，鍋爐熱效率高于煤粉爐。 燃燒熱強(qiáng)度高，一般高于常規(guī)同容量分爐為 4~6MW／ M2左右。 負(fù)荷調(diào)節(jié)比例大，運(yùn)行操作靈活最低負(fù)荷可達(dá)到額定負(fù)荷的 25％負(fù)荷變化速度可達(dá)每分鐘 5％額定負(fù)荷，適于調(diào)峰運(yùn)行。 循環(huán)床排出的灰渣，由于低 溫?zé)福钚院?，可用作混合料和其他建筑材料，這樣可減輕灰渣的二次污染。 運(yùn)行中沒(méi)有結(jié)渣積灰問(wèn)題，適合于燃用低灰熔點(diǎn)燃料，而且維護(hù)保養(yǎng)方便。 投資和運(yùn)行費(fèi)用適中，循環(huán)流化床鍋爐投資和運(yùn)行費(fèi)用略高于常規(guī)煤粉爐，但比配備常規(guī)脫硫裝置的煤粉爐低 15~20％。 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 23 頁(yè) 共 59 頁(yè) 為明了起見(jiàn)，將鼓泡式流化床鍋爐、煤粉鍋爐的性能對(duì)比列于下表： 鍋爐型式 鼓泡式流化床爐 循環(huán)流化床爐 煤粉爐 煤種適用性 大 大 鍋爐容量（ T／ H） 10200適于中、小容量 501200適于中容量 沸騰狀態(tài) 是氣泡流動(dòng)狀態(tài)，有明顯床面存在 高流動(dòng)狀態(tài)無(wú)明顯床面但下面有濃度高的區(qū)域 燃燒效率 8595％ 高值，有飛灰再循環(huán) 9899％ 脫硫率 5080％ 9095％ Ca／ S ＞ 3 1． 5 鍋爐出口 NOX（ PPM） 150200 60 省煤器出口粉塵含量 80100mg／ NM3 負(fù)荷適應(yīng)性 較好 過(guò)剩空氣系數(shù) 1． 21． 3 1空氣分配 一次 風(fēng)約 80％ 1氣流速 13m／ s 1燃料供給系統(tǒng) 火床上部供給點(diǎn)少，爐底燃料噴嘴多 1煤的粒度 25mm ＜ 6mm ＜ 1沸騰物質(zhì)粒徑 石灰石：＜ 3mm 砂：＜ 3mm 石灰石：＜ 1mm 砂：＜ 1mm 1沸騰層粒子濃度 ＜ ／ m3 ＜ ／ m3 1爐膛截面熱負(fù)荷 ／ m2 6MW／ m2 1床料循環(huán)倍率 ―― 1050 1分離 器溫度 ―― 850900℃ 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案 行業(yè)方案系列 第 24 頁(yè) 共 59 頁(yè) 沸騰層溫度 有沸騰層內(nèi)燃燒爐膛出口溫度高，沸騰層：9001100℃ 粒子循環(huán)比高爐內(nèi)溫度均心均勻，沸騰層： 800900℃ 在燃燒室出口溫度約1000℃ 2過(guò)熱器、再熱器裝設(shè)位置 在沸騰層內(nèi)裝過(guò)熱器和再熱器 在外部熱交換器上設(shè)過(guò)熱器和再熱器 在燃燒室出口設(shè)過(guò)熱器和再熱器 2鍋爐自身能耗 14KW／ MW 26KW／ MW 2啟動(dòng)時(shí)間 冷態(tài) 10H 熱態(tài)： 2H 26KW／ MW 2傳熱面的腐蝕磨損 層內(nèi)有管理，氣體流動(dòng)速度快產(chǎn)生了摩擦，一部分還原氣體所造成的腐蝕難以避免用管子防腐劑 層內(nèi)無(wú)埋管，燃燒室下部用耐火材料砌成，磨損小 用選擇氣體流速防磨，局部采用緩沖措施防腐 循環(huán)流化床鍋爐的基本結(jié)構(gòu)及工藝特點(diǎn) 循環(huán)流化床鍋爐常 采用單爐筒自然循環(huán)，自前向后依次布置前分離器、燃燒室及過(guò)頂煙道、后分離器、尾部豎井。膜式壁采用懸吊結(jié)構(gòu)，省煤器及空氣預(yù)熱器采用支撐結(jié)構(gòu)，燃燒室為膜式壁。燃燒室前后均布置兩個(gè)水冷異型分離器，前分離器出口煙氣流經(jīng)過(guò)頂煙道與后分離器出口煙氣匯合進(jìn)入轉(zhuǎn)向室和尾部豎井。燃燒室 標(biāo)高21000mm以上由水冷屏將燃燒室前后方向分為兩部分，通過(guò)前后分離器阻力設(shè)計(jì)不同以及水冷屏的分隔作用解決前后分離器煙氣平衡問(wèn)題。垂直于水冷屏方向布置了過(guò)熱屏，過(guò)熱屏穿越過(guò)頂煙道。燃燒室側(cè)水冷壁、分離器側(cè)水冷壁、前分離器的后水冷壁向上延伸組成側(cè)墻，和頂部汽冷包墻以及分離器頂棚、燃燒室頂棚構(gòu)成過(guò)頂煙道。尾部豎井自上向下依次布置末級(jí)過(guò)熱器，一級(jí)過(guò)熱器、省煤器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器熱段、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器、一次風(fēng)空氣預(yù)熱器冷段。其中末級(jí)過(guò)熱器和初級(jí)過(guò)熱器位于汽冷包墻內(nèi)。包墻的前墻一部分在轉(zhuǎn)向室進(jìn)口穿越煙道形成吊掛管， 另一部分向前形成水平煙道的下包墻，在后分離器處向上吊掛。省煤器、空預(yù)器均為護(hù)板爐墻。尾部對(duì)流受熱面均為前后方的出管，末級(jí)過(guò)熱器為 f 42180。 5的五管圈兩管組構(gòu)成；初級(jí)過(guò)熱器為 f 38180。 5的雙管圈、三管組。省煤器為 f 32180。 4，雙管圈三管組；空氣預(yù)熱器 循環(huán)流化床鍋爐行業(yè)方案