循环流化床锅炉结构及工作原理介绍(2.2M)

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安徽海螺川崎工程有限公司 循环流化床锅炉结构及工作原理介绍 工程部 二零一三年八月二十四日 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 循环流化床锅炉结构及工作原理介绍 一前言 二循环流化床锅炉的结构 三循环流化床锅炉的工作原理 四循环流化床锅炉的特点 五自备电站项目设计注意事项 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 一、前言 循环流化床燃烧技术是二十世纪七十年代末发展起 来的高效低污染清洁煤燃烧技术。循环流化床锅炉具 有燃料适应性广、添加石灰石在炉内低成本脱硫、低 温燃烧和分级送风有效降低氮的氧化物生成、低温燃 烧形成的灰渣便于综合利用的优点,几十年来得到迅 速发展。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 二、循环流化床锅炉的结构 循环流化床锅炉大致可分成两个部分。第一部分 由炉膛(流化床燃烧室)、气固体分离设备(分离器 )、固体物料再循环设备(回料器)等构成,上述形 成一个固体物料循环回路;第二部分则为尾部对流烟 道,布置有过热器/再热器、省煤器、空气预热器等, 与常规煤粉炉相近。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 循环流化床锅炉的基本结构 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 典型循环流化床锅炉结构如上图所示,其基本流 程为:燃烧所需要的一次风和二次风分别由炉膛的底 部和侧墙送入,燃料的燃烧主要在炉膛中完成。煤和 脱硫剂送入炉膛后,迅速被大量惰性高温物料包围, 着火燃烧,同时进行脱硫反应,并在上升烟气流的作 用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其他受 热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作 用下偏离主气流,从而贴壁下流。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器,炉 膛出口水平烟道内装有多级烟灰分离器,分离出的高 温灰落入灰斗,由气流带出炉膛的大量固体颗粒(煤 粒、脱硫剂)被分离和收集,通过返料装置(回料器 )送入炉膛,进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子 随烟气进入尾部烟道,以加热过热器、省煤器和空气 预热器,经除尘器排至大气。飞灰通过分离器经尾部 烟道受热面进入除尘器经灰沟冲到沉灰池,床体下部 已燃尽的灰渣定期排放。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 典型循环流化床锅炉燃烧示意图 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 典型的循环流化床锅炉系统 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 循环流化床锅炉的结构 ? 1 炉膛 ? 2 分离器 ? 3 返料器 ? 4 尾部受热面 ? 5 辅助设备 1)排渣系统 2)点火系统 3)布风装置 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 1、炉膛 炉膛的燃烧以二次风入口为界分为两个区域,二次 风入口以下为大粒子 还原气氛燃烧区,二次风入口以 上为小粒子氧化气氛燃烧区,燃料的燃烧过程、脱硫 过程、NOx和N2O的生成及分解过程主要在燃烧室内完成 。燃烧室内布置有受热面,它完成大约50%燃料释放热 量的传递过程。流化床燃烧室既是一个燃烧设备,也 是一个热交换器、脱硫、脱氮装置,集流化过程、燃 烧传热与脱硫、脱硝反应于一体,所以流化床燃烧室 是流化床燃烧系统的主体。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 2、分离器 循环流化床分离器是循环流化床燃烧系统的关键 部件之一。它的形式决定了燃烧系统和锅炉整体的形 式和紧凑性,它的性能对燃烧室的空气动力特性、传 热特性、物料循环、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数 、对石灰石的脱硫效率和利用率、对负荷的调节范围 和锅炉启动所需时间以及散热损失和维修费用均有重 要影响。 国内外普遍采用的分离器有高温耐火材料内砌的 绝热旋风分离器、水冷或汽冷旋风分离器、各种形式 的惯性分离器和方形分离器等。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 南加海螺采用的是旋风分离器 旋风分离器 的组成:分离器 进口烟道;旋风 筒;中心筒;锥 体;分离器出口 烟道。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 3、返料装置 返料装置是循环流化床锅炉的重要部件之一。它的正 常运行对燃烧过程的可控性、对锅炉负荷调节性能起决定 性作用。 返料装置的作用是将分离器收集下来的物料送回流化 床循环燃烧,并保证流化床内的高温烟气不经过返料装置 短路流入分离器。返料装置既是一个物料回送器,也是一 个锁气器,如果这两个作用失常,物料的循环燃烧过程建 立不起来,锅炉的燃烧效率将大大降低,燃烧室内的燃烧 工况变差,锅炉将达不到设计蒸发量。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 3、返料装置 流化床燃烧系统中常用的返料装置是非机械式的。设计 中采用的返料器主要有两种类型:一种是自动调整型返料 器,如流化密封返料器;别一种是阀型返料器,如“U”阀 等。自动调整型返料器能随锅炉负荷的变化,自动改变返 料量,不需调整返料风量。阀型返料器要改变返料量则必 须调整返料风量,也就是随锅炉负荷的变化必须调整返料 风量。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 南加海螺采用的返料装置 形式:U形回料器 作用:回料器是确保旋风分离器分离效果的重要部 件,它的基本任务是将分离器分离出来的高温固体 颗粒稳定地输送回压力较高的燃烧室内,并以一定 的料位压差形成灰墙,确保气体反窜进入分离器的 量最小,保证大量的固体颗粒经过分离器和回料器 再进入炉膛的良性稳定的物料流动,是循环流化床 锅炉正常运行的一个重要保证。 组成:直管、流化室、回料腿 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 4、尾部受热面 循环流化床锅炉尾部受热面布置在垂直烟道里, 主要由高温过热器、喷水减温装置、低温过热器、省 煤器、空气预热器组成。工作原理如同余热发电系统 的AQC锅炉,其中增加了空气预热器,用于加热锅炉 一次风、二次风,降低排烟温度,提高锅炉热效率。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 5、循环流化床锅炉辅助系统 循环流化床锅炉辅助系统包括煤与石灰石制备与 输送系统、烟风系统、灰渣处理系统、锅炉控制系 统、点火系统等。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 (1)灰渣处理系统 CFB锅炉灰渣处理系统包括底渣处理系统和飞灰处 理系统。 CFB底渣处理系统主要包括冷渣机、机械式(也有 少量气力方式)输渣设备以及渣仓等。其中冷渣机是系 统的关键设备,用来将锅炉燃烧后从炉膛底部排出的高 温底渣进行冷却回收热量,并满足灰渣后续处理的需要 。由于底渣具有粒度较粗、流动性差、温度高并可能含 有许多大颗粒异物的特点,开发性能优异的冷渣设备成 为CFB锅炉的一大难题。目前常见的两种冷渣机形式包 括流化床式冷渣机和滚筒式冷渣机。 安徽海螺川崎工程有限公司 工程部-南加海螺自备电站项目组 (1)灰渣处理系统 流化床式冷渣机采用流态化原理利用风水联合对底 渣进行冷却,具有传热系数高、冷却能力强的突出优点 ,热量也可便利地回收利用,但对底渣粒度的适应性较 差,
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