流化床锅炉的特点和国内外发展现状和趋势.docVIP

流化床锅炉的特点和国内外发展现状及趋势作者：张美法 　　流化床锅炉与层燃锅炉、煤粉锅炉相比，前者具有高效、低污染、低成本等特点，显示了它强大的生命力，近10年来得到了迅速的发展，特别是加压流化床燃烧技术能将煤化工和煤燃烧综合，实现蒸汽－燃气联合循环发电，是世界主要工业发达国家正在致力发展的第三代燃烧技术。一、流化床燃烧锅炉的优点1．对燃烧的适应性特别好，可以烧优质煤，也可以烧各种劣质燃料－高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、各种煤矸石，还可以烧油页岩、石油焦、尾矿、煤泥、尾气、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。在燃料来源、品种和质量多变的情况下，采用流化床燃烧技术是特别适宜的。 2．燃烧效率高。采用带飞灰循环燃烧的流化床锅炉，根据炉型和煤种的不同，燃烧效率可达90%～99%。3．流化床的截面热强度高，鼓泡床锅炉的截热面热强度为1～3MW/m2，循环流化床的截面热强度为3～8MW/m2。4．流化床燃烧温度一般为900℃左右，采用石灰石作为床料添加剂时，炉内脱硫效果好。与煤粉锅炉采用烟气干法和湿法脱硫相比，前者电厂投资和运行费用大为降低。5．流化床锅炉一般采用分级燃烧，燃烧温度不高，NOX的浓度为100～200ppm。6．流化床锅炉的负荷调节范围大，调节性能好。对鼓泡床锅炉，采用分床压火或调节料层厚度，负荷变化范围为100%～50%。对循环床锅炉，采用改变灰循环量可使锅炉的负荷变化范围为100%～25%。负荷的连续变化速率可达5%～10%。7．流化床锅炉的溢流渣、冷渣含碳量低，可作为水泥熟料的添加剂和建筑材料。二、流化床燃烧锅炉的缺点1．鼓泡床锅炉如不采用飞灰循环燃烧，则燃烧效率不高；采用飞灰循环燃烧，燃烧效率可与煤粉锅炉相媲美，但系统较复杂。2．流化床锅炉的排烟原始含尘浓度比一般层燃锅炉高很多，特别在烧高灰分煤时就高得更多，这就对除尘设备的型式及除尘系统的组成提出了更高的要求。否则，将影响在第一类、二类环保地区的使用。 3．流化床锅炉采用高压鼓风机，其电耗较高，且噪声大，污染环境。4．床内受热面、炉墙及对流受热面的磨损比层燃锅炉和煤粉锅炉严重。 流化床锅炉的组成与分类 一、流化床锅炉的组成　　流化床锅炉主要由浓相床、稀相床（悬浮段）、床内受热面、布风装置和尾部受热面五部分组成（图1-1）。布风装置由风室、布风板和风帽组成。浓相床内的床料与煤矿被流化，煤被燃烧。细小煤粒吹入悬浮段继续燃烧。燃烧室内煤燃烧放出热的一部分被床内受热面吸收；另一部分被烟气和飞灰带离燃烧室被后面的对流受热面吸收。布风装置将燃烧空气均匀分配，使浓相床流化质量良好，获得好的燃烧效果和床与受热面之间好的传热工况。二、流化床锅炉的分类　　根据流化床的流动形态和床料的不同，流化床锅炉可分成三大类：鼓泡床锅炉、循环床锅炉和加压流化床锅炉。1．鼓泡床锅炉（图1-1）　　鼓泡床锅炉的特点是流化速度较低。流化速度u=qv/(Ab×3600)，qv为进入燃烧室的流化空气量（m3/h），Ab为床的截面积（m2）。鼓泡床热态流化速度一般为3～4m/s。煤粒的尺寸一般为0～10mm.浓相床由乳化相和气泡相组成，床内有埋管受热面，是这种锅炉的另外两个特点。这类锅炉的优点是结构较简单，缺点是飞灰含碳量高，燃烧效率不高。 　　　 图　1-1 流化床锅炉结构1-流化空气 2-风室 3-布风板 4-浓相床5-悬浮段 6-水进口 7-汽水混合物出口8-高温烟气去对流受热面 9-床内受热面 　　　　图 1-2 MSFB锅炉1-大粒子床 2-小粒子床 3-布风装置 4-燃烧室 5-高温分离器 6-高中温烟去对流受热面器 7-外部低速流化床热交换器 8-液化空气 9-给煤口 2．循环床锅炉循环床锅炉有如下几种类型：（1）多粒子流化床锅炉（图1-2）MSFB（Multi-solids Fluidized Bed）锅炉是由美国科拜特尔（Battelle）哥伦布实验室研制的。它主要由燃烧室、高温分离器、飞灰回送装置和外部低速流化床热交换器组成。燃烧室由下部大粒子床和上部小粒子床组成。燃烧室内没有布置受热面。高温分离器收集燃烧室出来的飞灰送入外部低速流化床热交换器，生产蒸汽和使蒸汽过热。被冷却了的飞灰再回送至燃烧室再燃烧。飞灰的回送采用非机械式的L阀。这种锅炉的特点是燃烧与传热分开。来自高温分离器和外部低速流化床热交换器的高中温烟气流入尾部对流受热面，冷却和除尘之后，经引风机排入大气。这种锅炉的优点是燃烧效率高，但结构复杂。（2）Pyroflow循环床锅炉（图1-3）这种锅炉主要由燃烧室、高温分离器、送灰装置组成。与MSFB锅炉相比，它没有外部低速流化床热交换器。它的优点是结构较简单，燃烧效率高。（3）Circofluid循环床锅炉（图1-4）