沸腾炉和循环流化床锅炉的区别
循环流化床锅炉使用说明书

ZK-35/3.82-M循环流化床锅炉锅炉使用说明书20-96-0一、循环流化床锅炉简介二、锅炉首次点火启动应具备的条件三、锅炉对燃煤的要求四、锅炉首次点火启动五、锅炉运行中的监视与调整六、锅炉常见故障处理一、循环流化床锅炉简介煤的循环流化床燃烧是近十几年来发展起来的一种新型燃煤技术,是对传统的炉排炉和煤粉炉的一个重大革新。
它对各类煤种的燃烧适应性好,可以有效地燃用褐煤、各类烟煤和无烟煤,也可燃用如树皮、木屑、油页岩、石煤和石油焦等劣质燃料,同一台锅炉甚至可以同时燃用多种然料。
循环流化床锅炉可以通过添加石灰石进行比较简便的炉内脱硫处理,而一般的尾气脱硫技术费用昂贵,难于推广应用,循环流化床燃烧为高硫煤的合理燃用提供了途径,由于燃烧温度低,其NO x排放亦低。
流态化,是指两种不同形态的物质,因相互之间运动速度的不同而造成的一种特定运动状态下的体系。
对于煤燃烧系统而言,主要是指固体颗粒和空气。
这种特定的状态,是指固体颗粒群体在气体作用下具有流体的一些特性,就是流态化。
各种流化床燃烧锅炉,差别主要是燃烧系统,尾部对流受热面与常规锅炉没有根本的不同。
循环流化床燃烧系统主要包括:炉膛、气固分离器和返料器这三个关键部件。
与鼓泡床相比,循环流化床炉膛截面尺寸较小,燃烧分布在整个炉膛容积内,因此炉膛温度上下均匀;炉膛下部仍有一个密度较高的密相区,但不设置埋管受热面,避免了鼔泡床埋管磨损严重的问题;由于炉膛截面尺寸较小,锅炉启动点火更加容易;炉膛上部四周布置水冷受热面,磨损情况比埋管大为改善;燃烧所需一、二次空气分级供入,强化了炉内物料掺混,物料与空气接触更加强烈、均匀,有利于燃烧,同时可使NO x生成进一步减少;被烟气携带出炉膛的物料被一、二级分离器分离后经返料器进入炉膛,物料如此反复循环反复燃烧,排出锅炉的灰、渣含碳量较低,锅炉燃烧效率和热效率较高、煤耗较低;而由于采用上下基本均匀的流化风速,在降负荷运行时,风速降低的裕度大,负荷变化可超过0.4:1,锅炉负荷调节范围较宽;由于进入炉内的煤只占炉内高温循环物料量的5%左右,煤进入炉内很快着火燃烧,锅炉煤种适应性很广。
工业锅炉3种燃烧方式详解

工业锅炉3种燃烧方式详解关键词:层燃燃烧、沸腾燃烧、室燃燃烧、流化床燃烧按燃烧方式不同,锅炉可分为三大类,今天小编就带大家详细的了解下工业锅炉的3种燃烧方式:层燃燃烧、沸腾燃烧和室燃燃烧。
1.层燃燃烧(火床燃烧)层燃又称火床燃烧,是将燃料以一定厚度分布在炉排上进行燃烧的一种方式。
详细的说,层状燃烧就是将燃料置于固定或移动的炉排上,形成均匀的、有一定厚度的料层,空气从炉排底部通入,通过燃料层进行燃烧反应。
层燃燃烧仅用于固体燃料燃烧,但对燃料颗粒的大小无特殊要求。
它一般适用于小型锅炉,像固定炉排、链条炉排、往复炉排、振动炉排等都属于层燃式。
2.沸腾燃烧(流化床燃烧)沸腾燃烧又称流化床燃烧,指的是燃料在适当流速空气的作用下,在沸腾床上呈流化沸腾状态燃烧的一种方式。
现代用的沸腾炉,为提高燃烧效率及减轻污染,在炉膛出口将烟气中的固体颗粒收集起来,送回炉膛继续燃烧,故又称循环流化床燃烧锅炉。
鼓泡流化床、循环流化床属于沸腾燃烧方式,适用于燃烧颗粒状固体燃料。
3.室燃燃烧(悬浮燃烧)室燃燃烧又称悬浮燃烧。
室燃炉的燃料与空气一起由燃烧器送入炉膛,在炉膛空间边运动边燃烧。
一般适用于粉状固体燃料,液体燃料和气体燃料。
燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等都属于室燃式。
为了更加清晰的对比这3种燃烧方式,小编做了一个表格,如下:燃烧方式燃料特征空气通入方式特点层燃固体、粒径10mm以上,通常要烧较好的煤从炉排下部经炉排孔隙通入空气,使煤粒及煤块燃烧小型燃煤锅炉绝大部分是层燃炉。
室燃气体、液体、固体燃料都可以在室燃炉中燃烧,煤粉是大部分粒径小于0.1mm的细粉室燃炉的燃料与空气一起由燃烧器送入炉膛,在炉膛空间边运动边燃烧。
可以烧劣质煤,但有时燃烧不稳定,对运行操作要求很高,难于间断运行。
现代燃煤电站锅炉绝大部分是室燃炉。
沸腾沸腾炉所烧的煤粒比一般层燃炉的煤粒要小,但比煤粉的粒径要大,其颗粒度大部分在0。
2—3mm之间。
煤粒分布在炉排(布风板)上方,但它既不固定在炉排上,也不随空气流动,而是随着炉排下的鼓风上下翻腾跳动。
循环流化床锅炉与煤粉炉的区别

循环流化床锅炉与煤粉炉得区别锅炉得分类有很多种,按燃烧方式可分为:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉与旋风燃烧锅炉。
循环流化床锅炉就是流化床锅炉得一种;煤粉炉就是火室燃烧锅炉得一种。
层燃与室燃得区别: 室燃锅炉包括燃煤(即煤粉)锅炉、燃气锅炉与燃油锅炉。
煤粉炉首先要通过磨煤机把煤磨到一定细度再以一次风送入燃烧器并引燃,增加二次风、三次风等以利继续燃烧。
煤粉悬浮在燃烧室空中,混合燃烧剧烈。
流化床燃烧方式就是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧方式之间得燃烧方式,床内得固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面得空口中排出。
可以想象一下,床层得固体燃烧颗粒放在一块既能使气体通过又能在床层静止或者流体速度较小时不使颗粒落下得托板上,那么,不算提高通过床层得气体速度,燃料层就会随着气流速度得增大而相继出现不同得状态。
随空气流速度得增大,床料开始膨胀,燃料高度发生变化,气体对固体颗粒产生得作用力与固体颗粒所受得其她外力相平衡(主要就是重力),固体颗粒呈现出类似流体得性质,当这种流体以一定得速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒呈现出类似流体得现象称为流态化现象。
如果这时候床料内未产生大量得气泡,扰动并不强烈,把这种流化状态称为流化床。
循环流化床由快速流化床(上升段)、汽固物料分离装置与固体燃料回送装置组成。
循环流化床得优点就是燃料适应性广泛、有利于环境保护、负荷调节性能好、燃烧热强度大、炉内传热能力强、灰渣得综合利用性能好。
缺点就是大型化困难、自动化水平要求高、磨损严重。
循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。
它几乎可燃用各种品质燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。
床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小、脱硫效率高(当Ca/S=1、5~2、0时,脱硫效率可达85%~90%)。
这种炉型就是目前环保节能型电厂得发展方向。
国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多得厂家也投入了循环流化床锅炉得研制与生产,安装循环流化床锅炉得坑口电站遍及全国各地。
循环流化床锅炉与煤粉炉的区别

循环流化床锅炉与煤粉炉得区别锅炉得分类有很多种,按燃烧方式可分为:火床燃烧锅炉、火室燃烧锅炉、流化床燃烧锅炉与旋风燃烧锅炉。
循环流化床锅炉就是流化床锅炉得一种;煤粉炉就是火室燃烧锅炉得一种。
层燃与室燃得区别: 室燃锅炉包括燃煤(即煤粉)锅炉、燃气锅炉与燃油锅炉。
煤粉炉首先要通过磨煤机把煤磨到一定细度再以一次风送入燃烧器并引燃,增加二次风、三次风等以利继续燃烧、煤粉悬浮在燃烧室空中,混合燃烧剧烈。
流化床燃烧方式就是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧方式之间得燃烧方式,床内得固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面得空口中排出、可以想象一下,床层得固体燃烧颗粒放在一块既能使气体通过又能在床层静止或者流体速度较小时不使颗粒落下得托板上,那么,不算提高通过床层得气体速度,燃料层就会随着气流速度得增大而相继出现不同得状态。
随空气流速度得增大,床料开始膨胀,燃料高度发生变化,气体对固体颗粒产生得作用力与固体颗粒所受得其她外力相平衡(主要就是重力),固体颗粒呈现出类似流体得性质,当这种流体以一定得速度向上流过固体颗粒层时,固体颗粒呈现出类似流体得现象称为流态化现象。
如果这时候床料内未产生大量得气泡,扰动并不强烈,把这种流化状态称为流化床。
循环流化床由快速流化床(上升段)、汽固物料分离装置与固体燃料回送装置组成。
循环流化床得优点就是燃料适应性广泛、有利于环境保护、负荷调节性能好、燃烧热强度大、炉内传热能力强、灰渣得综合利用性能好。
缺点就是大型化困难、自动化水平要求高、磨损严重。
循环流化床锅炉效率高、污染低、煤种适应性好。
它几乎可燃用各种品质燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。
床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小、脱硫效率高(当Ca/S=1、5~2、0时,脱硫效率可达85%~90%)。
这种炉型就是目前环保节能型电厂得发展方向、国际上循环流化床锅炉已进入大型化、商品化生产阶段,国内越来越多得厂家也投入了循环流化床锅炉得研制与生产,安装循环流化床锅炉得坑口电站遍及全国各地。
锅炉和汽轮机的分类及特点

锅炉和汽轮机的分类及特点锅炉篇1、锅炉的分类1、按用途分类:1 电站锅炉:用于发电,大多为大容量、高参数锅炉,出口工质为过热蒸汽。
2 工业锅炉:用于工业生产和采暖,大多数为低压、低温、小容量锅炉,出口工质为蒸汽的称为蒸汽锅炉,出口工质为热水的称为热水锅炉。
3 船用锅炉。
4 机车锅炉。
5 注汽锅炉:用于油田对稠油的注汽热采,出口工质一般为高压湿蒸汽。
2、按结构分类:1 火管锅炉:烟气在火管内流过,一般为小容量、低参数锅炉,热效率低,但结构简单,水质要求低,运行维修方便。
2 水管锅炉:汽水在管内流过,可以制成小容量,低参数锅炉,也可以制成大容量、高参数锅炉。
电站锅炉一般均为水管锅炉,热效率高,但对水质和运行水平的要求也较高。
3、按循环方式分类:1 自然循环锅筒锅炉2 多次强制循环锅筒锅炉3 低倍率循环锅炉4 直流锅炉5 复合循环锅炉4、按锅炉额定工作压力分类:1 低压锅炉:≤3.8MPa2 中压锅炉: 3.8MPa≤P<5.4MPa。
3 次高压锅炉:5.4MPa≤P<9.8MPa;4 高压锅炉:9.8MPa≤P<13.7MPa;5 超高压锅炉:13.7MPa≤P<16.7MPa;6 亚临界压力锅炉:16.7MPa≤P<22.1MPa;7 超临界压力锅炉:22.1MPa≤P<27.0MPa;8 超超临界锅炉: P≥27.0MPa或额定出口温度≥590℃的锅炉。
5、按所用燃料或能源分类:1 固体燃料锅炉:燃用煤等固体燃料;2 液体燃料锅炉:燃用重油等液体燃料;3 气体燃料锅炉:燃用天然气等气体燃料;6、按燃烧方式分类:1 火床燃烧锅炉:主要用于工业锅炉,包括固定炉排炉、往复炉排炉等。
2 火室燃烧锅炉:主要用于电站锅炉,燃用液体燃料、气体燃料和煤粉的锅炉均为火室燃烧锅炉。
3 流化床锅炉(沸腾炉):送入炉排空气流速较高,使大颗粒燃煤在炉排上面的沸腾床中翻腾燃烧,小颗粒燃煤随空气上升并燃烧。
4 旋风燃烧炉:旋风燃烧是按照强旋涡的原理组织炉内旋风火焰燃烧的一种方式。
沸腾炉资料

KBF系列双炉床多风道高温沸腾炉KBF双炉床多风道高温沸腾炉能以劣质煤取代优质煤,产生高温烟气,用于建材化工冶金农副产品及轻工等部门,以直接加热或间接加热的方式烘干各种物料,是国家重点推广的科技成果项目,获得国家实用新型专利,专利号为:ZL 02 2 20509.8 ,江苏省高新技术产品、省级科技成果。
一、KBF高温沸腾炉结构图二、主要性能与技术特点沸腾炉是将0-10mm的燃煤(开采的原煤过筛即可)用机械送入炉中的布风板上,高压风通过布风板使炉中煤粒和炉料沸腾。
由于煤粒只占炉料的1%左右,沸腾燃烧过程中与空气接触面积大且相对运动速度大,原煤入炉到排出炉外的时间长,一些在别的炉型中很难燃透的高灰份,低热值的劣质煤也能稳定燃烧达到很高的燃烬程度,所以温度均匀,燃烧效益高,其主要优点是:1、对燃料的适应性强,可以燃用各种劣质煤和炉渣(发热量大于6270KJ/Kg)。
2、燃烧效率高达95%以上。
3、炉体受热均匀,使用寿命长,燃料制备简单。
4、操作灵活,调节性能好,炉子升温快,停炉后再启动,二、三十分钟可满负荷运行。
5、温度均匀供热稳定,可使烘干机产量提高50-70%,比其它炉节煤50%以上,炉渣含碳量小于1%,是水泥的良好掺合料。
6、劳动强度低,自动化程度高。
沸腾炉的主要技术有:1、等压风室,两段燃烧,采用U型燃烧段可分离和收集未燃尽的细小碳粒,又可延长其燃烬时间(当不采用两段燃烧时,入炉煤粒应小于10mm,如限定煤粒为0-5mm)。
2、采用大节距变孔径风帽的布风装置,有良好的流化质量和燃烧工艺,减少边壁效应带来的布风不均匀的影响。
3、采用大过量空气系数,加强炉内空气搅动,强化燃烧,使煤在炉内燃烧充分,温度均匀,控制方便。
4、采用合理的悬浮段结构,烟气流速较低,细灰带走量小,供热烟气最高温度可达1050℃,煤粒燃烬95%以上。
三、沸腾炉的操作(一)烧炉1、沸腾炉砌好后,炉内应仔细清扫,检查,确保炉膛内无铁钉等杂物。
循环流化床锅炉的优缺点

是在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来的,因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。
但是又有很大的差别。
早期的循环流化床锅炉流化速度比较高,因此称作快速循环循环床锅炉。
快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。
鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间,形成了一定的理论。
要了解循环流化床的原理,必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一、循环流化床锅炉的优点。
1.燃料适应性广,这是循环流化床锅炉的重要优点。
循环流化床锅炉既可燃烧优质煤,也可燃烧劣质燃料,如高灰煤、高硫煤、高硫高灰煤、高水分煤、煤矸石、煤泥,以及油页岩、泥煤、炉渣、树皮、垃圾等。
他的这一优点,对充分利用劣质燃料具有总大意义。
2.燃烧效率高。
国外循环流化床锅炉的燃烧效率一般髙达99%。
我国自行设计的循环流化床锅炉燃烧效率髙达95%-99%。
该锅炉燃烧效率的主要原因是燃烧尽率高。
运行锅炉的实例数据表明,该型锅炉的炉渣可燃物图仅有1%-2%,燃烧优质煤时,燃烧效率与煤粉炉相当,燃烧劣质煤是,循环流化床锅炉的燃烧率比煤粉炉约高5%。
3.燃烧污染排放量低。
想循环流化床内直接加入石灰石,白云石等脱硫剂,可以脱去燃料燃烧生成的SO2。
根据燃料中所含的硫量大小确定加入脱硫剂量,可达到90%的脱硫效率。
循环硫化床锅炉NOχ的生成量仅有煤粉炉的1∕4-1/3。
标准状态下NOχ的排量可以控制在300mg/m3以下。
因此循环流化床是一种经济、有效、低污染的燃烧技术。
与煤粉炉加脱硫装置相比,循环流化床锅炉的投资可降低1∕4-1/3。
4. 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另一主要优点。
其截面热负荷约为 3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉。
同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2~3倍。
5.负荷调节范围大,负荷调节快当负荷变化时,只需调节给煤量、空气量和物料循环量,不必像鼓泡流化床锅炉那样采用分床压火技术。
循环流化床锅炉与煤粉炉有什么区别

循环流化床锅炉与煤粉炉有什么区别循环流化床锅炉的基本特点如下:(1)低温的动力控制燃烧。
其燃烧速度主要取决于化学反应速度,决定于温度水平.物理因素不再是控制燃烧的主导因素.(2)高速度、高浓度,高通量的固体物料流态循环过程.循环流化床锅炉的所有燃烧都在这两种形式的循环运动中逐步完成的.(3)高强度的热量、质量和动量传递过程.循环流化床锅炉的热量主要靠高速度、高浓度、高通量的固体物料来回循环实现的,炉内的热量、质量和动量的传递和交换非常迅速,从而从整个炉膛内温度分布很均匀.(4)负荷不同,流化状态发生变化,最低为0.循环流化床锅炉与常规煤粉锅炉在结构与运行方面有什么区别呢?它与常规煤粉锅炉在结构与运行方面的区别有以下方面:(1)燃烧室外底部布风板是循环流化床锅炉特有的设备,其主要作用是使流化风均匀地吹入料层,并使床料流化.对布风板的要求是在保证布风均匀条件下,布风板压降越低越好.(2)床料循环系统是循环流化床锅炉结构上的主要特征:由高温旋风分离器和飞灰回送装置组成,其作用是把飞灰中粒径较大、含碳量高的颗粒回收并重新送入炉内燃烧.(3)循环流化床锅炉的入炉煤粒大.一般燃用粒径在10mm以下的煤即可,但要求燃料破碎系统稳定可靠.(4)循环灰参数对锅炉运行的影响.锅炉负荷通过热量平衡和飞灰循环倍率两方面来调节。
循环流化床锅炉运行时,其单位时间内的循环灰量可高达同单位时间内燃煤量的20~40倍。
由于灰的热容大很多,因此循环灰对燃烧室下部的温度平衡有很大影响,循环流化床锅炉燃烧室下部未燃带一般或根本不布置受热面,煤粒燃烧产生的热量则由烟气粉炉中,蒸发受热面的出力主要取决于炉膛温度,而在循环流化床锅炉中,床层温度基本不随负荷变化,或在小范围内波动。
运行中烟气携带的飞灰颗粒量成为影响蒸发受热面的重要因素.因此,循环流化床锅炉可以从热量平衡和飞灰循环倍率两个方面来调节锅炉负荷.(5)循环流化床控制系统要求高。
由于循环流化锅炉内流态化工况、燃烧过程较煤压、床层密度、汽温、汽压等,同样对于选择性流化床冷渣器和旋风分离器来说又要多两倍的控制参数,所以需要调整的参数比煤粉炉要高出许多,因此其控制系统较同等容量的煤粉炉要求高.另外,由于循环流化床锅炉的磨损相对比较严重,各种温度、压力和流量测点磨损程度也会增加很多,保证各测点正常工作的任务也异常艰巨,这对控制系统的要求随之提高.。
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沸腾炉和循环流化床锅炉的区别近年来我国推出的流化床锅炉结构类型已有若干种,从受热面布置来说,有密相床带埋管的,有不带埋管的;流化速度有的低至3-4米/秒,有的高至5-6米/秒;分离器的种类更多,如高温旋风分离器;中温旋风分离器、卧式旋风分离器、平面流百叶窗、槽形钢分离器等型式,都称之为循环流化床锅炉。
但从机理看,是否属于CFBB还有待商椎。
众所周知,流化床锅炉分为两大类:鼓泡流化床锅炉(BFBB)和循环流化床锅炉(CF-BB)。
到目前为止,二者之间尚无明确而权威的分类法,有人主张以流化速度来分类,但从气固两相动力学来看,风速相对于颗粒粒径、密度才有意义,还有人主张以密相区是鼓泡还是湍动床或快速来区分,但锅炉使用的是宽筛力燃料,以煤灰为床料的锅炉往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。
还有人以是否有灰的循环为标准等等,都有些顾此失彼。
以作者之见,我们不妨从燃烧的机理上来分。
鼓泡床锅炉的燃烧主要发生在炉膛下部的密相区,如我国编制的《工业锅炉技术手册(第二册)》推荐,对于一般的矸石烟煤、贫煤和无烟煤密相区份额高达75%-95%,燃烧需要的空气也主要以一次风送入床层.循环流化锅炉的一次风份额一般为50%-60%。
密相床的燃烧份额受流化速度、燃料粒径及性质、床层高度、床温等影响在上述数值的上下波动。
其余的燃料则在炉膛上部的稀相区悬浮燃烧,所以在燃烧的机理上,BFBB接近于层燃炉,而CFBB更接近于室燃炉,二者在这一方面存在着极大的差异,所以以此划分似乎更为合理。
鼓泡流化床锅炉密相床的燃烧份额大,需布置埋管受热面以吸收燃烧释放。
埋管的传热系数高达220-270KW/MC比CFBB炉膛受热面的100-500kw/m2℃离得多尽管BFBB稀相区内的传热系数比要低,但因在稀相层内的吸热量所占份额较小,总的来说,对于容量较小的锅炉BFBB结构受热面的钢耗量要少小些,BFBB的燃烧主要在相床给煤的平均粒径偏大,煤破碎设备较为简单,电耗也底流化速度低,细煤粒在悬浮断停留时间长,炉膛也做的低。
虽埋管有磨损,但如防磨损失处理得好,一般横埋管可用五年,竖埋管可用…….采用尾部飞灰再循环,BFBB的燃烧效率可达97%,如在炉膛出口安装分离器实现热态飞灰再循环,则可高达98-99%,但此时装设分离器的目的主要是为了提高燃烧效率而不是象CFBB主要上为了改变炉内的燃烧传热机理。
CFBB的截面热负荷是BFBB的2-3倍(从上至下加起来的热负荷,而不是一层),利于大型化,炉膛内温度均匀,大气污染物排放低,燃烧效率高(可达99%以上)是在BFBB技术上的进步,具有更优越的性能,但因分离器不能捕集到细小煤粒,就需要较高炉膛,对煤的破碎粒度及操作控制等都要求较高,投资大且技术复杂,所以CFBB炉型对中小容量锅炉并无明显优势,因而国外一些研究者认为,BFBB适用于50t/h以下容量,CFBB适用于220t/h以上容量,在50-220t/h容量范围内二者共存。
我国在过去许多年中,建造了近3000台沸腾炉(即BFBB)虽然其在燃烧劣质煤方面发挥了极大的作用,但上于一直在低水平上运行,飞灰量大,含炭高,锅炉效率低下,再加上除尘方面投资不足,烟尘治理没得到很好解决,致使沸腾炉有点声名不佳。
CFBB出现之后,人们便纷纷打出循环流化床锅炉的牌子,推出了不少炉型,如清华大推出的低携带率循环床锅炉,哈工大与北锅开发的带埋管和槽型分离器的循环床锅炉等,实际上都是BFBB。
但它们是改进了的沸腾炉,把沸腾炉技术提高到了较高的水平,这些炉型在工业锅炉和热电联供锅炉范围内有着极强的生命力,所以我们应当为BFBB的新成绩欢呼,正其位,恢复其名誉,并在一定的锅炉容量范围内发展这种BFBB。
我国的BFBB数量居世界之首,有着长期的运行经验,故改进的BFBB技术的成熟程度较高。
而CFBB技术尚有待完善和提高,在众多炉型的选择上,首先应分清其属于BFBB还是CFBB,然后再考虑其它技术指标及可靠程度,本文以下的章节则主要是针对CFBB而言,对一些二者通用的技术,则皆适用。
流化速度流化速度对CFBB最直接最主要的影响是其对循环物料扬折夹带的作用。
随着V的增加,夹带量以增长的速度快速增加.早期国外的CFBB如Lurgi技术等,V高达8-12M/S,随着高流速带来磨损及能耗等问题,逐渐降至目前的6M/S左右,我国CFBB技术开发较晚,初期因担心上述问题,有些炉子曾设计的V较低(4-5M/S)运行中发现循环物料不足,将风速提高后,状况大为改观,现也提高到5.5-6M/S,与国外炉子比较接近。
煤的粒径与煤质分折CFBB的流化速度很高,床料粒径大亦可流化起来,如文献中可见,入炉煤粒范围可达0-12,0-20,0-25MM等,随厂家和煤种不同而给出的允许范围不同,比BFBB允许燃料粒度范围要宽,最大允许粒径也大。
但根据我们的研究和国外的一些文献报导,实际上CFBB 使用的燃料平均粒径比BFBB的要小得多。
BFBB的平均燃料粒径达1-2MM,CFBB的平均粒径只有300-400UM,严格地说,CFBB要求燃料中有较大比例的终端速度小于流化速度的细颗粒,以使得这些细煤粒一旦入炉后能被吹到悬浮段空间去燃烧,并且同时起到增加循环物料量的作用。
燃料粒径的影响主要表现在其对密相床燃烧份额和物料平衡的影响上,燃料细粒多,密相床燃烧份额小,循环物料量大。
CFBB入炉燃料粒度分布的确定与选择,与流化速度的选取有关,可见粒径对二者的影响是很大的,选定的粒度分布,应能保证在已确定的流化速度条件下,有足够细煤粒吹入悬浮段,以保证上部的燃烧份额,以及能形成足够的床料,保持物料的平衡。
影响入炉燃料粒度的主要因素还有煤的热爆性质和挥发份含量,热爆强的煤就可选择粒度较大,大煤粒入炉后受热爆裂可形成份额增加,此时入炉煤的粒度分布可放宽。
一、二次风配比把燃烧需要的空气分成一、二次风从不同位置分别送入流化床燃烧室,在密相床内形成还原性气氛,实现分段燃烧,可大大降低热力型NOX的形成,这是CFBB的主要优点之一,但分成一、二次风的目的还不仅仅如此,一次风比(一次风量占总风量的份额)直接决定着密相床的燃烧份额,同样的条件下,一次风比大,必然导致高的密相床燃烧份额,此时就要求有较多的温度低的循环物料返回密相床,带走燃烧释放热量,以维持密相床温度,如循环物料量不够,就会导致流化床温度过高,无法多加煤,负荷上不去,这一用来冷却床层的物料可能来自分离器搜集下来的经过冷却的循环灰,或来自沿炉膛周围膜式壁落下的循环灰,灰在下落过程中与膜式壁接触受到冷却。
从密相床的燃烧和热平衡上看,一次风比越小,对循环灰的物料平衡要求越低,但实际上一次风比的选取还受燃料粒度及性质等因素的制约,一次风比小,要求燃料中不能被吹起进入悬浮段燃烧的大颗粒比例也要小,否则大颗粒因得不到充足的氧气燃烧不完全,排放的床灰中含炭量极高,一次风比一般选择在50%左右,对无烟煤则可达60%以上。
二次风一般在密相床的上面喷入炉膛,一是补充燃烧需要的空气,再者可起到扰动作用,加强气固两相的混合,CFBB炉膛的下部多设计成渐缩型,二次风可分成几股风从不同高度送入,以保持炉内烟气流速的相对均匀。
二次风口的位置亦有很大影响,如设置在密相床上面过渡区灰浓度较大的地方,就可将较多的碳粒和物料吹入空间,增大上部的燃料份额和物料浓度。
分离器分离器对CFBB的重要作用是任何人都不会怀疑的,没有分离器也就没有CFBB。
正因为如此,国内外都把相当多的注意力放到了分离器的研究开上。
分离器的型式与结构形成了CFBB流派之间的区别标志之一。
CFBB分离器的主要性能指标仍是分离效率,它必须具有足够高的效率,一是提供足够的循环物料,二是收集细碳粒送回炉膛再燃烧,提高燃烧效率。
CFBB循环物料的主体是200-300WM的颗粒,设计的分离器不但对此粒径有极高的分离效率(>99%),d50还应尽量小于提高碳的燃烬率。
CFBB飞灰含碳量分折发现,含碳量在某一料径时达到峰值,随后又下降,这一峰值对应粒径与分离器的效率是密切相关的。
目前CFBB使用的分离器主要分为两大数,旋风分离器和惯性分离器,一般说来,旋风分离器效率较高,体积大,而惯性类分离器效率稍为逊色,但尺寸小,使锅炉结构较为紧凑。
在使用的条件上,分离器又可分为两大类,高温分离和中温分离,从对锅炉性能的影响上看,高温分离较为优越,原因是CFBB炉膛内的固体物料浓度较高,造成炉内混合较差,CO浓度较高,高温分离器内的二次燃烧可降低CO浓度,二次燃烧造成的升温有利于N2O的还原,降低N2O排放浓度。
在分离器选取上还应考虑到锅炉的容量范围,作技术经济的比较,如小型工业炉选用旋风分离器,考虑到旋风筒和料腿都需要有一定的高度,与之相匹配,炉膛也必须足够高,否则压低旋风筒及料腿的高度,势必影响其性能。
此时应作出技术经济的综合分折。
回灰装置CFBB灰循环系统中的回灰控制装置除少数为机械阀(如Luirgl的锥形阀)外,一般都采用排机械阀,如J型阀、L型阀、V型阀等,非机械阀没有活动部件,阀的开启与关闭是由给风控制的,其优越性不言而明。
非机械阀分为自平衡的和可调的两大类,J阀、V阀、LOOP seal seal port 等均属于自平衡式的,即流出量根据进入量自动调节,阀本身调流量的功能较弱,L-阀是调节型的,即可根据需要调节流量大小,作者从自己的实践中体会到,L阀运行中的最大问题是阀垂直段中料位的测量问题,因垂直段中料位太低,松动风就可能不是携带灰从水平段流出,而是从垂直段向上吹,既起不到阀的密封作用,还有可能导致结焦,这一问题应给与注意。
在非机械阀的设计中,一是注意选择合适的灰流截面,二是若回灰是高温灰,还应计算阀内的热平衡即松动风中的氧与灰中的碳接触而燃烧,释放的热量部分转化成热烟气的焓,其余的热量则加热循环灰,变为灰的显热。
应控制灰的温升,防止灰温过高而结焦,这也是近年来国外发展水冷料脚的部分原因。
受热面磨损BFBB密相床内布置有埋管受热面,受处于流化状态的床料的冲刷,金属表面一直在经受着一定程度的磨损。
BFBB的磨损主要集中发生在过埋管部位,CFBB密相床内不布置埋管爱热面,磨损问题也并未因此而解决,设计时考虑稍有不周,在炉膛和灰系统的任何部位都有可能发生严重磨损。
在机理上,金属的磨损可分为两类:一是金属表面在固体颗料的冲刷下,因磨擦而导致的金属部件的逐渐失重,另一类是在金属表面形成一层氧化膜,膜的硬度很高,但较脆,在物料颗粒的冲刷下,氧化膜出现极小徽快的剥落,在剥落掉的金属表面上再形成新的氧化膜层,磨损就在这一过程中在进行。
下表给出了氧化层与其它一些物质的硬度的比较(3):表1 物料硬度表(20℃时)物料石灰石硅酸盐钢镀层氧化膜硬度(HV)140-160 800 130-250 500-1800 600-1800可见氧化膜的硬度极高,如能在管子表面形成氧化膜,对减少磨损是极其有利的。