29MW循环流化床锅炉燃烧技术研制与推广应用fhq.docx
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1、29MW循循环流化化床锅炉炉燃烧技技术研制制及推广广应用总总结报告告一、前言19990年前前,中原原油田基基地所有有单位的的供热采采用的是是小容量量锅炉的的分散供供热方式式,使用用的燃料料绝大部部分为原原油、渣渣油或天天然气,该该供热方方式存在在成本高高、浪费费大等重重大缺点点,为解解决上述述问题,降降低生产产成本,最最大限度度地保护护油气资资源,990年在在总部基基地建成成投产了了两台229MWW燃煤链链条式热热水锅炉炉,但由由于链条条式锅炉炉效率偏偏低,加加之本地地煤种不不适应于于链条炉炉的燃烧烧,至使使锅炉热热效率经经常在550%左左右,造造成了能能源的大大量浪费费。而煤煤的循环环流化床
2、床燃烧,是是国家“七七五”计计划引进进“八五”计计划攻关关的一种种新型燃燃烧技术术,是对对传统的的层燃炉炉和煤粉粉炉的一一个重大大革新,它它具有:燃烧效效率高、炉炉渣综合合利用率率高、负负荷调节节性能好好、NOOx排放放低、能能在燃烧烧过程中中方便和和廉价地地进行脱脱硫、以以及体积积小等优优点,此此外,该该种燃烧烧方式可可适用于于任何煤煤种,是是其它燃燃烧方式式无法与与其比拟拟的。为为此,中中原油田田与太原原锅炉厂厂、中科科院工程程热物理理研究所所以及中中原油田田三家共共同合作作研制和和开发了了29MMW循环环流化床床热水锅锅炉,填填补了国国内空白白,特别别是中原原油田供供热管理理处技术术人员
3、在在实施过过程中对对锅炉的的不合理理部位进进行了二二十多项项改进,对对设备选选择及工工艺上存存在的三三十多项项不合理理之处进进行了修修改。该该锅炉于于93年年在总部部基地建建成投产产,944年通过过了国家家鉴定并并投入批批量生产产,相继继于955年油田田清丰基基地又投投产两台台,经论论证,又又决定998年在在供热基基地调整整工程中中决定应应用该项项技术,规规划拟建建5台229MWW循环流流化床热热水锅炉炉,现正正在实施施中的有有两2台台,这两两台将在在99年年冬投产产,999年末全全局共采采用六台台此类型型锅炉,可可供热面面积2770万平平方米,该该技术的的应用,产产生了可可观的经经济效益益和
4、社会会效益,根根据计算算,每年年可为油油田直接接节约资资金27707.3万元元,并最最大限度度地保护护了油气气资源,其产生生的间接接效益也也是巨大大的。二、问题的的提出及及对策随着国国民经济济的迅速速发展,人人民生活活水平的的大幅度度提高,能能源消耗耗也随之之增加,中中国同世世界其它它国家一一样出现现了能源源短缺现现象,解解决这一一问题的的根本出出路在于于开源节节流。作作为耗能能大户,如如何提高高能源的的利用率率,节约约能源是是我们技技术人员员的一项项重大课课题。90年年以前,中中原油田田基地供供热完全全是各单单位自成成体系的的燃油、燃燃气小型型锅炉分分散供热热,仅基基地北区区就有小小型锅炉炉
5、房十五五座,116tt/h小小型锅炉炉64台台,共2230蒸蒸吨。供供热面积积近10041104mm2,每个个采暖期期消耗天天然气4400001004m33左右。随随着濮阳阳大化和和郑州、开开封、安安阳、仓仓州等周周围城市市工业和和生活用用气的增增加,油油田天然然气出现现了供不不应求的的现象,为为此有许许多燃气气锅炉陆陆续改为为燃油锅锅炉。并并在900年冬基基地北区区第一座座集中供供热的两两台299MW燃燃煤链条条锅炉投投产。因因该链条条炉设计计选用的的燃料为为类燃煤煤,而实实际用煤煤为鹤壁壁贫煤,致致使该锅锅炉第一一年投产产热效率率和出力力极低,经经设计院院测试,分分别在442%和和54%,
6、燃过过的炉渣渣含碳量量较高,燃燃料浪费费严重;当时油油田基地地北区每每个采暖暖期燃煤煤约为2200000吨,燃燃用渣油油或原油油近22200吨吨。由于渣渣油价格格约为煤煤价格的的八倍,而而热值仅仅为煤的的两倍,其其燃油综综合成本本约为燃燃煤的44倍,经经济效益益极差。为为了适应应运输距距离较近近、价格格便宜的的本地鹤鹤壁贫煤煤,以及及燃煤比比燃油经经济效益益好的特特点和节节约油资资源,991年供供热管理理处有关关技术人人员就开开始对北北京、济济南、太太原、上上海、无无锡等锅锅炉制造造厂和明明水、赵赵县等用用户进行行了调查查论证,报报局领导导批准后后采用了了新开发发的高效效、节能能、低污污染和对
7、对煤种适适应能力力强的循循环流化化床热水水锅炉。该该锅炉房房设在基基地北区区,从992年初初开始设设计、993年底底建成投投产,投投产后取取得了巨巨大的经经济效益益和社会会效益,鉴鉴于以上上情况,995年在在清丰基基地又采采用了两两台299MW循循环流化化床热水水锅炉,使使该技术术的应用用又得到到了推广广。三、循环流流化床锅锅炉燃烧烧技术介介绍循环流流化床技技术最早早始于德德国的wwinkklerr煤气发发生炉(119222年),二二次大战战期间,在在美国成成功的开开发了流流化床催催化裂化化装置,以以生产航航空汽油油,在六六、七十十年代,发发展了鼓鼓泡流化化床燃烧烧技术,但但由于其其燃烧性性能
8、、脱脱硫性能能和大型型化方面面的限制制,逐渐渐被循环环流化床床燃烧技技术所代代替,早早在七十十年代初初,西德德人Luuriggi首先先发展了了用于三三氢氧铝铝焙烧的的循环流流化床工工艺,119799年芬兰兰20tt/h循循环流化化床锅炉炉投入运运行,很很快西德德人Luuriggi 的的1200t/hh循环流流化床锅锅炉(119822)、美美国Ahhlsttromm公司开开发的第第一台225t/h循环环流化床床锅炉(119811)相继继投入试试运, 19888年 Ahllstrrom在在美国 Collcraado utee 发电电站的4420tt/h锅锅炉顺利利运转,19990年 Lurrgi/
9、CE的的4999t/hh锅炉投投运。循环流流化床锅锅炉的燃燃烧系统统,其关关键的环环节是一一个流态态化燃烧烧室,其其后的物物料分离离收集器器,以及及将收集集的物料料返回燃燃烧室循循环的返返料器,所所构成的的物料循循环燃烧烧系统、锅锅炉的水水冷系统统、过热热器尾部部受热面面侧与一一般的锅锅炉类同同,目前前国际上上已出现现有多种种型号的的循环流流化床锅锅炉的炉炉型,如如附录一一和附录录二概貌貌图所示示:就目前前开发的的循环流流化床锅锅炉的结结构形式式看,好好象各式式各样,但但就构成成循环流流化床锅锅炉燃烧烧的基本本环节和和工作过过程的组组织原理理来说,则则基本都都是一样样的,仅仅是具体体结构和和安
10、置位位置有所所不同,燃燃煤和空空气进入入一个流流态化燃燃烧室,发发生掺混混和点火火燃烧,夹夹带有大大量细颗颗粒物料料的烟气气进入后后部一个个分离器器,被分分离收集集的物料料通过一一个返料料器被送送回主燃燃烧室循循环再燃燃,为使使燃烧过过程在炉炉膛内维维持在88509000范围内内工作,需需要把约约50%的燃烧烧释热由由冷却受受热面传传给锅炉炉汽水系系统,对对于典型型的Ahhlsttromm、Luurgii和 BBatttellle的循循环流化化床锅炉炉而言,它它们都采采用了紧紧接燃烧烧室的旋旋风分离离器作为为细物料料的分离离收集装装置,所所不同的的仅是AAhlsstroom只将将受热面面布置在
11、在燃烧室室内炉膛膛上部,而而 Baatteellee只将受受热面放放在外部部返料热热交换器器内,而而 Luuriggi则二二者皆设设。当然然,为了了发挥各各自的特特点,所所采用的的流化速速度和具具体结构构是有所所不同的的,在BBabccockk的Ciircoofluuid内内主要不不同是将将旋风分分离器放放到后部部中温分分离和采采用炉膛膛塔式布布置。在在Stuudsvvik的的系统内内,他们们用一系系列槽形形惯性分分离器来来代替AAhlsstroom的旋旋风分离离器和实实现一定定程度的的可控返返料而已已,当然然,各个个制造厂厂都集中中发挥了了他们的的经验和和努力,使使各自的的系统转转化为可可供
12、实用用的循环环流化床床锅炉设设备。循环流流化床燃燃烧这一一新型的的燃烧技技术,一一方面它它已发展展成可供供实用、有有竞争力力的新型型动力设设备,另另一方面面它又尚尚处在不不断完善善和成熟熟的过程程之中,有有关其工工作过程程的认识识还是相相当不充充分的,实实际运行行操作的的经验仍仍是很缺缺乏的,所所以每开开发一种种新炉型型,从开开始调试试到转入入正常运运行,常常常都经经历一段段修整完完善的过过程,到到目前为为止,以以Pyrrofllow和和Lurrigii 这两两种炉型型应用最最多,LLuriigi 比Pyyroffloww更适于于2000t/hh以上大大型电站站锅炉,但但是他们们的高温温分离收
13、收集器存存在体积积大、笨笨重、投投资高、启启动时间间长等缺缺点,近近年(如如附录二二所示)出出现了一一些新结结构炉型型。在这种种循环流流化床系系统内,由由于物料料的热容容量大和和强烈的的掺混,各各类燃料料都能得得到稳定定的着火火燃烧,再再由于夹夹带物料料的反复复循环再再燃,所所以其燃燃烧效率率高,可可达988999%,由由于采用用8500附近的的低温燃燃烧可以以借助加加石灰石石进行脱脱硫,视视石灰石石的反应应性能和和燃煤中中的起始始含硫量量,可实实现近990%的的脱硫,其其Ca/s=11.52。由由于低温温燃烧和和空气的的分级供供应,其其中NOOx 的的排放量量可以达达2000ppmm以下,其
14、其负荷调调整范围围可达到到1:33到1:4。我国自自19664年以以来,在在燃用劣劣质煤和和鼓泡流流化床锅锅炉方面面有相当当发展,在在循环流流化床锅锅炉的研研究和开开发方面面。虽然然起步较较迟,但但近年也也在迅速速发展,取取得了一一定的成成绩。中中国科学学院工程程热物理理所在119844年建起起了2.8MWWt循环环流化床床燃烧装装置,顺顺利进行行了试验验和运转转,其炉炉型基本本上是依依照Pyyroffloww的炉型型,但使使用了在在炉膛上上部设置置曲径燃燃烬结构构,随后后与开封封锅炉厂厂协作,开开发100t/hh循环流流化床锅锅炉,119888年通过过产品鉴鉴定并投投入生产产。这是是我国第第
15、一台循循环流化化床锅炉炉,其炉炉型基本本上亦是是仿照芬芬兰的,但但结构上上采用紧紧凑整体体式,“八八五”期期间,中中科院还还承担了了35tt/h循循环流化化床蒸汽汽锅炉的的国家攻攻关任务务,为了了减轻循循环物料料的粉化化和高温温旋风分分离器内内的磨损损以及提提高燃烬烬率,335t/h循环环流化床床蒸汽锅锅炉采用用了高温温一级惯惯性分离离,第二二级旋风风分离的的分级循循环流化化床燃烧烧系统,该该锅炉119899年通过过技术鉴鉴定,在在山东明明水热电电厂投入入试运行行。目前前国内其其它单位位如清华华大学的的6775t/h循环环流化床床锅炉,亦亦在运转转。其炉炉型有采采用平面面流高温温分离器器和顶置
16、置卧式旋旋风筒的的,其它它如浙江江大学、上上海成套套所、哈哈工大、华华中理工工大学、南南京工学学院、西西安交大大、东北北电力学学院、西西安热工工所等都都亦在这这方面开开展工作作,取得得了不少少进步。总之,流流化床燃燃烧技术术,虽然然存在许许多不尽尽完善之之处,但但由于其其燃烧效效率高,脱脱硫性能能好、负负荷调节节范围宽宽和易于于实现大大型化,极极有发展展潜力,是是一种高高效、低低污染的的燃煤新新技术,大大有在今今后发展展成主力力燃煤技技术之势势,鉴于于此,供供热工程程技术人人员高瞻瞻远瞩,看看到了该该技术的的应用可可为油田田节约大大量的资资金,能能有效地地保护油油气资源源。于是是在局领领导的支
17、支持下,大大胆地与与中科院院热物理理所、太太原锅炉炉厂联合合研制开开发了229MWW循环流流化床热热水锅炉炉,在当当时国内内没有如如此大容容量的热热水锅炉炉,该种种炉型的的开发成成功,填填补了国国内的空空白,为为流化床床热水锅锅炉的发发展做出出了不可可磨灭的的贡献,现现将该锅锅炉的基基本状况况做一简简单的介介绍:1、229MWW循环流流化床热热水锅炉炉技术参参数表:29循环流流化床锅锅炉技术术参数表表 名 称单 位参 数额定供热量量MW29额定出水压压力Mpa1.6额定出水温温度150额定给水温温度90排烟温度190锅炉效率%170设计煤种贫 煤受热面积炉膛m2 162省煤器m2685.77空
18、气预热器器m2764布风板面积积m25.4运行层平台台标高m4.5锅筒中心标标高m20出水管直径径mm325回水管直径径mm325最大件重量量t7.5锅炉体积(长长宽)mm14.58.008221.3332、229MWW流化床床热水锅锅炉的技技术特点点:太原锅锅炉集团团有限公公司生产产制造的的29MMW循环环流化床床热水锅锅炉,该该锅炉主主要有以以下优点点:(1)燃料适适应范围围广与层燃燃炉相比比,其使使用煤种种的适应应范围较较广泛,包包括高灰灰份、高高水份、低低热值、低低发挥份份煤。(2)廉价脱脱硫燃用高高硫煤时时,因为为燃烧温温度可控控制在CCaO与与烟气中中SO22反应生生成CaaSO4
19、4的最佳佳反应温温度,因因此只需需向炉膛膛添加石石灰石即即可完成成烟气的的脱硫过过程。同同时,由由于脱硫硫剂在循循环回路路中有足足够的停停留空间间,并与与烟气中中的SOO2的充充分反应应,因此此使循环环流化床床锅炉在在较低的的摩尔比比下就可可满足环环保排放放要求,与与其它脱脱硫方式式相比,不不但减少少了设备备投资和和运行费费用,而而且操作作简单易易行。(3)控制排排放循环流流化床锅锅炉燃烧烧温度低低及分级级送风可可以降低低燃烧过过程中NNOx的生成成量,能能满足排排放要求求。(4)高效率率燃烧循环流流化床燃燃烧室内内气固间间高滑移移速度导导致固体体颗粒在在床内横横向、纵纵向混合合良好,通通过两
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