第十二章循环流化床锅炉概述ppt-三峡电力职业学院精品课.ppt

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1、第十二章第十二章 循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉概述2021/9/211电站锅炉的传统煤燃烧方式电站锅炉的传统煤燃烧方式存在问题：1.不能充分利用劣质燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等）2.不易控制污染物排放（SO2、NOx）3.灰渣综合利用受限制 固定床燃烧固定床燃烧 悬浮燃烧2021/9/212我国发展循环流化床锅炉的目的解决劣质燃料利用问题；减少有害气体（NOx、SOx)排放，减轻环境压力。2021/9/213第一节第一节 循环流化床锅炉的工作原理循环流化床锅炉的工作原理及其特点及其特点一、流态化过程一、流态化过程流态化是固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的一种现象。固体颗粒、流体以及完

2、成流态化的设备称为流化床。流体作为流化介质，一般有气体和液体两大类，在锅炉燃烧中，流化介质为气体，固体煤颗粒以及煤燃烧后的灰渣（床料）被流化，称为气固流态化。2021/9/214图12-1 不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态（a）固定床（b）起始流态化（c）鼓泡流态化2021/9/215（d）节涌；（e）湍流流态化；（f）具有气体输送的稀相流态化2021/9/216 二、循环流化床锅妒的工作过程二、循环流化床锅妒的工作过程 流化床燃烧是床料在流化状态下进行的一种燃烧，其燃料可以为化石燃料、工农业废弃物和各种生物质燃料。一般粗重的粒子在燃烧室下部燃烧，细粒子在燃烧室上部燃烧。被吹出燃烧室的细粒

3、子采用各种分离器收集下来之后，送回床内循环燃烧。2021/9/2172021/9/2182021/9/219循环流化床锅炉的结构特点循环流化床锅炉的结构特点1、炉膛、炉膛 2、旋风分离器、旋风分离器 3、过热器、过热器 4、外置式换热器、外置式换热器 5、煤仓、煤仓 6、返料装置、返料装置 7、石灰石进料口、石灰石进料口 8、灰冷却器、灰冷却器 9、省煤器、省煤器 10、空气预热、空气预热 11、除尘器、除尘器 12、引风机、引风机 13、尾部烟道、尾部烟道 14、汽包、汽包 2021/9/2110三、循环流化床锅炉的基本构成、循环流化床锅炉的基本构成 两个部分：两个部分：第一部分由炉膛（流化

4、床第一部分由炉膛（流化床燃烧室）、气固分离设备燃烧室）、气固分离设备（分离器）、固体物料再（分离器）、固体物料再循环设备（返料装置、返循环设备（返料装置、返料器）和外置换热器（有料器）和外置换热器（有些循环流化床锅炉没有该些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环形成了一个固体物料循环回路。回路。第二部分为尾部对流烟道，第二部分为尾部对流烟道，布置有过热器、再热器、布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，省煤器和空气预热器等，与常规火炬燃烧锅炉相近。与常规火炬燃烧锅炉相近。2021/9/2111第二节第二节 循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉的

5、特点一、循环流一、循环流化床锅炉化床锅炉的典型工的典型工作条件作条件表表12-1 循环流化床循环流化床锅锅炉的工作条炉的工作条件件项目项目数值数值项目项目数值数值床层温度床层温度()850950床层压降（床层压降（kPa)612流化速度流化速度(m/s)48炉内颗粒浓度炉内颗粒浓度(kg/m3)150600(炉膛底炉膛底部部)床料粒度床料粒度(m)100700340(炉膛炉膛上部上部)床料密度床料密度(kg/m3)18002600Ca/S摩尔比摩尔比1.53燃料粒度燃料粒度(mm)013壁面传热系数壁面传热系数W/(m2*K)130250脱硫剂粒度脱硫剂粒度(mm)022021/9/2112

6、三、循环流化床锅炉的优点三、循环流化床锅炉的优点1.燃料适应性广可以燃烧各种煤、煤矸石、焦碳、油页岩、垃可以燃烧各种煤、煤矸石、焦碳、油页岩、垃圾等（劣质燃料）圾等（劣质燃料）2.燃烧效率高 国外循环流化床锅炉，燃烧效率一般高达国外循环流化床锅炉，燃烧效率一般高达99%99%。我国自行设计、投运的流化床锅炉效率也可。我国自行设计、投运的流化床锅炉效率也可高达高达95%95%99%99%。3.高效脱硫 4.氮氧化物（NOx）排放低主要原因：一、低温燃烧主要原因：一、低温燃烧 二、分段燃烧二、分段燃烧2021/9/21135.燃烧强度高，炉膛截面积小 炉膛截面热负荷提高炉膛截面热负荷提高2-3倍，

7、更易实现大型化；倍，更易实现大型化；6.燃料预处理及给煤系统简单7.负荷调节范围大，调节速度快 低负荷下仍可保持燃烧稳定；低负荷下仍可保持燃烧稳定；负荷调节比达负荷调节比达4 4：1 1，甚至可以压火备用。，甚至可以压火备用。8.易于实现灰渣综合利用 低温燃烧后的灰渣没有经历烧结过程，活性低温燃烧后的灰渣没有经历烧结过程，活性好，非常适合做水泥填料好，非常适合做水泥填料2021/9/2114 四、循环流化床锅炉存在的问题四、循环流化床锅炉存在的问题(1)N2O排放较高俗称笑气，是一种对大气臭氧层有着非常强的破俗称笑气，是一种对大气臭氧层有着非常强的破坏作用的有害气体，同时具有干扰人的神经系统坏

8、作用的有害气体，同时具有干扰人的神经系统的作用。的作用。(2)厂用电率高厂用电率高 目前我国运行的循环流化床锅炉还存在以下诸方面的问题：（1）炉膛、分离器以及回送装置及其之间的膨胀和密封问题。2021/9/2115（2）由于设计和施工工艺不当导致的磨损问题。（3）炉膛温度偏高以及石灰石选择不合理导致的脱硫效率降低问题。（4）飞灰含碳量高的问题。（5）灰渣综合利用率低的问题。2021/9/2116第三节第三节 循环流化床锅炉的应用与发展循环流化床锅炉的应用与发展 1921年年12月德国人温克勒（月德国人温克勒（Friz Winkler）发明了第一台流化床，温克勒所）发明了第一台流化床，温克勒所发

9、明的流化床使用粗颗粒床料。发明的流化床使用粗颗粒床料。1938年年12月麻省理工学院的刘易斯（月麻省理工学院的刘易斯（Warren,K Lewis）和吉里兰（）和吉里兰（Edwin,R Gilliland）发明了快速流化床。直到发明了快速流化床。直到20世纪世纪50年代末年代末期，鼓泡流化床一直占主要地位。循环流期，鼓泡流化床一直占主要地位。循环流化床真正成为具有工业实用价值的新技术化床真正成为具有工业实用价值的新技术是在是在60年代。年代。2021/9/211719881988年，我国第一台循环流化床锅炉投产，容量为年，我国第一台循环流化床锅炉投产，容量为35t/h35t/h。截至截至200

10、22002年，我国投产最大容量为年，我国投产最大容量为410t/h,100MW(1996410t/h,100MW(1996年投年投运）运）35t/h循环流化床锅炉循环流化床锅炉四川内江四川内江410t/h410t/h循环流化床锅炉循环流化床锅炉2021/9/2118我国第一台超高我国第一台超高压再热循环流化压再热循环流化床锅炉床锅炉新乡火新乡火电厂电厂440t/hCFB锅炉锅炉目前，国内循环流化床锅炉已进入快速发展和普及阶段，目前，国内循环流化床锅炉已进入快速发展和普及阶段，410-440t/h410-440t/h容量的趋于成熟。容量的趋于成熟。20022002年以来，河南省年以来，河南省40

11、0t/h400t/h以上循环流化床锅炉十余台以上循环流化床锅炉十余台已投入运行。已投入运行。2021/9/2119（2005）我国已有近千台循环流化床锅炉投入运行或正在建设之中，440480t/h循环流化床锅炉已有几十台投入运行;白马电厂安装东方锅炉(集团)股份有限公司制造的引进ALSTOM 技术的300MW循环流化床机组，作为示范。2003年开工建设，2005年12月15日投产发电。国产300MW级的循环流化床锅炉已有十几台订货。2006年开远、萱城、秦皇岛等电厂的300MW循环流化床机组已相继投入运行。国内600MW800MW超临界循环流化床锅炉已完成设计。这标志着国内循环流化床电站又向大

12、容量、高参数迈进了一大步。最新动态2021/9/2120白白马1300MW循循环流化床流化床示范示范电站工程站工程汽机台板顺利就位锅炉钢架大板梁吊装完毕白马烟囱工程优良的施工质量白马工程水塔施工到顶后全景2021/9/2121国际上，国际上，19961996年，国外试验电厂最大容量为年，国外试验电厂最大容量为250MW250MW法国普罗旺法国普罗旺斯斯770t/h循循环流化床锅环流化床锅炉炉2021/9/2122波兰Turow电厂建设3台225MW和3台266 MW的循环流化床机组,是世界上最大的循环流化床电厂。2021/9/2123所以循环流化床锅炉今后的发展方向是：1 1、向大容量、高参数

13、方向发展、向大容量、高参数方向发展发展容量可与煤粉炉相比的大型发展容量可与煤粉炉相比的大型循环流化循环流化床锅炉；发展超临界锅炉。床锅炉；发展超临界锅炉。2 2、简化锅炉结构，、简化锅炉结构，采用新型低阻力、采用新型低阻力、小尺寸的分离器小尺寸的分离器清华大学研制的带水冷方型分离器的循环清华大学研制的带水冷方型分离器的循环流化床锅炉提供了一个很好的思路。流化床锅炉提供了一个很好的思路。3、提高运行的可靠、稳定性、提高运行的可靠、稳定性2021/9/2124总结通过本章的学习，我们知道了什么是“循环流化床锅炉”；初步掌握了流化床的基本概念、流化床的发展演变历程、循环流化床工作原理和特点、以及发展

14、现状与前景；我们应认识到：循环流化床锅炉是一种很有发展前途的电站锅炉，我们要学好这门课，掌握循环流化床锅炉设备特点及运行规律，为环保和经济建设服务。2021/9/2125SO2、NOx、飘尘光化学烟雾backback光化学烟雾光化学烟雾：氮氧化物等污染物漂浮在空：氮氧化物等污染物漂浮在空气中，在强烈阳光的照射下发生物理化学气中，在强烈阳光的照射下发生物理化学反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成人反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成人们眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至们眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至思维紊乱，肺水肿等疾病。思维紊乱，肺水肿等疾病。1.比利时马斯河谷烟雾事件2.美国洛杉矶光化学烟

15、雾事件3.美国多诺拉烟雾事件4.英国伦敦烟雾事件大气污染大气污染历史上的历史上的历史上的历史上的大气污染事件大气污染事件大气污染事件大气污染事件2021/9/21261.比利时马斯河谷烟雾事件比利时马斯河谷烟雾事件1930年年12月，发生在比利时马斯河谷工业区。月，发生在比利时马斯河谷工业区。位于狭窄河谷内的这个工业区，分布有大量位于狭窄河谷内的这个工业区，分布有大量的炼油厂、金属厂、玻璃厂等重污染工厂。的炼油厂、金属厂、玻璃厂等重污染工厂。这些工厂排放出大量的有害废气和工业粉尘，这些工厂排放出大量的有害废气和工业粉尘，严重影响了当地人们的健康。从严重影响了当地人们的健康。从12月月1-5日，

16、日，由于天气的影响，河谷内出现静风，空气污由于天气的影响，河谷内出现静风，空气污染物扩散不出去。同时，也出现了逆温层，染物扩散不出去。同时，也出现了逆温层，污染物难以扩散到高空，只能在低空中聚集，污染物难以扩散到高空，只能在低空中聚集，污染物浓度迅速上升。结果造成污染物浓度迅速上升。结果造成60多人在一多人在一周内死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡周内死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡率增高，家畜死亡率也大大增高。率增高，家畜死亡率也大大增高。2021/9/21272.美国洛杉矶光化学烟雾事件美国洛杉矶光化学烟雾事件40、50和和70年代，发生在美国的洛杉矶市。年代，发生在美国的洛杉矶市。40

17、年代时，洛杉矶市的汽车保有量就达到了年代时，洛杉矶市的汽车保有量就达到了250万辆，每天需要消耗汽油万辆，每天需要消耗汽油1000多吨。汽车尾气多吨。汽车尾气中的碳氢化合物、氮氧化物等污染物就漂浮在街中的碳氢化合物、氮氧化物等污染物就漂浮在街道上的空气中，在强烈阳光的照射下发生物理化道上的空气中，在强烈阳光的照射下发生物理化学反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成大量市学反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成大量市民眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至思维紊民眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至思维紊乱，肺水肿等疾病。乱，肺水肿等疾病。1955年发生的光化学烟雾年发生的光化学烟雾事件导致事件导致400多人

18、因中毒、呼吸衰竭死亡，多人因中毒、呼吸衰竭死亡，1970年发生的事件使年发生的事件使3/4的市民患病。的市民患病。2021/9/21283.美国多诺拉烟雾事件美国多诺拉烟雾事件1984年年10月，发生在美国宾西法尼亚洲月，发生在美国宾西法尼亚洲的多诺拉镇。该镇是个重工业重镇，许多大的多诺拉镇。该镇是个重工业重镇，许多大型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂聚集于此。工厂型炼铁厂、炼锌厂和硫酸厂聚集于此。工厂排放的废气中含有工业粉尘和有害气体二氧排放的废气中含有工业粉尘和有害气体二氧化硫等。化硫等。10月月26日，由于受反气旋和逆温层日，由于受反气旋和逆温层的控制，该地区出现静风，空气中的污染物的控制，该地区

19、出现静风，空气中的污染物既不能向高空扩散，也不能向周围地区扩散，既不能向高空扩散，也不能向周围地区扩散，导致空气中污染物浓度迅速升高。全镇导致空气中污染物浓度迅速升高。全镇14000 人中有人中有6000人出现眼痛、喉咙痛、头痛、胸人出现眼痛、喉咙痛、头痛、胸闷、呕吐、腹泻等症状，其中闷、呕吐、腹泻等症状，其中17人因此死亡。人因此死亡。2021/9/21294.英国伦敦烟雾事件英国伦敦烟雾事件1952年年12月月5-8日，发生在英国首都伦日，发生在英国首都伦敦市。由于冬季烧煤（高硫煤）取暖，伦敦敦市。由于冬季烧煤（高硫煤）取暖，伦敦空气中二氧化硫和烟尘的含量很高。空气中二氧化硫和烟尘的含量很

20、高。12月月5-8日，伦敦出现了静风和逆温天气，下起了日，伦敦出现了静风和逆温天气，下起了大雾，污染物难以扩散出去，近地空气中污大雾，污染物难以扩散出去，近地空气中污染物浓度迅速上升。导致染物浓度迅速上升。导致4000多人在多人在4天内天内死亡，两个月后又有死亡，两个月后又有8000多人死亡。以后，多人死亡。以后，伦敦又发生过伦敦又发生过12次较大的烟雾事件。此后，次较大的烟雾事件。此后，伦敦吸取教训，积极改善空气环境，现在已伦敦吸取教训，积极改善空气环境，现在已经很清洁了。经很清洁了。2021/9/2130作业12-1 解释下列名词：解释下列名词：流态化流态化 流化床流化床 气固流态化气固流态化 鼓泡流鼓泡流化床化床 循环流化床循环流化床12-3 循环流化床锅炉由哪几个部分组成？循环流化床锅炉由哪几个部分组成？12-8 简要介绍循环流化床锅炉的优缺点。简要介绍循环流化床锅炉的优缺点。12-9 请收集循环流化床锅炉在应用与发展请收集循环流化床锅炉在应用与发展方面的最新资料。方面的最新资料。2021/9/2131