锅炉课件2[精选].ppt

* * 循环流化床锅炉 燃料在炉内的燃烧方式主要有层状燃烧、悬浮燃烧、旋风燃烧和流化燃烧四种。层状燃烧例如链条炉；悬浮燃烧如室燃炉；旋风燃烧如旋风炉；流化燃烧例如流化床锅炉。 所谓流化燃烧就是制成具有一定粒度的煤粒在炉床上保持一定的煤成厚度，而空气以适当的速度从底部通过炉床，将煤粒吹起，使煤粒悬浮于床层上一定高度范围内进行燃烧。 循环流化床锅炉的工作原理 1、流态化过程 流态化是固体颗粒在流体作用下表现出类似流体的一种现象。固体颗粒、流体以及完成流态化的设备称为流化床。 当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所托。每个颗粒可在床层中自由运动。就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质，这种状态就称为流态化。颗粒床层从静止状态转为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。 循环流化床锅炉的工作过程 流化床燃烧是床料在流化状态下进行的一种燃烧，其燃料可以为化石燃料、工农业废弃物和各种生物质燃料。一般重的粒子在燃烧室下部燃烧，细粒子在燃烧室上部燃烧。被吹出燃烧室的细粒子采用各种分离器收集下来之后，送回床内循环燃烧 。 循环流化床锅炉燃烧在整个炉膛内进行，而且炉膛内具有很高的颗粒浓度，高浓度颗粒通过床层、炉膛、分离器和返料装置，再返回炉膛，进行多次循环，颗粒在循环过程中进行燃烧和传热。 锅炉给水---省煤器---汽包---下降管---水冷壁--（汽水混合物）--汽包--（饱和蒸汽）---过热器--（过热蒸汽）---汽轮机。 循环流化床锅炉的基本构成 循环流化床锅炉可分为两个部分。第一部分由炉膛（流化床燃烧室）、气固分离设备（分离器）、固体物料再循环设备（返料装置、返料器）和外置换热器等组成。。第二部分为尾部对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等。 循环流化床燃烧过程的特点 循环流化床燃烧是一种在炉内使高温运动的烟气与其所带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程；同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，并将他们送回炉内再次参与燃烧过程，反复循环地组织燃烧。显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了。 循环流化床锅炉内固体物料（包括燃料、残碳、灰、脱硫剂和惰性床料等） 经历了从炉膛、分离器和返料装置返回炉膛的循环运动，整个燃烧过程以及脱硫过程都是在循环运动的动态过程中逐渐完成的。 在循环流化床锅炉中，大量的固体物料在强烈的湍流下通过炉膛，通过人为操作可改变物料循环量，并可改变炉内的分布规律，以适应不同的燃烧工况。在这种组织方式下，炉内的热量、质量和动量传递过程十分强烈，从而使整个炉膛高度及水平方向上的温度分布非常均匀。同时，强烈的动量质量传递使循环流化床内颗粒产生磨损和破裂，进一步强化了燃烧。 循环流化床锅炉的优点 （1）燃料适应性广 （2）燃烧效率高95%—99%，锅炉效率可达88%--90% （3）高效脱硫 钙硫比为1.5—2.5时，脱硫效率可达90%以上 （4）氮氧化物（NOX ）排放低。 （5）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主要优点之一。 （6）燃料预处理及给煤系统简单 （7）负荷调节范围大，调节速度快 （8）易于实现灰渣综合利用 临界流态化速度 流化床操作条件下气流速度必须大到一定程度，才能将颗粒托起，使床层中颗粒从固定状态转变到流化状态时的空床风速，称为临界流态化速度或最小流态化速度。在实际燃煤流化床锅炉中，要达到稳定的流态化，使锅炉稳定运行，其运行的最低风速应当大于临界流态化速度。 2、料层阻力特性 厚度一定的料层，其床层阻力是一定的，当料层厚度固定后，料层温度对阻力的影响不大。 煤在循环流化床内的燃烧过程 1、煤粒的干燥和加热 新鲜煤被送入循环流化床后，立即被大量灼热的不可燃床料所包围并被加热至接近床温。在这个过程中，煤粒被加热干燥，把水分蒸发掉。 加热时间仅有几秒钟。在这个加热过程中，所吸收的热量只占床层总热量的千分之几，因而对床层温度影响很小，而煤粒的燃烧又释放出热量，从而能使床层保持在一定的温度水平。 挥发分的析出及燃烧 当煤粒进一步被加热升温到一定温度时，将发生煤的热分解反应而释放出挥发分。挥发分的析出过程是指煤粒受到高温加热后分解并产生大量气态物质的过程。挥发分由多种碳氢化合物(焦油和气体)组成，并在不同阶段析出。挥发分的第一个稳定析出阶段发生在温度为500--600℃的范围内；第二个稳定析出阶段发生在温度为800--1000℃的范围内。挥发分析出后，达到