循环流化床.

循环流化床锅炉设备及运行第5章我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，目前每年煤炭消费量约13亿吨，其中80%通过燃烧被利用。然而，燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了能源和环境污染严重，能源节约与环境保护已成为现有燃煤技术所需解决的主要问题。因此，寻求一种高效、低污染燃烧技术，开发新的燃烧设备成为当务之急。循环流化床锅炉燃烧技术（CFBBC：CirculatingFluidizedBedBoilerCombustion)是新一代高效、低污染清洁燃烧技术。主要特点燃料及脱硫剂经多次循环，反复地进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈。能达到低NOx排放、90%的脱硫效率和与煤粉锅炉相近的燃烧效率；具有燃料适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。流化床锅炉的构成及工作过程循环流化床锅炉的发展概况循环流化床锅炉的主要优缺点循环流化床锅炉的分类一流化床燃烧技术第一节流化床锅炉的构成及工作过程流化床燃烧技术循环流化床燃烧鼓泡流化床燃烧煤的两种经典燃烧方式层燃：将煤均匀布在金属珊格即炉排上，形成一均匀的燃烧层，空气以比较低的速度自下而上通过煤层使其燃烧。悬浮燃烧：先将煤磨成细粉，然后用空气流经燃烧器将煤粉喷入炉膛，并在炉膛空间内进行燃烧。层燃悬浮燃烧燃烧反应面积有限燃烧反应面积极大反应速度较低反应速度极快燃烧强度和燃烧效率低燃烧强度和燃烧效率都很高流化床燃烧：介于层燃和悬浮燃烧之间，将煤破碎到一定粒度，并均布在炉膛底部的布风板上，燃烧用的空气从布风板下送入。如上图所示：随着室内区域风速的逐渐增加层燃流化床燃烧循环流化床燃烧悬浮燃烧鼓泡流化床燃烧技术一出现，便以其燃烧适应性好和低污染排放的优点显示出强大的生命力。如右图所示为鼓泡床锅炉结构示意图。鼓泡床锅炉几乎适用于任何固体燃料，甚至适用于有一定发热量的垃圾；燃烧温度低，有利于脱硫和降低NOx的排放。缺点：（1）当燃用宽筛分的燃料时，飞灰可燃物增大，降低了燃烧效率；（2）炉床内埋管受热面磨损严重；（3）尽管燃烧热强度大，但是鼓泡床锅炉大型化受到炉床面积的限制；（4）当采用直接加入石灰石脱硫时，石灰石的钙利用率较低。Inordertosolvethoseabovequestions:第一代流化床锅炉：鼓泡床锅炉（沸腾炉）第二代流化床锅炉：循环流化床锅炉（CFBB）循环流化床锅炉与鼓泡床锅炉最显著的区别：在炉膛出口安装气固分离器循环流化床锅炉系统循环流化床锅炉工作过程：如系统图所示，燃料及石灰石脱硫剂经破碎至合适粒度后，由给煤机和给料机从流化床燃烧室布风板上部给入，与燃烧室内炽热的沸腾无聊混合，被迅速加热，燃料迅速着火燃烧，石灰石则与燃料燃烧生成的SO2反应生成CaSO4，从而起到脱硫作用。燃烧室温度控制在850℃左右。在较高气流速度的作用下，燃烧充满整个炉膛，并有大量固体颗粒被携带出燃烧室，经高温旋风分离器分离后，一部分热炉料直接送回流化床继续参与燃烧，另一部分则送至冷灰床，在冷灰床中与埋管受热面和空气进行热交换，被冷却至400~600℃后，经送灰器送回燃烧室或排除炉外。经旋风分离器导出的高温烟气，在尾部烟道与对流受热面换热后，通过布袋除尘或静电除尘器，由烟囱排出。循环流化床锅炉的特点：（1）燃料制备系统相对简单（2）燃烧温度较低，一般为850~950℃（3）由流化床燃烧室、物料分离器和回料阀送灰器构成的独有的物料循环系统（4）因燃料不同，流化速度在5~8m/s之间变化，固体床料循环倍率因不同炉型而差异较大（5）采取分段送风燃烧方式（6）炉膛出口布置高温旋风分离器，分离器入口烟温约为850℃第二节循环流化床锅炉的发展概况流化床技术于20世纪20年代初在德国首先应用于工业流化床燃烧技术于20世纪60年代真正应用于煤燃烧为了解决鼓泡床锅炉存在的问题，20世纪80年代循环流化床锅炉应运而生我国对鼓泡流化床锅炉的研究起步较早，1965年第一台燃用油母页岩的流化床锅炉在广东茂名投产成功，此后在全国得到迅猛发展，在循环流化床出现之前已达到3000多台，最大容量130t/h。我国对循环流化床锅炉技术的研究起步较晚，直至1989年11月第一台35t/h锅炉才在山东明水电厂投入运行。但最近几年国内在开发和研制循环流化床锅炉技术方面发展迅猛。已开发和研制出多种技术的35t/h、75t/h、130t/h、220t/h中压至次高压的循环流化床锅炉。哈锅一批采用德国EVT技术的440t/h超高压再热循环锅炉也在安装或制造中。国内的主要研发单位：中国科学院、清华大学、浙江大学、西安热工研究所、西安交通大学、哈尔滨工业大学、北京锅炉厂、哈尔滨锅炉厂第三节循环流化床锅炉的主要优缺点优点1燃料适应性广2有利于环境保护3负荷调节性能好4燃烧热强度大5炉内传热能力强6灰渣综合利用性能好第三节循环流化床锅炉的主要优缺点缺点1大型化问题2烟风系统阻力较高，风机用电量大3自动化水平要求高4磨损问题5对辅助设备要求较高6理论和技术问题第四节循环流化床锅炉的分类按流体力学特性分常压流化床锅炉（炉压为常压）增压流化床锅炉（炉压高于常压）循环流化床锅炉还处于发展阶段，各种结构的炉型繁多，颅内传热和动力特性差异较大，分类比较复杂。第四节循环流化床锅炉的分类（1）以炉内流化状态来分，有鼓泡床、湍流床和快速床的循环流化床锅炉。（2）以分离器所处烟气温度高低来分，由高温分离循环流化床锅炉、中温分离循环流化床锅炉和低温循环流化床锅炉。（3）以锅炉自身的特点和开发研究的厂商分类，有如奥斯龙的“百宝炉”，福斯特惠勒的“FW型”炉以及鲁奇公司的“鲁奇型”循环流化床锅炉等。第四节循环流化床锅炉的分类（4）以物料的循环倍率高中低来分，有①低循环倍率循环流化床锅炉，循环倍率K15；②中循环倍率循环流化床锅炉，循环倍率K=15~40；③高循环倍率循环流化床锅炉，循环倍率K40。（5）以炉室出口单位烟气携带物料的多少即携带率大小来划分，有①低携带率循环流化床锅炉，携带率ν3kg/标m3；②中携带率循环流化床锅炉，携带率ν=5kg/标m3；③高携带率循环流化床锅炉，携带率ν8kg/标m3。