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循环流化床燃烧概述

关键字循环流化床安装总结工序施工摘要信息近年来随之对环保要求的不断提高,流化床锅炉在我国的应用越来越广泛。

本文以苏州金华盛纸业有限公司的自备电厂250T/H的循环流化床为例,介绍了循环流化床锅炉原理、所使用的床料、燃料、脱硫剂、脱硫过程,设备的结构、主要设备的布置特点以及甘肃火电工程公司承接安装任务后的主要施工方案及施工工序、取得的效果,并对循环流化床锅炉的安装作了全面、系统的总结,提出了宝贵的经验,在以后同类型循环流化床锅炉的招标、安装中,具有很高的参考价值。

苏州金华盛纸业有限公司自备2*250T/H循环流化床锅炉安装总结甘肃省兰州市城关区甘肃火电工程公司杨有军1.原理及设备简介:苏州金华盛纸业有限公司自备2*250T/H循环流化床锅炉是奥地利AE&E公司设计制造的,由甘肃火电公司承建的。

1.1循环流化床锅炉原理简介:固体微粒和气体接触转变为类似液体状态的过程称为流化过程;气流通过床底部分配管,速度到一定值,便会克服固体颗粒的重力,使固体颗粒运动,增大气流速度使固体颗粒作运动加剧,这就形成了流化床。

近年来流化床在煤炭燃烧领域得到了广泛的应用,这是由于流化床有如下的优点:(1) 热容量大,燃料的着火性能好,燃料的适应性广。

(2)1.2循环流化床锅炉与煤粉锅炉、沸腾锅炉的煤的燃烧技术比较:1.2.1气流速度比较沸腾床锅炉的特点是控制床表面和高处的浓度要求高,要求流化的气流速度低,一般在1-2M/S,固体颗粒离开表面高度比较低。

循环流化床锅炉使用的固体床料颗粒小,固体颗粒的直径小于1MM,要求流化的气流速度高,一般在5-8M/S。

流化床锅炉的床料的浓度低。

煤粉锅炉的空气流速要求更高,一般在15M/S左右,煤粒更细,煤粒直径一般小于90微米。

空气和固体是同向流动,煤粉燃烧速度非常快。

1.2.2燃烧温度比较煤粉锅炉煤粉燃烧温度可超过1000℃,这样高的温度会增加烟气中氮氧化物的含量。

流化床锅炉直接在炉膛中脱硫,因此,在炉膛中加入磨碎的石灰石作为中和床,通过反应使燃烧中产生的二氧化硫生成硫酸钙并析出,脱硫效果好. 流化床系统正常运行的温度是在800-930℃的范围是很少生成氮氧化物。

1.3循环流化床特点煤大约在850℃左右在循环流化床燃烧室中燃烧。

细灰及细床料随烟气从炉膛中进入旋风分离器分离。

经旋风分离器分离后较大颗粒的固体通过回料管返回到燃烧室中;分离后烟气离开旋风分离器,通过对流通道冷却后进入电除尘。

一次风从燃烧室底部进入;二次风作为助燃空气从燃烧室侧面进入燃烧室,风从燃烧室的不同高度进入能防止氮氧化物生成。

煤和石灰石从炉前和炉后进入循环流化床燃烧室。

由于煤进入流化床中反复燃烧,逐渐变小,直至耗尽,故煤块只要破碎到10MM以下就可使用。

故煤的处理设施比较简单。

石灰石愈细(小于1MM)脱硫效果愈好。

这是因为石灰石愈细小,就可越增大反应和硫酸钙的生成面积,又可减少石灰石不完全反应的量。

流化床中煤、石灰石浓度很低,固体颗粒混合充分,所以循环硫化床锅炉对煤、石灰石的要求相对较较低。

循环硫化床系统石灰石耗量少,脱硫程度高。

这是由于气体和固体颗粒相对流速高,混合充分, 石灰石颗粒小,接触面广,并形成优越的产热和集中输送的条件。

进入流化床的燃烧料首先要经过预热,温度达到燃点时才能点燃燃烧。

因此在燃烧室四侧安装了四个油燃烧器,给流化床上砂子直接加热,可使炉膛缓慢上升并防止耐磨、耐火衬因热膨胀不均匀受道损坏损。

当温度达到650℃投入煤粉,煤粉被点燃,炉膛温度继续升高,达到850℃后,关闭油燃烧器。

1.4流化床的脱硫过程循环流化床锅炉燃烧室温度控制在850-950℃之间,在这个温度区域内氮氧化物很难生成(温度超过1100℃时氮气与氧气才发生反应)。

未完全燃烧的煤生成的一氧化碳在旋风分离器中继续反应生成二氧化碳。

石灰石与二氧化硫反应生成硫酸钙,与卤化氢、氟化氢反应,生成氯化钙、氟化钙。

反应方程式如下:2CaCO3 + 2SO2+ O2= 2CaSO4+ 2CO2CaCO3 + 2HF = CaF2+ CO2+ H2OCaCO3 + 2HCl = CaCl2+ CO2+ H2O影响脱硫的效果因素除温度以外,还取决于Ca与S的比例,床料的循环状况如图1所示。

1.5循环流化床锅炉主要设备:1.5.1 CFB燃烧室及冷渣器。

1.5.2分离器及回料管。

1.5.3本体包括省煤器.水冷壁.过热器和管式空气。

1.5.4水、汽系统包括给水泵.除盐水箱和高压加热器。

1.5.5风系统包括风机和暖器。

1.5.6点火系统。

1.5.7燃料处理及给料系统。

1.5.8灰处理设施。

1.5.9烟气系统包括电除尘.吸风机和烟囱。

1.5.10床料(石灰石,砂石)处理和加药系。

1.6主要技术参数流化床炉膛下部温度―――――――――850-950℃炉膛顶部温度―――――――――700-850℃运行状态热容量――――――――――――80MW冷态起动时间―――――――――8小时热态起动时间―――――――――1小时本体最大蒸发量――――――――――275T/H连续蒸发量――――――――――250T/HMCR工况过热器控制范围――――50-110%过热蒸气压力―――――――――――――125bar a温度―――――――――――――540±5℃汽包最大压力―――――――――146bar g给水温度―――――――――――156℃锅炉效率负荷热效率―――――――――90.5%燃料:煤:热值―――――――――――――24MJ/kg水份―――――――――――――10.0%wt灰――――――――――――――15.0%wt碳――――――――――――――60.0%wt氢――――――――――――――4.0%wt氮――――――――――――――0.8%wt硫――――――――――――――0.7%wt氧――――――――――――――9.5%油:类型―――――――――――――轻油热值―――――――――――――35.4%wt粘度(40℃)―――――――――max.2.4cst温度―――――――――――――+10--10℃供油压力―――――――――――0.5bar g烟气灰尘――――――――――――-50mg/Nm3NOx―――――――――――――125ppmSO2 ―――――――――――――70ppmCO――――――――――――――200ppm1.7设备简介1.7.1炉膛:炉膛由燃烧室和水冷壁组成:燃烧室是由钢板围成的锥体形状,内部衬有耐磨保温层;底部布置伞形风嘴,一次风由此进入燃烧室对床料进行流化;二次风分上下两层,布置在燃烧室四侧;前侧中部布置一个“J”阀风道入口,从旋风分离器分离的固体颗粒、煤粉、石灰石、砂石都是从此口进入炉膛;后侧布置两个给煤口;左右两侧各布置两个排渣口和两个回料口,灰渣从排渣口排出,进入冷渣器,从冷渣器分离出灰渣后,固体颗粒从回料口返回到燃烧室;在燃烧室四侧还各布置一个点火器。

燃烧室上部是由四侧水冷壁则形成炉膛的蒸发区。

底部和顶部衬有耐磨衬;前侧水冷壁顶部有烟气出口,烟气从此口进入旋风分离器中。

炉膛的横截面(上部)―――――7.48x7.48m炉膛的横截面(喷嘴区)―――――5.0x5.5m炉膛总高度――――――――――38m耐磨层高度――――――――――5m1.7.2旋风分离器旋风分离器布置于炉膛前部。

由上段、下段、中心筒、回料装置组成;外部由钢板制成,内部有保温、耐磨衬。

带有固体颗粒的烟气从前水出口进入旋风分离器中,在离心力和重力的作用下,固体颗粒被分离出来。

烟气通过旋风分离器的中心筒、上段进入热回收通道内。

固体颗粒通过回料装置返回到炉膛中。

回料装置由三部分组成:垂直回料管;“J”阀风道;与燃烧室相连的连接管。

“J”阀并非机械阀,它起隔离、密封作用,把旋风分离器分离的固体颗粒送回炉膛,同时又是燃料、石灰石的入口。

旋风分离器内径--------------------7.2m垂直回料理管内径----------------2.0mm旋风分离器高度-------------------18.2mm1.7.3炉本体本锅炉由单汽包、水冷壁、两根下降管组成的自然循环锅炉。

燃烧室悬挂在水冷壁下部,形成了下部炉膛;屏式过热器布置于炉膛顶部。

高温过热器、低温过热器布置于炉膛的上部,烟气离开旋风分离器后,经高温过热器、低温过热器后,穿过省煤器,竖直进入管式空气预热器。

汽包布置于钢架顶部。

汽包:材质----------------------------------------SA299内径---------------------------------------1.554mm长度---------------------------------------8.250mm蒸发系统受热面-------------------------------1.112m2管子-----------------------------------63.5x7.2材质----------------------------------SA106-B省煤器受热面积----------------------------5,006m2管子---------------------------------38.0x5.0mm材质----------------------------------SA192顶棚受热面积----------------------------40m2管子---------------------------------38.1x4.6mm材质----------------------------------SA209-T1低温过热器受热面积----------------------------1,995m2管子---------------------------------38.1x4.6mm材质---------------------------------- SA209-T1屏式过热器受热面积----------------------------410m2管子---------------------------------38.1x6.6mm材质-------------------------------SA213-T12/T22高温过热器受热面积----------------------------489m2管子---------------------------------38.1x6.6mm材质---------------------------------- SA213-T22空气预热器受热面积----------------------------9,315m2管子---------------------------------48.3x2.92mm材质---------------------------------- SA106-B汽水流程图如图2所示。

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