第一章.循环流化床燃烧锅炉概述.ppt

第一章、绪 论 第一节、循环流化床燃烧技术 一、能源与环境 SO2排放和酸雨 煤的燃烧低效高污染 二、清洁煤燃烧技术-循环流化床技术 1、硫的污染排放 燃烧前脱硫：洗选加工、型煤和水煤浆技术 燃烧后脱硫：烟气脱硫技术 燃烧中脱硫：钙硫比为2，脱除效率90%。 2、常压循环流化床的优点 燃烧效率高： 燃料适应性强： 负荷适应性好：最低可达25% 负荷调节方便快捷：7%～12%/min 污染物排放少： 灰渣便于综合利用： 三、流化床燃烧技术的发展历程 四、循环流化床燃烧技术的特点 1、低温燃烧 2、极好的燃料适应性 3、低的污染物排放 4、燃烧强度大 5、床内传热能力强 6、负荷调节性能好 7、易于操作和维护 8、灰渣便于综合利用 五、鼓泡床存在问题 1、燃用宽筛分燃料飞灰量大，磨损严重； 2、脱硫石灰石利用率低，钙硫比3以上； 3、磨损严重； 4、截面积热负荷小，限制了大型化。 六、循环流化床存在问题 1、气固分离和床料循环系统复杂 2、燃烧效率受到燃烧温度限制 3、磨损和腐蚀仍严重 4、脱硫效率低于湿法脱硫 表1-1 各种燃烧方式的主要特性 第二节、循环流化床燃烧技术的基本工作原理 一、流化床燃烧方式： 锅炉：利用燃料的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。 燃料：气体、液体、固体燃料。、 燃烧固体燃料的锅炉主要有：火床燃烧（层燃炉）、火室燃烧（室燃炉）、流化床燃烧。 火床燃烧方式：6～40㎜的煤粒。固定炉排锅炉、活动手摇炉排锅炉、抛煤机倒转炉排锅炉、振动炉排锅炉、下饲式炉排锅炉、往复推饲炉排锅炉。 火室燃烧方式：0.02㎜～0.08㎜，燃烧器喷出呈悬浮燃烧。 流化态燃烧 1、鼓泡流化床燃烧方式：煤被破碎成小于6㎜的煤粒后加入燃烧室。风箱，布风板，临界流化速度（气流的曳力和浮力之和等于重力），临界流化状态。炉膛气流速度一般为1.5～2.0m/s。 2、循环流化床燃烧方式： 稀相区、密相区。 存在炉膛中心的颗粒气流垂直向上流动，周围环形区域则存在颗粒反向向下流动的内循环。 炉膛出口装有分离器，大量流出炉膛的颗粒收集后，与新加入的燃料按一定的比例同时送回炉内循环使用。 二、循环流化床锅炉的工作原理 （一）基本工作原理 JEA的300MWe循环流化床锅炉三维模型 法国Gardanne电厂循环流化床锅炉简图 内江高坝电厂100MWe循环流化床锅炉 （二）基本概念 1、床料：锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定粒度的原料。成分、颗粒直径和筛分特性因炉而定。一般有燃煤、灰渣、石灰石粉等，还有掺入傻子、铁矿石的。 2、物料：主要是指循环流化床运行中，在炉膛内燃烧或载热的物质。不仅包括床料，而且还包括锅炉运行中给入的燃料、脱硫剂、凡送回来的飞灰以及燃料燃烧后产生的其它固体物质。分离器捕捉分离下来通过返料回料阀返送回炉膛的物料叫循环物料。为捕捉下来的称谓飞灰。从炉床下不排出的较大颗粒叫炉渣。 3、堆积密度和堆积空隙率：固体颗粒燃料或物料自然堆放不加任何约束，这时单位体积的燃料质量称为堆积密度ρ堆。紧密结合，没有空隙时的密度称为真实密度ρ粒。堆积空隙率ε堆 1－ρ堆/ρ粒 空隙率和流化速度、循环倍率有一定关系，对于某一种床料，例如： 流化速度u 3m/s时，空隙率在ε 0.45左右，这时流化状态是鼓泡床； 流化速度u 4～7m/s时，空隙率在ε 0.65～0.75左右，这时流化状态是湍流床； 流化速度u 8m/s时，空隙率在ε 0.75～0.95左右，这时流化状态是快速床. 4、颗粒平均直径、当量直径及形状系数： 5、燃料筛分：粒径的粗细范围较大，就称为宽筛分，否则称为窄筛分。 6、燃料粒比度：循环流化床对各颗粒的占总量的百分数也有一定要求。燃煤的粒比度也称作燃烧颗粒特性，连续的曲线也称作颗粒特性曲线。 7、流化速度u： u Q/A ； 8、临界流速与临界流量：开始流化时的一次风风速，称为临界流速umf。这时的一次风量也就称作临界流量。 G临 ρ流w临A 9、物料循环倍率： 影响因素：（1）一次风量；一次风量小，分离器的物料捕捉量小，回送量也少。（2）燃料颗粒特性；颗粒较粗，分离的少，返送就少。（3）分离器效果；（4）回料系统； （三）流化床的形成过程： 固定床、流动床、鼓泡床、湍流床、快速床、喷流床（气力输送）。 气固流化床的形成 1．固定床 垂直管状容器中的固体颗粒物料，当没有气流作用时，静止料层高度L0，床层空隙率ε0。床层空隙率的定义为： 当有气流通入且气速较低时，床层高度基本不变，仅上界面处的部分细物料略有松动。气体此时对颗粒的作用力 称为曳力，方向向上 较小，颗粒间仍保持紧密接触，静止不动，气体穿过颗粒间隙到达床层上部。这时的颗粒