【正文】 用的調(diào)整方法。 關(guān)鍵詞 ： 循環(huán)流化床 ； 調(diào)整試驗(yàn) ； 燃燒調(diào)整 ； 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 ； 故障處 理 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Abstract The CFB is the new bustion equipment which is developed in the recent years, it has the advantages of be widely adapt to fuels,be good for environment,load adjustment well,burning intensity is big,heat transfer is strong in the firebox and so ,it is widely applied in the in China,the technolog of CFB is made great progress in the recent years Based on the three 150t/h CFB (Circulating Fluidized Bed) boilers’practical operating situations of DuoWei Power Plant, The burning and operating adjustment for CFB boiler were studied in this paper, and many practical ways about the CFB startup, running, burning adjustment, and optimizing control were put forward. The paper introduced the main design parameters and the whole boiler system and its trouble elimination of the CFB. It analyzed economical operation and trouble elimination, studied the running and adjuestment,and brought forward the applied medthods for load adjustment,bed temperature adjuestment,bed pressure adjustment， reutrn material quantiyt adjustment,air flow adjustment，SO2 and NOx emission conltrol and coal granulayrity adjustment. It sutdied many kinds of mon problems ,such as the changing,the boiler slagging39。 Optimization adjustment tests。 economical operation。我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，主要以燃煤火力發(fā)電為主，這一現(xiàn)狀在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)不會(huì)有根本性的改變。為了解決能源與環(huán)保之間的矛盾，降低燃煤火力發(fā)電過(guò)程中 SO2 排放量顯得尤為重要。 低溫燃燒 :循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)儲(chǔ)有大量高溫惰性物料 ，正常運(yùn)行時(shí)熱物料約占爐內(nèi)固體混合物料的 98%，可燃物僅占 2%左右 。 低污染排放 :鍋爐正常運(yùn)行時(shí)床層溫度維持在 890℃ 左右，能夠較好地降低燃燒過(guò)程中燃料型 NOx 的生成量 。 燃料適應(yīng)性好 :能夠根據(jù)不同性質(zhì)的燃料，設(shè)計(jì)燃用相應(yīng) 燃料的循環(huán)流化床鍋爐，而且能夠保證鍋爐穩(wěn)定燃燒，控制污染物排放量在設(shè)計(jì)范圍內(nèi) 。同時(shí)未燃燼燃料被分離器分離下來(lái)，輸入爐膛下部進(jìn)行二次燃燒，較好地提高了燃燒效率 。同時(shí)能夠在 30%額定負(fù)荷下實(shí)現(xiàn)斷油穩(wěn)燃，安全性優(yōu)于煤粉爐 。循環(huán)流化床鍋爐作為一種高效、清潔、環(huán)保的清潔煤燃燒技術(shù)，具有其它燃燒技術(shù)不可比擬的技術(shù)特點(diǎn)，也是國(guó)家燃煤火力發(fā)電的技術(shù)路線之一，因此 多維熱電 基于這一技術(shù)特點(diǎn)進(jìn)行立項(xiàng)，并建設(shè)了 3 臺(tái)150t/h 循環(huán)流化床鍋爐的火電機(jī)組。 CFB 有許多理論和實(shí)踐問(wèn)題需要進(jìn)一步研究和完善。專業(yè)理論研究、技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域、管理機(jī)構(gòu)、設(shè)備安裝制造、成套設(shè)計(jì)和試驗(yàn)調(diào)試之間的協(xié)作也存在不少弊病。 循環(huán)流化床鍋爐在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)及研究現(xiàn)狀 循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)始于 20 世紀(jì) 70 年代，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、研究的不斷深入，清潔煤燃燒技術(shù)得到了很大的發(fā) 展。我國(guó)也在循環(huán)流床鍋爐燃燒技術(shù)方面采取了引進(jìn)、消化、吸收的政策，進(jìn)行了較為深入的研究，取得了重要成果，但是在大型循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試和運(yùn)行等方面的經(jīng)驗(yàn)還不成熟，在一定程度上影響了循環(huán)流化床鍋爐機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。 我國(guó)的電力工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在我國(guó)，電力生產(chǎn)主要以燃煤火力發(fā)電為主，由于燃煤發(fā)電的直接污染較大，特別是 SO NOx 的排放。流化床燃燒設(shè)備按流體動(dòng)力特性分為鼓泡流化床和循環(huán)流化床，按工作條件分為常壓和增壓式流化床。現(xiàn)在大型循環(huán)流化床鍋爐的主要爐型有三大流派，分別為：以德國(guó) Lurgi 公司為代表的魯奇型和以美國(guó)的 Foster Wheeler 、芬蘭的 Alstorm公司（兩者兼并 )為代表的 FW Pyroflow 型和德國(guó) Babcock 公司的 Circofluid 型。北京鍋爐廠采用的是德國(guó) Babcock 公司的架構(gòu)和技術(shù)。上海鍋爐廠 引進(jìn)美國(guó)ALSTOM 技術(shù)、消化吸收自行設(shè)計(jì)制造了自己的循環(huán)流化床鍋。 。本文的工作主要包括如幾個(gè)方面 : (1)論文首先對(duì) 多維藥業(yè)自備電廠 150t/h 循環(huán)流化床鍋爐的主要設(shè)計(jì)參數(shù)和整個(gè)鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，主要介紹了鍋爐燃燒室、燃燒空氣系統(tǒng)、啟動(dòng)燃燒器系統(tǒng)、旋風(fēng)分離回送系統(tǒng)、高溫排渣系統(tǒng)、汽水系統(tǒng)及灰系統(tǒng)等，詳細(xì)闡述了本文的研究對(duì)象 。論文進(jìn)一步對(duì)循環(huán)流化爐鍋爐的運(yùn)行 和調(diào)整進(jìn)行了研究，在循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)整、床溫調(diào)整、床壓調(diào)整、返料量調(diào)整、風(fēng)量調(diào)整、 SO2 和 NOx 的排放量控制及給煤粒度調(diào)整方面，提出了實(shí)用的調(diào)整方法，對(duì) 流化床鍋爐的運(yùn)行提供了很好的指導(dǎo)意義 。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第二章 多維藥業(yè)自備電廠 150T/H 循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)介 循環(huán)流化床鍋爐 簡(jiǎn)介 循環(huán)流化床鍋爐的概念 循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡 床鍋爐（沸騰爐 )的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐 ， 但是又有很大的差別?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。要了解循環(huán)流化床鍋爐的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床 → 湍流床 → 快速床各種狀態(tài)下的動(dòng)力特性、燃燒特性以及傳熱特性。但是又有很大的差別?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。要了解循環(huán)流化床鍋爐的原理，必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床 → 湍流床 → 快速床各種狀態(tài)下的動(dòng)力特性、燃燒特性以及傳熱特性[2]。 對(duì)于液固流態(tài)化的固體顆粒來(lái)說(shuō)，顆粒均勻地分布于床層中，稱為 “散式 ”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于 “聚式 ”流態(tài)化。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 (2)臨界流化速度 對(duì)于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過(guò)的氣體流速很低時(shí)，隨著風(fēng)速的增 加，床層壓降成正比例增加，并且當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)，床層壓降達(dá)到最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風(fēng)速，固定床會(huì)突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化進(jìn)所需的最低速度，稱為臨界流化速度。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風(fēng)速是 2～ 3 倍的臨界流化速度。 (2)料層的當(dāng)量平均料徑增大則臨界流速增加。 (4)流體的運(yùn)動(dòng)粘度增大時(shí)臨界流速減?。喝绱矞卦龈邥r(shí)，臨界流速減小。 圖 床溫與臨界流速的關(guān)系 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 循環(huán)流化床鍋爐的工作原理 紊流流化床：隨著氣流速度繼續(xù)上升到一定數(shù)值，固體顆粒開(kāi)始流動(dòng)，床層分界面逐漸消失，固體顆粒不斷被帶走，以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生高度的返混。 快速流化床 ：當(dāng)氣流速度進(jìn)一步增大，固體顆粒被氣流均勻帶出床層。床內(nèi)顆粒濃度呈上稀下濃狀態(tài)?？焖倭鲬B(tài)化的主要特征為床層壓降用于懸浮和輸送顆粒并使顆粒加速，單位高度床層壓降沿床層高度不變。對(duì)于前者，床內(nèi)顆粒濃度變稀，并呈上下均勻分布狀態(tài)，其單位高度床層壓降沿床層高度不變。對(duì)于后者，增大氣流速度，床層壓降上升。稀相氣力輸送的床層壓降主要受摩擦壓降支配。此時(shí)氣流速度大于固體顆粒的終端速度，床內(nèi)顆粒濃度基本相等。循環(huán)流化床的上升段屬于快速流化床。 氣力輸送：分為密相氣力輸送和稀相氣力輸送。增大氣流速度，床層壓降減小。密相氣力輸送的典型特征為：床層壓降用于輸送顆粒并克服氣、固與壁面的摩擦。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 由上述燃燒分類可知，鏈條爐排爐采用的是固定床燃燒方式，而煤粉爐則采用了最稀相的懸浮燃燒方式。粗大粒子進(jìn)入懸浮區(qū)域后在重力及外力作用下偏離主氣流，從而貼壁下流。未被分離出來(lái)的細(xì)粒子隨煙氣進(jìn)入尾部煙道，以加熱過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器，經(jīng)除塵器排至大氣。循環(huán)流化床燃燒的燃燼度很高，其燃燒效率往往可達(dá)到 98%～ 99%以上 [4]。 高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量 傳遞過(guò)程：在循環(huán)流化床鍋爐中可以人為改變爐內(nèi)物料循環(huán)量，以適應(yīng)不同的燃燒工況。所以循環(huán)流床鍋爐燃燒必須具備的三個(gè)條件是：要保證一定的流體速度，而且還要保證物料粒度處于適當(dāng)?shù)?、使床層在快速流區(qū)域的粒度；要有足夠的物料分離；要有物料回送，要有充分的措施以維持物料的平衡。另外，氣體密度增加，傳熱系數(shù)增大；氣體粘度增大，傳熱系數(shù)減?。粴怏w導(dǎo)熱系數(shù)增大，傳熱系數(shù)增大。固體顆粒密度的影響：傳熱系數(shù)隨固體顆粒密度增大而增大。 流 化風(fēng)速的影響：對(duì)于循環(huán)流化床的密相區(qū)，傳熱系數(shù)隨流化風(fēng)速的增大而減小。 床溫對(duì)傳 熱系數(shù)的影響：床與傳熱面間的傳熱系數(shù)隨床溫的升高而升高。 固體顆粒濃度的影響：床層顆粒濃度是影響循環(huán)流化床床層與床壁面?zhèn)鳠嶙钪饕囊蛩刂?，傳熱系?shù)隨床層顆粒濃度的增加而顯著增加。 循環(huán)流化床內(nèi)的燃燒過(guò)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。煤粒在流化床中的燃燒過(guò)程如圖 所示。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。 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(diǎn)表面溫度起著關(guān)鍵作用，是產(chǎn)生著火的點(diǎn)灶熱源，這類固體近質(zhì)點(diǎn)可以是細(xì)煤粒，也可以是經(jīng) 分離后的高溫灰粒或者是布風(fēng)板上的床料。 圖 循環(huán)流化床內(nèi)的燃燒過(guò)程 另外，顆粒直徑大小對(duì)著火也有很大的影響，對(duì)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(gè)顆粒直徑，因?yàn)樯釗p失過(guò)大，燃料顆粒就不能著火，逸出爐膛。但引起粒度減小的因素還有顆粒與劇烈 運(yùn)動(dòng)的床層間磨損以及埋管受熱面的碰撞等。磨損的作用貫穿于整個(gè)燃燒過(guò)程。 煤粒破碎后會(huì)形成大量的細(xì)小粒子，特別是一些可揚(yáng)析粒子會(huì)影響鍋爐的燃燒效率。破碎分為一級(jí)破碎和二級(jí)破碎，一級(jí)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。 煤的破碎發(fā)生的同時(shí)也會(huì)發(fā)生顆粒的膨脹，煤的結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化。 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。 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(shí)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。其化學(xué)反方程式為： FeS2 + 2H2 → 2H2S + Fe （ ） H2S + O2 → H 2 + SO2 （ ） 對(duì) SO2 形成影響最大的因素是床溫和過(guò)量空氣系數(shù)，床溫升高、過(guò)量空氣系數(shù)降低則SO2 越高。循環(huán)流化床運(yùn)行時(shí) Ca/S 摩爾比一般在 ～ 之間。床溫在 900℃ 左右達(dá)到最高的脫硫效率。 氧濃度的影響：脫硫與氧濃度關(guān)系不大，而提高過(guò)量空氣系數(shù)時(shí)脫硫效率總是提高的。 循環(huán)倍率的影響：循環(huán)倍率越高，脫硫效率越高。 負(fù)荷變化的影響：當(dāng)循環(huán)流化床負(fù)荷變化在相當(dāng)大的范圍內(nèi)時(shí)，脫硫效率基本恒定或略有升降。 煤種的影響：灰份對(duì)脫硫效率并無(wú)不利影響。 雖然循環(huán)流化床的脫硫作用很強(qiáng)，但在床溫達(dá)到 850℃ ，即脫硫效率最高的溫度時(shí)，NOx 的生成量卻最大，對(duì)環(huán)境造成極大的破壞。所以一定要把床溫控制在 850～ 900℃ 之間，而且要采用較小的脫硫劑粒徑。 循環(huán)流化床的優(yōu)點(diǎn) 燃料適應(yīng)性強(qiáng)：由于循環(huán)流化床中的燃料僅占床料的 1%～ 3%，不需要輔助燃料而燃用任何燃料，可以燃用各種劣質(zhì)煤及其它可燃物，特別包括煤矸石、高硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等，可以解決令人頭疼的環(huán)境污染問(wèn)題。 寧夏理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 脫硫率高：循環(huán)流化床的脫硫方式是最經(jīng)濟(jì)的方式之一，其脫硫率可以達(dá)到 90%。其主要原因是：一低溫燃燒，燃燒溫度一般控制在 850～ 900℃ 之間，空氣中的氮一般不會(huì)生成 NOx；二分段燃燒，抑制氮轉(zhuǎn)化為 NOx，并使部分已生成的 NOx 得