循环流化床燃烧技术前景光明

循环流化床燃烧技术前景光明

新疆电力设计院

杨育秀 内容提要

本文就循环流化床燃烧技术的特点、发展应用、存在问题及解决办法作了详细阐述，并对循环流化床锅炉在新疆的应

用前景作了瞻望。 （一） 概述

1980年10月笔者发表了《关于沸腾锅炉的粗浅探讨》一文，并在新疆锅炉透平学会年会上宣读。 时过十载，沸腾燃烧技术已得到越来越广泛的应用，证明它是具有生命力的一种燃烧技术。

众所周知，煤的燃烧技术经历了链条炉排燃烧、煤粉燃烧及鼓泡床燃烧后，目前正在开发应用循环流化床燃烧技术，对增压

流化床燃烧及整体煤气化联合循环电站技术有的高校和科研部门也已着手开发研究。

本文重点就循环流化床燃烧技术有关问题作下述探讨。

（二）循环流化床燃烧技术简述

鼓泡床燃烧（AFBC）即俗称沸腾燃烧，我国早在1965年由清华大学协助名石汕公司设计试制首台燃烧油母页岩的锅炉得

以实现，至今已有20多年的历史。新疆在七十年代也有八一钢铁厂动力部奎屯发电厂自己动手改造过沸腾炉。 据统计此种锅炉热效率为64－68％。主要问题是埋管损严重，降低了锅炉运行的可靠性，增加了维修工作量及维修费

用。同时还有飞灰较多、污染环境的问题。

鼓泡床燃烧是在燃用劣质煤的前提下开发的，而以其可在燃烧中脱硫，并控制NOX的生成量具有明显优点发展起来。

随着环保要求的日益提高，近年来国外十分重视发展研究循环流化床锅炉，以求找到“最清洁”的煤燃烧方法。我国

从八十年代开始也积极研制该种锅炉，并在中小型容量锅炉得到应用。

循环流化床燃烧（CFBC）与鼓泡床燃烧技术一样，原出于化学工业中的一种燃烧工艺技术。循环流化床锅炉（见图一）一般由给料系统、循环床燃烧室、高温分离装置、循环物料回送装置和尾部受热面（有些炉型与返料机构结合设置有外置流化床换热器）等组成。燃料和脱硫剂在循环床燃烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风由燃烧室中部送入。循环流运行风速一般为5－10M/S，使炉内产生强烈的扰动，并将物料带离燃烧室。循环床燃烧室内布置有部分水冷壁受热面，炉温控制在850－950℃以利于石灰石充分固硫。气流从燃烧室携带出来的高温物料，经分离器分离后送回燃烧室完成循环。

分离器引出的高温烟气经尾部受热面冷却后经除尘器排入大气。

1－煤场； 2－燃料仓 3－燃料破碎机； 4－石灰石； 5－循环床燃烧室； 6－送风一次风 7－旋风分离器； 8－锅炉对流受热面；9－流化床热交换器 10－布袋除尘器 11－汽轮发电机 12－烟囱。 可见，循环床的工作状态是介于鼓泡和携带床（即煤粉炉）之间，床内气体和固体颗粒之间的速度差滑移速度越大，

床内的传热和传质过程越强烈，而输送固体颗粒的耗能也越大。

（三）国内外循环流化床锅炉应用简况

（甲）国外简部

根据有关资料介绍，西德的鲁奇（LUEQI）公司和芬兰的奥斯龙（Ahlsteom）公司是最早发展循环流化床锅炉的公司。1975年鲁奇公司把循环流化床燃烧技术用于锅炉燃烧，经十年后，其锅炉容量由50、150、270T／H逐步增长，目前正在设计制造800T／H的电站锅炉。到今年，西德、北美及世界各地将有37座电厂使用这种锅炉其中已有16座投入运行。1979年，奥斯龙公司生产的首台循环流化床锅炉投入商业运行，从1979－1988年统计，已生产46台循环床锅炉，合计蒸发量4369T／H，1989－1990年又生产38台。该公司生产最大容量锅炉为420T／H汽压为10．6MPA，汽温为540℃配110MWO

汽轮发电机组，于1987年在美国Nucla电站运行。 美国英国和瑞典等国都开发生产了不同类型的循环流化床锅炉。

到目前为止，全世界已有120余台循环流化床锅炉正在运行和安装中，遍及欧洲、北美、日本和南朝鲜等地。

（乙）国内简况

我国从八十年代开始研制循环流化床锅炉。有湖南能源研究所推出的床内准循环沸腾燃烧锅炉，比鼓泡床提高燃烧效率3－5％，约节能源7－10％节约投资3－5％；可燃用各种劣质燃料。其粒度为0－25MM飞灰减少15－30％其结构简单、操作方便、运行稳定。目前国内有八台该种炉在运行。据湖南双峰氮肥厂、资光矿务局电厂和零陵氮肥厂等资料统计，一台

10T／H准循环床沸腾每年平均节约燃料及运行费用约50元。

八二年代末期，由中国科学院工程热物理研究所，清华大学热能工程系、西安热工研究所、华中理工大学、东南大学、西安交大、东北电力学院等分别与济南锅炉厂 、太原锅炉厂及吉林锅炉厂等单位合作开发了6、10（见图2），20、36、65

及75T／H循环流化床锅炉。

现将国内四种循环床锅炉主要技术参数介绍如下，见表一；

同国外相比，我国循环流化床锅炉具有如下优点： 1）由于采用了特别设计的布风板，能促使浓相的固体形成内循环流动，大大改善了流化质量，可在较浅床料下运行，

从而降低了能耗。

2）在炉膛的出口装设板式分离器，使热达70－80％能循环回床 3）锅炉设计采用低悬浮段，能保证燃烧效率和脱硫效率。

4）所需风机风压低，噪声小。

5）用S型二级分离器节省钢材20％。

正因为有上述优点，我国不少锅炉厂已进行了试生产。目前，35T／H循环流化床锅炉已分别在山东明水（章丘）电厂（见图3）包头纺织总厂、四川球溪河糖厂和辽宁风城煤矿电厂运行。另外，还有35T／H循环流化床锅炉正在江西丰城、贵州化工厂、浙江嵊县、福建三明化工厂及山西孝义等地安装和建造。中国科学院工程热物理研究所、清华大学及华中理工大学同锅炉制造厂合作已完成75及130T／H循环流化床锅炉设计和制造，“八五”期间。将分别完成220T／H循环流化床

电站锅炉的设计。

此外，福建省电力局于1990年委托西安热工研究所进行“永安火130T／H炉改造成循环流化床锅炉的可行性研究”。

（四）循环流化床锅炉的特点及比较 循环流化床锅炉和其他型式锅炉比较有如下特点：

1）能以最经济的方式解决能源供应和满足环境保护要求。掺入石灰石，使钙硫摩尔比为1．5－2．11，脱硫效率可达90％以上。采用低温燃烧技术和分段燃烧，可使NOX排入量低于200MM，在燃烧过程中，同时脱硫，省去昂贵的脱硫装置。

2）燃料适应性广。循环床可燃用煤粉炉和链条炉的燃料，还可以燃用上述锅炉不能燃用的劣质燃料，古石、油页岩、

无烟煤，焦煤末、石油焦、高硫煤和低熔点煤等。对多变煤种和多种燃料混合物均能适用。 3）燃料制备和给料系统简单可燃和10－25MM以下的煤粒一个给料点就可满足100－135T／娄量的需求。 4）燃烧效率高。对不同煤种的燃烧效率均可以上。燃用较好的煤种时锅炉热效率与粉用劣质地，锅炉热效率高于粉炉。 5）燃烧热强度高，一般高于常规同容量煤粉炉为97－99％以上燃用较好的煤种时锅炉热效率与煤粉炉的相同，燃作

劣质煤时，锅炉热效率高于煤粉炉。

1） 燃烧热强度高，一般高于常规同容量分炉为4－6MW／M2左右。

7）负荷调节比例大，运行操作灵活最低负荷可达到额定负荷的25％负荷变化速度可达每分钟5％额定负荷，适于调峰

运行。

8）循环床排出的灰渣，由于低温烧透，人学活性好，可用作混合料和其他建筑材料，这样可减轻灰渣的二次污染。

9）运行中没有结渣积灰问题，适合于燃用低灰熔点燃料，而且维护保养方便。

10）投资和运行费用适中，循环流化床 …… 此处隐藏：2954字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……