循环流化床锅炉技术

循环流化床锅炉技术循环流化床锅炉技术 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 此介绍分成此介绍分成三三部分部分 z流化床的一般原理 z国产大型CFB的技术特点 z结合工艺介绍新华控制方案 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床燃烧设备的分类流化床燃烧设备的分类 z按流体动力特性可分为： – 鼓泡床，循环床 z按工作条件可分为： – 常压床，增压床 z主要技术流派 – Pyroflow, Lurgi, Circofluid,Intrex 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床燃烧过程的分类流化床燃烧过程的分类 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 典型的循环流化床燃烧系统典型的循环流化床燃烧系统 输渣器 底灰冷却器 冷却烟气 燃烧室 旋风分离器 上二次风 下二次风 水冷布风板 石灰石 燃煤仓 给煤机 高压鼓风机 一次风机 二次风机 烟囱 引风机 过热器 省煤器 汽包 除尘器 空气预热器 回料阀 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床的特征循环流化床的特征 z区别于常规煤粉炉 – 气固流态化 – 固体物料循环 – 低温燃烧 z与国外相比 – 宽筛分给煤，低流化速度，中循环倍率筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 气固流态化气固流态化----液相液相 z 在任一高度的静压近似于在此高度上单位床截 面内固体颗粒的重量 z 无论床层如何倾斜， 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面总是保持水平，床层 的形状也保持容器的形状 z 床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的 开口中流出 z 密度高于床层表观密度的颗粒会下沉，密度小 的颗粒会浮在床面上 z 床内颗粒混合良好，整个床层的温度基本均匀筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 固体物料流态化循环固体物料流态化循环 z高速度、高浓度、高通量的固体物料流 态化循环过程 z物料运动的特点：内循环＋外循环 z整个燃烧过程和脱硫过程都是在这两种 形式的循环运动中逐步完成 z高强度的热量、质量和动量传递过程 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 低温的动力控制燃烧低温的动力控制燃烧 z 燃烧温度：850～950 – 正常运行中很少有落在这个温度范围之外的工况，提供了非 常稳定的点火源 z 炉内： – 高速烟气与湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并 有大量颗粒返混的流态化燃烧反应 z 炉外： – 捕获绝大部分高温固体颗粒，并回送到炉膛再次参 与燃烧过程，反复循环地燃烧 z 燃烧速率主要取决于温度水平筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床的环保特性－脱硫循环流化床的环保特性－脱硫 z脱硫：脱硫剂＋SO2的化学反应 – 脱硫剂：煅烧＋生成硫酸盐 – 低温燃烧：850～950 – 强烈的湍流运动，提供了较长反应时间 – Ca/S为1.5～2.5时，脱硫效率可达90% z脱硫剂：石灰石 – 粒径：0.1～0.3mm，利用率>50%筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床的环保特性－脱硝循环流化床的环保特性－脱硝 z氮氧化物的生成原理 – 热力NOX :空气中的氮氧化 – 快速NOX :燃料中的碳化氢 – 燃料NOX :燃料中的有机氮化合物 z循环流化床运行中氮氧化物的抑制 – 低温燃烧，分级送风，焦炭浓度高 – 氧量为6%时约50～200ppm筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床锅炉的优点循环流化床锅炉的优点 z燃料适应性广，燃烧效率高 z高效脱硫，氮氧化物排放低 z燃烧强度高，炉膛截面积小 z给煤点少，燃料制备系统简单 z易于实现灰渣综合利用 z低负荷下燃烧的稳定性好 – 炉膛内的高温物料提供了非常稳定的点火源 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床尚待研究的问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 循环流化床尚待研究的问题 z循环物料的分离机构和返料机构，使循 环灰可调 z冷渣器的长期稳定运行 z锅炉部件的磨损 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 国产循环流化床机组技术特点国产循环流化床机组技术特点 z PYROFLOW炉型 z Fluoseal送灰器--J阀 z EVT 流化床型风水联合冷渣器 z宽筛分给煤，低流化速度，中循环倍率 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m PYROFLOWPYROFLOW型循环流化床锅型循环流化床锅 炉的主要技术特点炉的主要技术特点 z无外置式热交换器，无法利用冷灰 z采用高温汽冷旋风分离器 z必须有底部除灰装置以平衡床料和除去 大颗粒 z一、二次风比例接近6:4 z对流受热面的设计类似于常规锅炉 z 布置在炉膛内的受热面采用耐磨的特种钢材筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m FluosealFluoseal送灰器送灰器----JJ阀阀 z流动密封阀＋立管：流化、自密封 – 将循环灰流化后回送到炉膛 – 立管内建立足够压差，防止炉膛烟气反窜 z自平衡特性 – 对固体颗粒流量的调节作用很小，阀和立管 依靠自身的压力平衡关系自动地平衡固体颗 粒的流量 – 正常运行中不需调整 – 6个喷嘴松动风+流化风 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m EVT EVT 流化床型风水联合冷渣器流化床型风水联合冷渣器 z冷渣器不正常工作是导致停炉和减负荷 的主要原因之一，停炉才能检修 z细颗粒分选回送，保持密相区的粒径分 布，提高燃烧和脱硫效率 z 出渣温度约150 z支持连续和间断两种方式 – 连续排渣：适用于高灰分煤 – 间断排渣： 总渣量较小或可能有大块残留 z冷渣器风量控制主要靠水达到冷却效果 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 煤粒在煤粒在床内的燃烧过程床内的燃烧过程 z煤粒得到高温床料的加热和干燥 z热解及挥发份燃烧 z颗粒膨胀和一级破碎 z焦炭燃烧并伴随着二级破碎 z流化床内绝大部分是惰性的灼热灰渣， 可燃物含量只占很小一部分筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床内的传热流化床内的传热 z流化床内的传热过程： – 床内颗粒与气流之间的传热 – 颗粒与颗粒之间的传热 – 整个气固多相流与受热表面之间的传热 – 气固多相流与入床气流之间的传热 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床锅炉的启动循环流化床锅炉的启动 z床层升温过程 – 加热升温，快速引燃，向稳定状态过渡 – 加热升温：漫长而平稳的过程 – 引燃：床温达到煤的着火温度 – 国产410t/h级循环流化床一般设计为床下＋ 床上联合点火，采用风道点火燃烧器和床上 油枪 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 影响流化床启动速度的因素影响流化床启动速度的因素 z主要因素： – 床层的升温速度、汽包等受压部件金属壁温 的上升速度、炉膛和分离器耐火材料的升温 速度 z冷态启动：承压部件金属壁温 z温态和热态启动：蒸汽温度和床温 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 温态启动和热态启动温态启动和热态启动 z 温态启动(停炉12h之内) – 炉膛吹扫，启动点火器，按正常启动方式加热床层， 检查床温 – 当床层开始着火时可以逐步地增加给煤量到正常值 – 一般只需2～4h，受限于过热汽温和床温 z 热态启动(停炉6h之内) – 多数情况下可直接给煤以提高汽温和床温，为了不 使床温进一步下降，所有启动步骤越快越好 z 冷态启动一般只需5~6小时 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床正常运行的关键参数流化床正常运行的关键参数 z燃料粒度 z风量 z床温 稳定的点火源+限制燃烧速度 z床压 过大与过小均影响流化 z炉膛差压 – 表征炉膛上部物料浓度，通过调整循环灰调整差压 z旋风筒进出口烟温，料位 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 床温控制床温控制 z提高床温： – 降低不完全燃烧损失，提高传热系数，减小 CO,N2O排放 z床温适当 – 正常脱硫，降低NOX排放，防止结焦 z烟煤：820～900；无烟煤：900～1000 z密相区温度低于灰的初始变形熔化温度 100～150甚至更多筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 影响床温的主要因素影响床温的主要因素 z给煤量、过量空气系数、一二次风配比 z煤种发热量、受热面布置、燃料水分等 z给煤速度是否均匀，给煤量的大小（原 煤仓加振打器） z给煤粒度在锅炉规程允许范围之内筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 床温控制方法床温控制方法 z热工： – 给煤量 – 一、二次风比例 – 返料量 J阀是自平衡的，不调 – 这些小管子的风量很小，可调范围也很小 z运行： – 给煤粒度 – 正常流化 z新华方案：风(分解成两层)+煤 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 床压控制床压控制 z床压过高或过低都会影响流化质量 z控制手段：排底渣 z运行方式：连续排渣，间断排渣 z连续排渣： – 给煤速度、燃料灰分和底渣份额 z排渣机构和冷渣器的工作条件 z炉膛向冷渣器＋冷渣器向外界排渣 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 床内床内结焦及其影响因素结焦及其影响因素 z结焦：温度高于灰熔点或烧结温度 – 高温结焦：整体超温 – 低温结焦：局部超温 – 渐进性结焦 z防止结焦的方法 – 温度在正常范围内 – 布风均匀，保证流化质量 – 保证给煤粒径在规程范围内筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床机组的自动化水平循环流化床机组的自动化水平 z集中控制： – DAS+MCS+SCS+FSSS+ECS+BPC+DEH z远程控制： – DAS+SCS z单元机组DCS系统规模：约4000点 z运行人员通过一体化的中文界面在CRT 上实现对机组的控制 z若抽汽，其控制放在DEH侧 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床机组流化床机组MCSMCS系统系统 z燃烧控制系统 – 风量控制+炉膛压力控制 – 燃料量控制 – 床温控制 – 床压控制 z复杂的大滞后强耦合强扰动控制对象 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 流化床机组流化床机组FSSSFSSS系统系统 z增加 – MFT联锁条件 z 床温高/低，料位，高压风机等 – 床温联锁 z 床温低且无燃烧器在运 – 风机联锁 – MFT后当床温足够高时可不经吹扫直接复 z减少 – 煤燃烧器 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 谢谢！谢谢！ CFB锅炉的SCS系统 筑 龙 网 ww w. zh ul on g. co m 循环流化床锅炉技术 此介绍分成三部分 流化床燃烧设备的分类 流化床燃烧过程的分类 典型的循环流化床燃烧系统 循环流化床的特征 气固流态化--液相 固体物料流态化循环 低温的动力控制燃烧 循环流化床的环保特性－脱硫 循环流化床的环保特性－脱硝 循环流化床锅炉的优点 循环流化床尚待研究的问题 国产循环流化床机组技术特点 PYROFLOW型循环流化床锅炉的主要技术特点 Fluoseal送灰器--J阀 EVT 流化床型风水联合冷渣器 煤粒在床内的燃烧过程 流化床内的传热 循环流化床锅炉的启动 影响流化床启动速度的因素 温态启动和热态启动 流化床正常运行的关键参数 床温控制 影响床温的主要因素 床温控制方法 床压控制 床内结焦及其影响因素 循环流化床机组的自动化水平 流化床机组MCS系统 流化床机组FSSS系统 谢谢！