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中能技术

什么是循环流化床锅炉

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2020/3/25     浏览次数:    

一、循环流化床发展历史简介
(一)循环流化床锅炉的诞生
在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来,真正得到应用,始于七十年代末八十年代初。1979年,芬兰奥斯龙(Ahlsltrom) 公司开发的世界首台20t/h商用循环流化床锅炉投入运行,随后,1982年,德国鲁奇(Lurgi) 公司开发的世界上首台用于产汽与供热的循环流化床(84MW)建成投运。至此,循环流化床技术开始迅速发展。2013年,即发展到460MW超临界参数锅炉。
(二)国内循环流化床锅炉发展
我国对循环流化床锅炉方面的研究,虽然起步较晚,但政府高度重视,发展迅速。1987年,中科院工程热物理所与原开封锅炉厂联合,生产出中国第一台循环流化床锅炉,并在原开封中药厂(现在的天地药业)投入运行,取得了循环流化床锅炉在中国零的突破。20多年后的今天,该台锅炉还在稳定运行,对该企业的发展起到了巨大的推动作用。1987年之后,几乎所有与热工程有关的科研院校,如清华大学、浙江大学、华中理工大学、西安交通大学和西安热工研究院等,都投入到循环流化床锅炉额研发当中,各锅炉制造厂先后开发出20t/h、35t/h、65t/h、75t/h、130t/h及220t/h等中、小型循环流化床锅炉,通过多年的发展,我国在中、小型循环流化床技术方面已经相当成熟。并相继开发出具有自主知识产权的100MW、135MW、150MW及200MW等级的循环流化床锅炉,并在全国范围内大量投运。

二、什么是循环流化床锅炉
(一)锅炉:指以可燃物为燃料,以生产一定品质蒸汽为目的特种设备。锅指汽水系统,炉指燃烧和烟气系统;
(二)流化:指一定颗粒的可燃物在流化风(一次风)的作用下能够在炉膛内由固态变为流化运动状态;
(三)循环:指未燃尽的大颗粒固态物质经锅炉旋风分离器分离,被返料器重新送回炉膛实现循环燃烧。
(四)循环流化床锅炉指:一定颗粒的可燃物质能够在炉堂内实现循环流化燃烧,并是以生产一定品质蒸汽为目的的特种设备。


三、循环流化床锅炉优点
(一)燃料适应性广 (这是循环流化床锅炉的重要优点)循环流化床锅炉既可燃烧优质煤,也可燃烧劣质燃料,如高灰煤、高硫煤、硫高灰煤、一高一水分煤、煤矸石、 煤泥,以以及油页岩、泥煤、炉渣、树皮、垃圾等。他的这一优点,对充分利用劣质燃料具有重大意义。
(二)燃烧效率高。
国外循环流化床锅炉的燃烧效率最高可达99%。我国自行设计的循环流化床锅炉燃烧效率髙达95%-99%。该锅炉燃烧效率的主要原因是燃烧尽率高。运行锅炉的实例数据表明,该型锅炉的炉渣可燃物碳含量为1%-2%,燃烧优质煤时,燃烧效率与煤粉炉相当,燃烧劣质煤时,循环流化床锅炉的燃烧率比煤粉炉约高5%。
(三)燃烧污染排放量低
循环硫化床锅炉NOx的生成量仅有煤粉炉的1/4-1/3。标准状态下NOx的排量可以控制在300mg m3以下。 因此循环流化床是一种经济、有效、低污染的燃烧技术。与煤粉炉加脱硫装置相比,循环流化床锅炉的投资可降低1/4-1/3。(向循环流化床内直接加入石灰石,白云石等脱硫剂,可以脱去燃料燃烧生成的SO2。根据燃料中所含的硫量大小确定加入脱硫剂量,可达到90%的脱硫效率。
(四)燃烧强度高,炉膛截面积小
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。其截面热负荷约为3.5-4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉。同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2~3倍。
(五)负荷调节范围大,负荷调节快
当负荷变化时,只需调节给煤量、空气量和物料循环量,不必像鼓泡流化床锅炉那样采用分床压火技术。也不象煤粉锅炉那样,低负荷时要用油助燃,维持稳定燃烧。一般而言,循环流化床锅炉的负荷调节范围可在30%-110%; 负荷调节速率也很快, 一般可达每分钟4%。
(六)易于实现灰渣综合利用
循环流化床燃烧过程属于低温燃烧,同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含炭量低,属于低温烧透,易于实现灰渣的综合利用,如作为水泥掺和料或做建筑材料。同时低温烧透也有利于灰渣中稀有金属的提取。
(七)其他优点
床内部布置埋管受热面、燃料预处理简单、给煤点少等。

四、循环流化床锅炉缺点
(一)高流速对受热面磨损大,难于实现长周期运行
循环流化床锅炉的运行风速高, 一般运行风速为4-10m/s。浓度和高运行风速,锅炉部件的磨损是比较严重的。磨损主要与风速、颗粒度以及流场的不均匀性有关, 磨损与风速及浓度成正比。在设计时,一般应防止烟气走廊突缩或突扩的形式。尾部受热面的设计: 目前在循环流化床锅炉中,尾部烟道受热面的磨损、漏风是目前流化床锅炉遇到的问题。
(二)电耗高

风机风速高功率会增大,厂用电也会相应增加。



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