【正文】 床面但下面有濃度高的區(qū)域 投資和運行費用適中，循環(huán)流化床鍋爐投資和運行費用略高于常規(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)床排出的灰渣，由于低溫燒透，活性好，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。 燃燒熱強度高，一般高于常規(guī)同容量分爐為4~6MW／M2左右。 燃料制備和給料系統(tǒng)簡單可燃和10~25mm以下的煤粒一個給料點就可滿足100~135T／H當量的需求。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燃料，古石、油頁巖、無煙煤，焦煤末、石油焦、高硫煤和低熔點煤等。采用低溫燃燒技術和分段燃燒，可使NOX排入量低于200mm，在燃燒過程中，同時脫硫，省去昂貴的脫硫裝置。CaCO3 500900℃ CaO(s)+CO2(g)CaO(s)+SO2(g)+(1/2)O2(g) CaSO4(s)循環(huán)流化床鍋爐技術特點： 能以最經濟的方式解決能源供應和滿足環(huán)境保護要求。為了提高吸收劑的利用率，將未反應的氧化鈣、脫硫產物及飛灰送回燃燒室參與循環(huán)利用。石灰石受熱分解為氧化鈣和二氧化碳。燃燒速率高，特別是對粗顆粒燃料。負荷調節(jié)范圍30％~100％。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，%~%。 清潔燃燒，脫硫率可達80％~95％，NOx排放可減少50％。沸騰狀態(tài)下，氣流通過料層的阻力不變，是由于料層隨氣速度增大顆粒間的真實流速不變的結果。此時固體顆粒和空氣一起具有流體一樣的流動性。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量，開始時由于風量少，隨著汽流速度的增大，氣流通過料層的真實速度和料層的阻力都隨著增大，而料層高度保持不變，當送入風量大到能把所有的顆料都吹動時，此時風使得整個料層中顆粒上下翻動，進入沸騰狀態(tài)，料層為沸騰狀態(tài)時隨著流速的增大，料層的阻力保持不變，而沸騰層高度H則隨著提高，當沸騰狀態(tài)時，顆粒間的空隙增大。循環(huán)流化床燃燒（CFBC）技術系指小顆粒的煤與空氣在爐膛內處于沸騰狀態(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。其缺點是塔式布置、流速低、爐膛高大、鋼耗較大，爐內對流受熱面煙氣含塵量高，為防止磨損．此區(qū)域內的對流受熱面往往需作成管板式特殊結構。 Circofluid鍋爐的優(yōu)缺點 ：Circofluid型鍋爐為塔式布置，懸浮段上部有大量的屏式對流受熱面(煙氣溫度900~1500℃)，因此近85~90％的熱量均在爐膛內吸收，能在50100％負荷范圍內保持過熱汽溫不變。對煙煤，Ca/S=2時，脫硫效率達90％。這兩種飛灰再循環(huán)燃燒相結合，保證了燃燒效率高達98~99％。分離灰再燃用德國煙煤，飛灰循環(huán)倍率為15時，飛灰含量為4％，循環(huán)倍率超過20之后對碳的燃燼度影響不大。送灰器采用具有自平衡能力或稱自動調整型的Fluoseal流化密封送灰器。采用中溫旋風分離器。為了防止磨損，／s，并在屏式過熱器迎煙氣流第一排管焊有防磨筋片。懸浮段出口煙溫為800900℃，~／Nm3，循環(huán)倍率10~20，煙氣在床內(進人屏式受熱面前)的停留時間保證有4秒鐘。燃燒室溫度保持在850℃左右、一次風量為60％，二次風為40％，／s二次風在湍流床上方送入。 燃燒室下部為湍流床，此處的粒子濃度為1t／m3左右。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，也克服了高倍率循環(huán)床粒子濃度過高、磨損嚴重，以及高溫分離器體積龐大、結構復雜、壓力損失大等缺陷，形成了一種典型的循環(huán)床鍋爐型。德國Babcock和VKW公司開發(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。 Lurgi型循環(huán)床鍋爐的主要缺點 系統(tǒng)和結構復雜，燃料制備與干燥系統(tǒng)也較復雜，系統(tǒng)造價高。脫硫效率和石灰石利用率高，當Ca/S=~，脫硫效率為85~90％，NOx，SO2及粉塵排放低。 Lurgi型循環(huán)床鍋爐的優(yōu)點將燒燒與傳熱基本分離，負荷調節(jié)、溫度調節(jié)靈活性大，負荷調節(jié)比為3:1，負荷變化速度為每分鐘5％。 爐膛出口布置高溫旋風分離器。通過合理調節(jié)一、二次風比，可維持理想的燃燒效率并有效地控制NOx生成量。因此，在燃燒室下部的密相區(qū)為低氧燃燒，形成還原性氣氛。 采取分段送風燃燒方式。運行時，通過調節(jié)燃料量和通過外部流化床熱交換器的熱灰流量，控制蒸汽溫度和燃燒溫度。在燃燒室上部稀相區(qū)僅布置少量屏式受熱面，二次風口以下為耐火混凝土爐襯結構。典型的Lurgi型鍋爐床主要由流化床燃燒室、高溫旋風分離器、外部流化床熱交換器(Extermal Heater Exchanger，也稱外置式冷灰床)、流化密封送灰器及尾部對流煙道等組成。通過數學模型研究、試驗臺試驗及工業(yè)試驗手段，ABBCE公司逐步發(fā)展了自己獨立的循環(huán)流化床技術，商業(yè)名稱為Flextech。其第一臺循環(huán)流化床鍋爐于1986年投產，安裝在美國Scottpaper電站，容量為65MW，燃用無煙煤矸石。因此，它必然在大型循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展中占有重要地位。同時，這臺鍋爐也為開發(fā)更大容量(400600MW)的產品做了很多論證工作和前期準備工作，如爐膛下部(密相區(qū)部分)的“褲權”型設計，以及內置式流化床熱交換和水冷壁擴展受熱面的試驗研究工作。脫硫效率97％(盡管設計了石灰石給料系統(tǒng), 但由于煤的灰分中50％以上是CaCO3。高灰分、高含硫量的次煙煤(接近于揭煤)，也燃用當地煉油廠的高硫渣油。同時，這臺鍋爐還為該公司開發(fā)250MW循環(huán)流化床鍋爐做了大量的試驗論證。, 545／540℃，主要燃用洗煤泥．也試燒過城市污泥、石油焦、褐煤等。這些鍋爐都是當時世界上最大容量的循環(huán)床鍋爐。1990年，由美國ABBCE公司生產的500t/h(185MW) Lurgi型循環(huán)床在美國TexMex電廠投運。這兩家公司在Lurgi型循環(huán)的大型化發(fā)展方面取得了令人矚目的業(yè)績。1992年,德國Lurgi、Lentjes和Babcock等3家公司將各自在燃煤流化床燃燒技術方面的業(yè)務合并，成立了LLB公司專門從事循環(huán)床鍋爐的開發(fā)與工程應用，擁有Lurgi型和Circofluid型循環(huán)床鍋爐技術，居國際領先地位。 其他國外公司德國Lurgi公司是世界上最早從事循環(huán)床燃燒鍋爐研究與開發(fā)的公司之一，在長期大量生產和試驗的基礎上，形成了獨具特色的循環(huán)床鍋爐技術。3）起到控制床層厚度的作用。STRIPPER具有如下的功能：1）將大粒徑的灰 渣清除并且控制密相區(qū)濃度，以免大粒徑煤不易流動而升溫，使床層發(fā)生深渣結焦，破壞了運行工況。 鍋爐主給水的一旁路接入，出水再并入主給水，整個裝置內壁襯有防磨材料，底部是定向噴嘴及風箱。FW設計的排灰冷卻器STRIPPER。 爐底部的排灰是控制床層厚度，調節(jié)燃燒的需要，回收850℃排灰中的熱量又提高鍋爐效率的手段，干排灰又是綜合利用的要求，國內目前沒有一套應用在CFB爐上的干排渣系統(tǒng)運行，國外在早期設計大多采用水冷螺旋輸送機，目前仍在運行，由于這是種熱的轉動設備易出現(xiàn)磨損和其他機械故障，設計中一般都考慮設備或出力備用，現(xiàn)在經改進的第二代風冷卻干排灰裝置已使用，這一設備的主要設計思想就是設計成熟狀態(tài)下工作的機械設備。在早期的鍋爐出現(xiàn)問題，一是在穿墻部位，二是在管的下部，現(xiàn)在設計做了改進，在管穿墻位置循環(huán)物料流動的通路無任何變形或突出部位。AHLSTROM在爐膛中部設有Л管過熱器。大大減少了啟動時間。制作時整個旋風分離器分成4塊，焊完銷釘后，充填防磨材料，烘干成型運到現(xiàn)場組裝。2）在爐膛底部的密相區(qū)四周水冷壁上焊接不銹鋼防磨銷釘，數量90－100個／M2，釘高38MM在銷釘與水冷壁之間充填防磨導熱材料，烘爐時燒結成型。AHLSTROM和FW公司在爐膛底部的密相區(qū)，爐膛頂煙氣轉彎處，旋風分離器及J閥等部位主要應用了防磨銷釘和專用防磨耐火材料的技術。保證了鍋爐的穩(wěn)定運行。國外各個鍋爐廠商都經歷了不斷改進完善的過程。AHLSTROM曾對含鈣（Ca）及孔隙率不同的石灰石作了試驗要保證同樣的脫硫率，不同質量的石灰石需要不同的Ca／S。為了達到這一粒度，在破碎系統(tǒng)中選擇了美國一家公司生產的環(huán)錘破碎機，一段破碎，破碎機中大于篩孔的大粒石頭由機內可排出。AHLSTROM提出的煤粒徑為0－10mm，最佳的分級要求應為S型中間多，兩頭少，粒徑大的不能多，因大粒徑在爐膛底部易引起超溫結焦和缺氧從而產生較多的CO。一般來說對燃用低灰份的煤可采用較大顆粒尺寸，燃用高灰份的煤宜采用較小的粒度。 AHLSTROM和FW公司在某項目220T／H爐的報價中具有明顯的上述特征。5）煙氣或固體顆粒與燃燒室的溫度差。3）燃燒室中的受熱面布置，主要是水冷壁。 根據美國拜特爾（BATTELLE）實驗室的研究，無外部熱交換器的CFB鍋爐床溫主度要由下列因素決定：1）燃料的釋熱率。兩家公司的產品有一個共同點均使用外置旋風分離器，根據AHLSTROM的統(tǒng)計92年西方市場銷售的CFB爐均為外置式旋風分離器。鍋爐底部和除塵器的排灰比例為80：20。一次風由燃燒底部送入，爐膛風速為4M／S，二次風在爐膛中部加入，此處爐膛風速為5~6M／S。 FW的鍋爐爐膛為平底，用蒸發(fā)水管圍成風箱，配定向風帽，膜式水冷壁。爐底排灰使用風冷卻熱回收裝置，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，％。 一次風由流化隔板送入燃燒室，同帽出口風壓8000PA,二次風由不同高度送入燃燒室，爐膛風速310M／S正常5M／S風溫1960℃。 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)量計占45％。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計，代表廠家有魯奇（LURGI），美國拜特爾實驗室等（日本三井公司利用其專利生產的MSFB爐），后者的主要特點是設計有外部熱交換器（EHE），三井的MSFB爐80％多的蒸發(fā)量在EHE內完成。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格，在建種情形下，各種流化床燃燒技術得以迅速發(fā)展。 國外循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展與比較國外自70年代石油危機以來，能源研究的重點就轉到節(jié)約能源和廣泛利用各種燃料方面。受熱面往往需制成管板式的結構。 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。該型分離器100％分離效率直徑為60~70μm。2）煙氣離開爐膛出口時被冷卻至400℃左右，進入旋風分離器。氣體在屏式受熱面前的停留時間為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。~。（85℃），~／s。上二次風口以下均用碳化硅等耐磨層敷蓋。此外粒子濃度為1000 kg/m3。是一種介于一般泡床與高速循環(huán)床之間的復合型CFBB。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，分離器的材質選擇十分重要。 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。 其主要結構尺寸為：鍋爐中心線標高： 鍋爐深度：（柱中心線）： 鍋爐寬度（柱中心線）： 該型爐在濃相區(qū)和轉彎煙室，采用鎳鉻合金熱噴涂，根據有關試驗，噴涂后可提高防磨性能6倍。爐型的特點在于：采用兩級分離，一級分離器采用百葉窗分離器，設在爐膛出口，固定在拉稀的后水冷壁管上。下一步的關鍵問題在于如何提高分離器的使用壽命及工作可靠性。通過一段時間的反復在濃相區(qū)的反復摸索，通過改善燃料顆粒度的級配，出力問題已經解決。 燃料顆粒度：0－10mm 6） 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） 流化風速：4－5M／S 2） 二次風約占總風量的20％~25％。繼而灰流再溢流至主燃燒床，從而實現(xiàn)飛灰的循環(huán)燃燒。分離下來的高溫飛灰經大容積貯料斗、L閥將其送入付床。由于煙氣攜帶大量飛灰，其熱容量較大，整個爐膛溫度場均勻，爐膛出口溫度720－730℃。該爐爐膛分設兩個床：主燃燒床（23055490），付床（又名細灰床10255490）。 3）分離方式：一級慣性分離十一級旋風分離 4）回料機構：J型閥 5）燃料顆粒度：0－13mm6）鍋爐主要結構尺寸： 汽包中心線標高： 鍋爐深度（柱中心線）： 鍋爐寬度（柱中心線）：主要問題 1）高溫煙道和旋風分離器的磨損 2）熱惰性大，啟停時間長 3）旋風分離器內有二次燃燒現(xiàn)象，控制不當易引起結焦。離開分離器的煙氣進入尾部豎井。較細的顆粒在煙氣攜帶下進入旋風分離器。二次風約占總風量的50％，通過燃燒室下部分層布置的二次風噴進入爐膛。經空氣預熱器預熱，一次風由箱經過這些小風帽均勻進入爐膛。該爐燃燒主要由爐膛，轉彎煙室、旋風分離器和返料機構組成。 濟南鍋爐廠YG型CFBB 爐型簡介 濟南鍋爐廠生產的YG－75／／H中壓循環(huán)流化床鍋爐基礎上研制的。其中有的已投入運行。帶動了國內循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展。 國內循環(huán)流化床鍋爐產品比較八十年年初，國內就開始研制高效、低污染的循環(huán)流化床鍋爐。推廣循環(huán)流化床鍋爐，積累運行經驗，使循環(huán)流化床鍋爐有能力與煤粉鍋爐競爭。在上述冷態(tài)試驗的基礎上建立循環(huán)流化床熱態(tài)試驗臺，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行試驗研究，并建立循環(huán)流化床鍋爐的綜合模型，進行理論計算。 圖1 魯奇循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)圖 (一次空氣)