浅谈75th循环流化床锅炉能量系统优化_精品.docVIP

摘要： 流化床燃烧是一种新型的燃烧技术，它能够燃烧其它燃烧方法不能燃烧的劣质燃料，如奸石，油页岩褐煤化工用焦渣，洗中煤等，并可减少二氧化硫和氮化物的生成，减少环境污染。我国目前运行的流化床锅炉有200余台，大部是小型锅炉，随着流化床锅炉，在设计和运行中出现了不少问题。如沸腾层温度偏低，沸腾层的悬浮段燃烧工况组织不佳，锅炉热差等等，还有问题。本文针对这些运行中的问题进行论述。流化床热中国是能源生产和消费大国。200年，中国一次能源生产总量为20.6亿吨标准煤，比上年增长9.5%。其中，原煤产量为21.9亿吨，原油1.81亿吨，天然气500亿立方米，水电4010亿千瓦时。能源既是重要和必不可少的经济发展和社会生活的物质前提，又是环境污染的重要来源。在我国，由于煤炭在能源消费中占很大比重，因此，煤烟型污染是我国生态环境破坏的首要因素。在我国大气中，约87％的SO2、60％的总悬浮颗粒物、67％的NOx和71％的CO2均来自煤炭的燃烧。燃煤排放的大量SO2和NOx也是我国酸雨形成的主要原因。继欧洲、北美之后，我国己成为世界上第三大酸雨区，每年我国由酸雨和SO2污染造成的农作物、森林和人体健康等三方面的经济损失已超过1100亿元，约占当年全国国民生产总值的2%。面对新世纪，如何保持能源、经济和环境的可持续协调发展是我国面临的一个重大战略问题。 根据地矿部门的普查和勘探，我国以煤为主要能源的格局将长期存在。在我国，目前发电行业的煤炭消耗所占比重约50％，至2030年，我国发电用煤量将达原煤产量的70％左右。国家公布的统计资料显示：2006年我国煤炭产量达到23.8亿吨，洗煤泥产量达7500万t。煤炭工业技术委员会预计2010年、2020年，我国煤炭需求量将分别达到25亿t、29亿t。目前我国煤炭工业的煤矸石和煤泥等固体废弃物综合利用率、原煤入洗比重分别约为50％、35％，到“十一五”期末，煤矸石和煤泥等固体废弃物综合利用率、原煤入洗比重分别达70％、％。采用CFB锅炉技术燃用洗煤泥、煤矸石发电，符合国家循环经济、清洁生产政策和煤炭工业可持续发展政策。与采用其它燃煤方式的锅炉相比，循环流化床锅炉具有燃料适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等一系列优点，是一种国际公认的洁净煤燃烧技术，已在电力行业获得了一定比例的应用，并正在向大型化电站锅炉的方向发展。3000 台，装机总容量近4000 万千瓦，其中100MWe ~ 200MWe 循环流化床机组已投入运行近百台，300MW 循环流化床机组已投入运行8台，我国600MW 超临界CFB 锅炉研制项目进展顺利，我国已是世界上循环流化床锅炉装机数量最多、装机容量最大的国家，已是名副其实的循环流化床锅炉大国。 由于种种原因，目前我国CFB锅炉的现状还不很乐观：在脱硫系统的脱硫效率等方面还存在不少问题，离国际先进水平有一定差距。如何针对各种值得研究和实践。循环流化床技术由于其煤种适应性和在低成本污染物排放控制等优点，已成为很有潜力的一种洁净煤技术。中国早在上个世纪八十年代即已开始发展CFB锅炉，至今CFB锅炉。绝大多数小型CFB锅炉(35～130t/h)采用中国自己的技术，超过220t/h的CFB锅炉则是引进国外技术。一般认为，CFB锅炉具有很高的燃烧效率，但在中国，许多燃烧硬煤如烟煤和无烟煤以及废弃物等的CFB锅炉的实际飞灰含碳量很高，预测和设计值。高飞灰含碳量使得CFB锅炉的市场竞争力下降。另外，锅炉飞灰可用作建筑材料，部分替代水泥或用于制造水泥，这是飞灰最具经济价值的应用。飞灰含碳量过高将限制其在水泥和建筑行业的应用。含碳量很高的飞灰曾被用作燃料来制砖。但是这种季节性的砖生产只能部分消化源源不断地从CFB锅炉中排出的高含碳飞灰，并且近年来砖生产迅速减缩并被新建材替代。另一方面，飞灰填埋成本也在上长。因此处理CFB锅炉飞灰的最好办法是减少含碳量，使得建筑和水泥工业能够接受。本文针对循环流化床锅炉是在常规流化床锅炉的基础上加上飞灰循环燃烧而发展起来的。因此要了解什么是循环流化床锅炉必须先了解什么是流化床锅炉，从固体粒子流态化过程来看，从固定床（煤粒在炉蓖上静止不动，即层燃炉）开始，随着风量的增加，即空筒流速（通常叫表观流速或流化速度）的增加→细粒在煤层表面流化，是为细粒流态化→炉蓖上开始产生气包，是称鼓泡流态化（即常规流化床，又名鼓泡流化床或沸腾床，此时的沸腾床有明显的上界面）→湍流流态化（湍流流化床，此时气泡变细狭窄状，波动振幅增大，上界面已不甚清楚）→快速流态化（高速流化床，此时的流化床内已无气泡，也无上界面，颗粒聚合成絮团状粒子束，粒子束不断形成与解体，形成强烈的固体返混，此时煤粒与气流的相对速度达最大，因此大大强化了燃烧与传热）→气力输送（即煤粉燃烧，此时煤粉与气流间的相对速度