循环流化床锅炉燃烧效率分析70150.docx

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1、前言随着近几年电力工业的高速发展和环保力度的逐步加大，特别是洁净发电技术的推广应用，循环流化床技术（CFB）得到了较快的发展和普及。提高大型循环流化床锅炉运行的安全性、经济性、环保性和可靠性受到了越来越多的关注和重视。目前已投运的高参数循环流化床锅炉，经过不断的经验交流和总结，已基本能保证锅炉的安全运行，连续运行天数可达百日以上，但在运行经济性方面却不容乐观，如风机电耗高、飞灰大、煤耗高、非计划停炉次数多、点火耗油量大等，因此分析和研究循环流化床锅炉的运行调整和优化运行方式，对提高循环流化床锅炉的运行可靠性和可利用率有着重要的现实指导意义。循环流化床床锅炉燃燃烧技术术是一种种新型的的高效低低污

2、染、目目前商业业化最好好的清洁洁燃烧技技术之一一，200世纪770年代代的能源源危机和和越来越越突出的的环保问问题促进进了这种种燃烧技技术的发发展。循循环流化化床锅炉炉兼有鼓鼓泡流化化床锅炉炉和常规规煤粉锅锅炉炉的的长处，又又克服了了鼓泡流流化床锅锅炉燃烧烧和脱硫硫效率低低、难于于大型化化等缺点点，同时时也避免免了煤粉粉炉所需需价格昂昂贵的烟烟气脱硫硫装置。流流化床燃燃烧设备备按流体体动力特特性分为为鼓泡流流化床和和循环流流化床，按按工作条条件分为为常压和和增压式式流化床床。 第一章 循环流流化床锅锅炉的概概念原理理及特点点第一节 循循环流化化床锅炉炉的概念念一、 流态态化在流化床中中，当固固

3、体颗粒粒中有流流体通过过时，随随着流体体速度逐逐渐增大大，固体体颗粒开开始运动动，且固固体颗粒粒之间的的摩擦力力也越来来越大，当当流速达达到一定定值时，固固体颗粒粒之间的的摩擦力力与它们们的重力力相等，每每个颗粒粒可以自自由运动动，所有有固体颗颗粒表现现出类似似流体状状态的现现象，这这种现象象称为流流态化。对于液固流流态化的的固体颗颗粒来说说，颗粒粒均匀地地分布于于床层中中，称为为散式流流态化。而而对于气气固流态态化的固固体颗粒粒来说，气气体并不不均匀地地流过床床层，固固体颗粒粒分成群群体作紊紊流运动动，床层层中的空空隙率随随位置和和时间的的不同而而变化，这这种流态态化称为为聚式流流态化。循循

4、环流化化床锅炉炉属于聚聚式流态态化。固体颗粒（床床料）、流流体（流流化风）以以及完成成流态化化过程的的设备称称为流化化床。 相相对于各各种流化化状态，还还有几种种不正常常的流化化状态： 11. 沟沟流：一一次风流流速在未未达到临临界流速速时，空空气在床床料中分分布不均均匀，颗颗粒大小小和空隙隙率不均均匀，阻阻力也有有大有小小，大量量的空气气从阻力力小的地地方穿越越料层，其其他部分分仍处于于固定状状态，这这种现象象称为沟沟流。沟沟流一般般可以分分为贯穿穿沟流和和局部沟沟流。 22. 气气泡与节节涌：在在床料被被流化过过程中，一一次流化化风主要要以“气泡”形式在在床料中中向上运运动，在在上部小小气

5、泡聚聚集成大大气泡。当当气泡向向上运动动达到某某一高度度时崩裂裂，气泡泡中所包包含的固固体颗粒粒喷涌而而下，这这种现象象称为节节涌。 33.分分层：床床料在流流化过程程中，较较粗较重重的颗粒粒一般在在底部，细细而轻的的颗粒悬悬浮于上上部，这这种分层层现象在在鼓泡床床中比较较常见，在在湍流和和快速流流化床中中则不太太明显。 二二、 临临界流化化速度 11. 对对于由均均匀粒度度的颗粒粒组成的的床层中中，在固固定床通通过的气气体流速速很低时时，随着着风速的的增加，床床层压降降成正比比例增加加，并且且当风速速达到一一定值时时，床层层压降达达到最大大值，该该值略大大于床层层静压，如如果继续续增加风风速

6、，固固定床会会突然出出现“解锁”现象，床床层压降降降至为为床层的的静压。如如果床料料是由宽宽筛分颗颗粒组成成的话，其其特性为为：在大大颗粒尚尚未运动动前，床床内的小小颗粒已已经部分分流化，床床层从固固定床转转变为流流化床的的解锁现现象并不不明显，而而往往会会出现分分层流化化的现象象。颗粒粒床层从从静止状状态转变变为流态态化进所所需的最最低速度度，称为为临界流流化速度度。随着着风速的的进一步步增大，床床层压降降几乎不不变。循循环流化化床锅炉炉正常运运行所需需的流化化风速一一般是223倍倍的临界界流化速速度。 22. 影影响临界界流化速速度的因因素： （11） 料料层的当当量平均均料径增增大则临临

7、界流速速增加。 （22） 固固体颗粒粒密度增增加时临临界流速速增加。 （33） 流流体的运运动粘度度增大时时临界流流速减小小：如床床温增高高时，临临界流速速减小。 第二节 循循环流化化床锅炉炉的工作作原理 当当气体通通过颗粒粒床层时时，该床床层随着着气流速速度的变变化会呈呈现不同同的流动动状态。固固体颗粒粒随着气气流速度度的增大大分别呈呈现五种种不同的的流动状状态：固固定床、紊紊（湍）流流流化床床、快速速流化床床、气力力输送。循循环流化化床处于于紊（湍湍）流流流化床与与快速流流化床阶阶段。 固固定床。此此种状态态下，气气流在颗颗粒的缝缝隙中流流过，所所有的固固体颗粒粒呈静止止状态。 鼓鼓泡流化

8、化床。当当气流速速度达到到一定值值时，静静止的床床层开始始松动，当当气流速速度超过过临界流流化风速速时，料料层内会会出现气气泡，并并不断上上升，而而且还聚聚集成更更大的气气泡穿过过料层破破裂。整整个料层层呈现沸沸腾状态态。鼓泡泡流化床床存在明明显的分分界面，其其上部为为稀相区区，包括括床层表表面至流流化床出出口间的的区域，称称为自由由空间或或悬浮段段。下部部为密相相区，也也称为沸沸腾段。） 紊紊（湍）流流流化床床。随着着气流速速度继续续上升到到一定数数值，固固体颗粒粒开始流流动，床床层分界界面逐渐渐消失，固固体颗粒粒不断被被带走，以以颗粒团团的形式式上下运运动，产产生高度度的返混混。此时时的气

9、流流速度为为床料终终端速度度。 快快速流化化床。当当气流速速度进一一步增大大，固体体颗粒被被气流均均匀带出出床层。此此时气流流速度大大于固体体颗粒的的终端速速度，床床内颗粒粒浓度基基本相等等。床内内颗粒浓浓度呈上上稀下浓浓状态。循循环流化化床的上上升段属属于快速速流化床床。快速速流态化化的主要要特征为为床层压压降用于于悬浮和和输送颗颗粒并使使颗粒加加速，单单位高度度床层压压降沿床床层高度度不变。 气气力输送送。分为为密相气气力输送送和稀相相气力输输送。对对于前者者，床内内颗粒浓浓度变稀稀，并呈呈上下均均匀分布布状态，其其单位高高度床层层压降沿沿床层高高度不变变。增大大气流速速度，床床层压降降减

10、小。对对于后者者，增大大气流速速度，床床层压降降上升。密密相气力力输送的的典型特特征为：床层压压降用于于输送颗颗粒并克克服气、固固两相与与壁面的的摩擦。稀稀相气力力输送的的床层压压降主要要受摩擦擦压降支支配。 由由上述燃燃烧分类类可知，链链条炉排排炉采用用的是固固定床燃燃烧方式式，而煤煤粉炉则则采用了了最稀相相的悬浮浮燃烧方方式。第三节 循环流流化床的的特点 在在循环流流床锅炉炉中，气气固流态态处于紊紊流流化化床和快速流流化床、快快速流化化床气气力输送送之间，其其主要特特点表现现在床内内无明显显稀相区区和密相相区的分分界面，存存在颗粒粒团和返返混现象象。在结结构方面面典型循循环流化化床锅炉炉结

11、构一一般如图图1-33所示，其其基本流流程为：煤和脱脱硫剂送送入炉膛膛后，迅迅速被大大量惰性性高温物物料包围围，着火火燃烧，同同时进行行脱硫反反应，并并在上升升烟气流流的作用用下向炉炉膛上部部运动，对对水冷壁壁和炉内内布置的的屏式过过热器或或屏式再再热器等等其他受受热面放放热。粗粗大粒子子进入悬悬浮区域域后在重重力及外外力作用用下偏离离主气流流，从而而贴壁下下流。气气固混合合物离开开炉膛后后进入高高温旋风风分离器器，大量量固体颗颗粒（煤煤粒、脱脱硫剂）被被分离出出来回送送炉膛，进进行循环环燃烧。未未被分离离出来的的细粒子子随烟气气进入尾尾部烟道道，以加加热对流流式过热热器、省省煤器和和空气预预

12、热器，经经除尘器器排至大大气。 11. 低低温的动动力控制制燃烧：由于循循环流化化床燃烧烧温度水水平比较较低，床床温一般般在85509900之间，其其燃烧反反应控制制在动力力燃烧区区内，并并有大量量固体颗颗粒的强强烈混合合，这种种情况下下的燃烧烧速度主主要取决决于化学学反应速速度，也也就是决决定于温温度水平平，而物物理因素素不再是是控制燃燃烧速度度的主导导因素。循循环流化化床燃烧烧的燃烬烬度很高高，性能能良好的的锅炉燃燃烧效率率可达到到98%999%以上上。 22. 高高速度、高高浓度、高高通量的的固体物物料流态态化循环环过程：循环流流化床锅锅炉内的的物料参参与了炉炉膛内部部的内循循环和由由炉

13、膛、分分离器和和返料装装置所组组成的外外循环，共共两种循循环，整整个燃烧烧过程以以及脱硫硫过程都都是在这这两种循循环运动动过程中中逐步完完成的。 33. 高高强度的的热量、质质量和动动量传递递过程：在循环环流化床床锅炉中中可以人人为地改改变炉内内物料循循环量，以以适应不不同的燃燃烧工况况。 物料分离系系统是循循环流化化床锅炉炉的结构构特征，大大量物料料参与循循环实现现整个炉炉膛内的的控制燃燃烧过程程，是循循环流床床锅炉区区别于鼓鼓泡流化化床锅炉炉的根本本特点，因因为鼓泡泡流化床床锅炉的的燃烧主主要发生生在床内内。所以以循环流流床锅炉炉燃烧必必须具备备的三个个条件是是： （11） 要要保证一一定

14、的流流体速度度，而且且还要保保证物料料粒度处处于适当当的、使使床层在在快速流流化区域域的粒度度。 （22） 要要有足够够的物料料分离。 （33）要要有物料料回送，要要有充分分的措施施以维持持物料的的平衡。. 一一、 粒粒的夹带带、扬析析 当当床层流流动状态态转到紊紊流流化化床时，密密相床层层和稀相相床层的的界面开开始模糊糊，颗粒粒夹带量量明显增增加。当当气流通通过颗粒粒层时，一一些终端端速度小小于床层层表观气气速的细细颗粒将将被上升升气流带带走，这这一过程程称为扬扬析。由由于扬析析过程中中更多颗颗粒被夹夹带着离离开床层层，其中中终端速速度大于于床层表表观气速速的颗粒粒经过一一定的分分离高度度后

15、会陆陆续返回回床层，因因此存在在着输送送分离高高度TDDH。此此过程就就是我们们通常所所说的循循环流化化床的内内循环。在在分离高高度TDDH以上上的空间间，颗粒粒浓度不不再降低低，床层层表面至至TDHH之间的的空间称称为自由由空间，燃燃用宽筛筛分的燃燃煤流化化床锅炉炉，其炉炉膛出口口高度通通常低于于TDHH，因此此同时存存在着夹夹带和扬扬析现象象。发生生扬析现现象的颗颗粒的来来源有三三个： 11给煤煤中的细细颗粒； 22煤在在挥发份份析出阶阶段破碎碎形成的的细颗粒粒； 33在煤煤燃烧的的同时，由由于磨损损造成的的细颗粒粒。 二二、 筛分颗颗粒特性性 11. 宽筛分分颗粒定定义。循循环流化化床（

16、气气固流化化床）床床料中的的颗粒通通常是料料径由小小到大的的宽筛分分布，由由于颗粒粒的直径径不同，其其流动工工况和规规律也各各不相同同。这样样就需要要显示出出颗粒大大小的分分布规律律，利用用此规律律来研究究两相流流动和燃燃烧，或或者把分分散相颗颗粒直径径示平均均值，以以平均直直径来代代表分散散相颗粒粒群的运运动规律律，粒径径的分布布规律是是一个重重要特性性。除了了要知道道颗粒尺尺寸的分分布规律律外，还还要了解解各颗粒粒所占表表面积的的分布规规律扩各各颗粒重重量的分分布规律律。 22 筛分颗颗粒分类类 aa类颗颗粒 这这类颗粒粒粒度很很细，一一般都小小于200m，颗颗粒间相相互作用用力很大大，很

17、难难流态化化。 bb类颗颗粒 这这类颗粒粒粒度比比较细。一一般为220990m，通通常很易易流化。 cc类颗颗粒 这这类颗粒粒具有中中等粒度度，粒度度范围为为906500m，具具有良好好的流化化性能。它它在流体体速度达达到临界界流化速速度后就就会发生生鼓泡现现象。 dd类颗颗粒 这这类颗粒粒粒度通通常具有有较大在在粒度和和密度，并并且在流流化状态态时颗粒粒混合性性能较差差。大多多数循环环流化床床锅炉内内的床料料和燃料料均属于于d类颗颗粒。 33.宽宽筛分颗颗粒流化化时的动动力特性性 11）小于于流体密密度的物物体浮在在床层表表面，密密度大于于流体密密度的物物体会会下沉。 22）床层层表面保保持

18、水平平，形状状保持容容器的形形状。 33）在任任一高度度的静压压近似等等于在此此高度以以上单位位床截面面积内固固体颗粒粒的重量量。 44）床层层内颗粒粒混合良良好，加加热床层层时所有有床料温温度基本本均匀。 5）床床层内固固体颗粒粒可以象象流体一一样从底底部或侧侧面的孔孔中排出出。 6）几几个流化化床底部部联通后后，床层层高度自自动保持持同一水水平高度度。 三、 循环流流化床内内的传热热 1在在循环流流化床中中存在着着各种不不同的传传热过程程 1）颗颗粒与气气流之间间的传热热。 2）颗颗粒与颗颗粒之间间的传热热。 3）整整个气固固多相流流与受热热面之间间的传热热。 4）气气固多相相流与入入床气

19、流流间的传传热。表1-1循环流流化床各各部位的的传热系系数位置（部位位）二次风下部部二次风上部部二次风上部部悬吊受受热面传热面方位位水平或竖直直竖直竖直传热系数W/(mm2?KK)300550015022501502250可能出现的的问题腐蚀、剥蚀蚀、磨损损、负荷荷调节性性能差，阻阻碍颗粒粒间横向向混合传热较好的的受热面面轻微剥蚀、磨磨损、减减少颗粒粒间横向向混合2影响循循环流化化床传热热的各种种因素： （11）气体体物理性性质的影影响。气气膜厚度度及颗粒粒与表面面的接触触热阻对对传热起起到主要要作用。比比如，气气体密度度增加，传传热系数数增大；气体粘粘度增大大，传热热系数减减小；气气体导热热

20、系数增增大，传传热系数数增大。 （22）固体体颗粒物物理特性性的影响响。 11）固体体颗粒尺尺寸的影影响。 对对于小颗颗粒床，传传热系数数随固体体颗粒平平均直径径增大而而减小； 对对于大颗颗粒床，传传热系数数随固体体颗粒平平均直径径增大而而增大。 11） 体体颗粒密密度的影影响。传传热系数数随固体体颗粒密密度增大大而增大大。 22） 形形度及表表面状态态的影响响。球形形和较光光滑的颗颗粒，传传热系数数较高。 33） 固固体颗粒粒导热系系数的影影响。影影响较小小。 44） 固固体颗粒粒粒度分分布的影影响。对对于小颗颗粒床，粒粒径越小小，传热热系数越越大；对对于大颗颗粒床，粒粒径越大大，传热热系数

21、越越大。 33. 流流化风速速的影响响。 对对于循环环流化床床的密相相区，传传热系数数随流化化风速的的增大而而减小。 对对于循环环流化床床的稀相相区，传传热系数数随流化化风速的的增大而而增大。 44. 床床温对传传热系数数的影响响。 床床与传热热面间的的传热系系数随床床温的升升高而升升高。 55. 管管壁温度度的影响响：传热热系数随随壁温的的升高成成线性规规律地增增大。 66. 固固体颗粒粒浓度的的影响。床床层颗粒粒浓度是是影响循循环流化化床床层层与床壁壁面传热热最主要要的因素素之一。传传热系数数随床层层颗粒浓浓度的增增加而显显著增加加。 77. 床床层压力力的影响响。床层层压力增增大，传传热

22、系数数增加。 四四、 循循环流化化床内的的燃烧过过程 11. 煤煤粒送入入循环流流化床内内迅速受受到高温温物料和和烟气的的辐射而而被加热热，首先先水分蒸蒸发，然然后煤粒粒中的挥挥发份析析出并燃燃烧、最最后是焦焦炭的燃燃烧。其其间伴随随着煤粒粒的破碎碎、磨损损，而且且挥发份份析出燃燃烧过程程与焦炭炭燃烧过过程都有有一定的的重叠。煤煤粒在流流化床中中的燃烧烧过程。 循循环流化化床内沿沿高度方方向可以以分为密密相床层层和稀相相空间，密密相床层层运行在在鼓泡床床和紊流流床状态态。循环环流化床床内绝大大部分是是惰性的的灼热床床料，其其中的可可燃物只只占很小小的一部部分。这这些灼热热的床料料成为煤煤颗粒的

23、的加热源源，在加加热过程程中，所所吸收的的热量只只占床层层总热容容量的千千分之几几，而煤煤粒在110秒钟钟左右就就可以燃燃烧（颗颗粒平均均直径在在088mm），所所以对床床温的影影响很小小。 22. 循循环流化化床内煤煤的燃料料着火。流流化床内内燃料着着火的方方式，固固体质点点表面温温度起着着关键作作用，是是产生着着火的点点灶热源源，这类类固体近近质点可可以是细细煤粒，也也可以是是经分离离后的高高温灰粒粒或者是是布风板板上的床床料。当当固体质质点表面面温度上上升时，煤煤颗粒会会出现迅迅猛着火火。另外外，颗粒粒直径大大小对着着火也有有很大的的影响，对对一定反反应能力力的煤种种，在一一定的温温度水

24、平平之下，有有一临界界的着火火粒径，小小于这个个颗粒直直径，因因为散热热损失过过大，燃燃料颗粒粒就不能能着火，逸逸出炉膛膛。 33. 循循环流化化床内煤煤的破碎碎特性。煤煤在流化化床内的的破碎特特性是指指煤粒在在进入高高温流化化床后粒粒度急剧剧减小的的一种性性质。但但引起粒粒度减小小的因素素还有颗颗粒与剧剧烈运动动的床层层间磨损损以及埋埋管受热热面的碰碰撞等。影影响颗粒粒磨损的的主要因因素是颗颗粒表面面的结构构特性、机机械强度度以及外外部操作作条件等等。磨损损的作用用贯穿于于整个燃燃烧过程程。 煤煤粒进入入流化床床内时，受受到炽热热床料的的加热，水水分蒸发发，当煤煤粒温度度达到热热解温度度时，

25、煤煤粒发生生脱挥发发份反应应，对于于高挥发发份的煤煤种，热热解期间间将伴随随一个短短时发生生的拟塑塑性阶段段，颗粒粒内部产产生明显显的压力力梯度，一一旦压力力超过一一定值，已已经固化化的颗粒粒表层可可能会崩崩裂而形形成破碎碎；对低低挥发份份煤种，塑塑性状态态虽不明明显，但但颗粒内内部的热热解产物物需克服服致密的的孔隙结结构都能能从煤粒粒中逸出出，因此此颗粒内内部也会会产生较较高的压压力，另另外，由由于高温温颗粒群群的挤压压，颗粒粒内部温温度分布布不均匀匀引起的的热应力力，这种种热应力力都会引引起煤颗颗粒破碎碎。 煤煤粒破碎碎后会形形成大量量的细小小粒子，特特别是一一些可扬扬析粒子子会影响响锅炉

26、的的燃烧效效率。细细煤粒一一般会逃逃离旋风风分离器器，成为为不完全全燃烧损损失的主主要部分分。破碎碎分为一一级破碎碎和二级级破碎：一级破破碎是由由于挥发发份逸出出产生的的压力和和孔隙网网络中挥挥发份压压力增加加而引起起的。二二级破碎碎是由于于作为颗颗粒的联联结体-形形状不规规则的联联结“骨架”（类似似于网络络结构）被被烧断而而引起的的破碎。 煤煤的破碎碎发生的的同时也也会发生生颗粒的的膨胀，煤煤的结构构将发生生很大的的变化。一一般破碎碎和膨胀胀受下列列因素的的影响：挥发份份析出量量；在挥挥发份析析出时，碳碳水化合合物形成成的平均均质量；颗粒直直径；床床温；在在煤结构构中有效效的孔隙隙数量；母粒

27、的的孔隙结结构等。 44. 循循环流化化床的脱脱硫与氮氮氧化物物的排放放控制。SSO2是是一种严严重危害害大气环环境的污污染物，SSO2与与水蒸汽汽进行化化学反应应形成硫硫酸，和和雨水一一起降至至地面即即为酸雨雨。NOOX包括括NO、NNO2、NNO3三三种，其其中NOO也是导导致酸雨雨的主要要原因之之一，同同时它还还参加光光化学作作用，形形成光化化学烟雾雾，还造造成了臭臭氧层的的破坏。煤煤加热至至4000时开始始首先分分解为HH2S，然然后逐渐渐氧化为为SO22。其化化学反方方程式为为FeS2 + 2H22 2HH2S + FFeH2S + O2 H22 + SOO2 对对SO22形成影影响

28、最大大的因素素是床温温和过量量空气系系数，床床温升高高、过量量空气系系数降低低则SOO2越高高。循环环流床燃燃烧过程程中最常常用的脱脱硫剂就就石灰石石，当床床温超过过其煅烧烧温度时时，发生生煅烧分分解反应应：CaaCO33 CaaO + CO22 1883kJJ/mool脱硫反应方方程式为为：CaaO + SSO2+11/2 O2 CaaSO44影响循环流流化床脱脱硫效率率的各种种因素：1） Caa/S摩摩尔比的的影响。Ca/S摩摩尔比是是影响脱脱硫效率率的首要要因素，脱脱硫效率率在Caa/S低低于2.5时增增加很快快，而继继续增大大Ca/S比或或脱硫剂剂量时，脱脱硫效率率增加得得较少。循循环

29、流化化床运行行时Caa/S摩摩尔比一一般在11.52.55之间。2） 床温温的影响响。床温的影响响主要在在于改变变了脱硫硫剂的反反应速度度、固体体产物分分布及孔孔隙堵塞塞特性，从从而影响响脱硫率率和脱硫硫剂利用用率。床床温在9900左右达达到最高高的脱硫硫效率。3） 粒度度的影响响。采用较小的的脱硫剂剂粒度时时，循环环流化床床脱硫效效果较好好。4） 氧浓浓度的影影响。脱硫与氧浓浓度关系系不大，而而提高过过量空气气系数时时脱硫效效率总是是提高的的。5） 床内内风速的的影响。对一定的颗颗粒粒度度，增加加风速会会使脱硫硫效率降降低。6） 循环环倍率的的影响。循环倍率越越高，脱脱硫效率率越高。7） S

30、OO2在炉炉膛停留留时间的的影响。脱硫时间越越长对效效率来说说越不利利，应该该保证SSO2在在床内停停留时间间不少于于244秒。8） 负荷荷变化的的影响。当循环流化化床负荷荷变化在在相当大大的范围围内时，脱脱硫效率率基本恒恒定或略略有升降降。9） 其它它因素的的影响。床压的影响响：增加加压力可可以改善善脱硫效效率，并并且能够够提高硫硫酸盐化化反应速速度。煤煤种的影影响：灰灰份对脱脱硫效率率并无不不利影响响。10） 料料方式的的影响。石灰石与煤煤同点给给入时脱脱硫效率率最高。虽然循环流流化床的的脱硫作作用很强强，但在在床温达达到8550，即脱脱硫效率率最高的的温度时时，NOOx的生生成量却却最大

31、，对对环境造造成极大大的破坏坏。这是是我们所所不愿看看到的。所所以一定定要把床床温控制制在85509900之间，而而且要采采用较小小的脱硫硫剂粒径径。另外外，实施施分段燃燃烧也是是非常好好的措施施。五、 循循环流化化床锅炉炉的优点点1. 燃料料适应性性强。由由于循环环流化床床中的燃燃料仅占占床料的的1%3%，不不需要辅辅助燃料料而燃用用任何燃燃料，可可以燃用用各种劣劣质煤及及其他可可燃物，特特别包括括煤矸石石、高硫硫煤、高高灰煤、高高水分煤煤、煤泥泥、垃圾圾等，可可以解决决令人头头疼的环环境污染染问题。2. 燃烧烧效率高高。循环环流化床床比鼓泡泡床流化化床燃烧烧效率高高，燃烧烧效率通通常在99

32、7%以以上，基基本与煤煤粉相当当。3. 脱硫硫率高。循循环流化化床的脱脱硫方式式是最经经济的方方式之一一，其脱脱硫率可可以达到到90%。4. 氮氧氧化物排排放低。这这是循环环流化床床另外一一个非常常吸引人人的特点点。其主主要原因因是：一一低温燃燃烧，燃燃烧温度度一般控控制在88509000之间，空空气中的的氮一般般不会生生成NOOX；二二分段燃燃烧，抑抑制氮转转化为NNOX，并并使部分分已生成成的NOOX得到到还原。5燃烧强强度高，炉炉膛截面面积小。这这是循环环流化床床的主要要优点之之一。其其截面热热负荷约约为35MWW/m22，接近近或高于于煤粉炉炉。6负荷调调节范围围大，调调节速度度快。这

33、这主要上上相对于于煤粉炉炉来说的的。其原原因是循循环流床床内床料料的蓄热热能力非非常大，不不会象煤煤粉炉那那样低负负荷时需需投油枪枪助燃，最最大的好好处在于于可以压压火热备备用，熄熄火后可可以马上上热态启启动，比比煤粉炉炉有更好好的调峰峰能力。循循环流化化床的负负荷调节节比可达达（34）：1，其其调节速速率可达达4%5%。7易于实实现灰渣渣综合利利用。由由于其灰灰渣含炭炭量较低低，属于于低温烧烧透，有有着更大大的利用用价值。六、 燃料料预处理理系统简简单。循环流化床床锅炉的的燃料粒粒度一般般小于112mmm,破碎碎系统比比煤粉炉炉更为简简化。但但由于制制粉系统统已经不不存在，燃燃料破碎碎的任务

34、务全部由由碎煤机机来承担担，这样样对碎煤煤机的可可靠性提提出了较较高的要要求。1 循环环流化床床锅炉容容量的大大小直接接决定了了锅炉结结构方面面的区别别，现在在分别以以北京锅锅炉厂为为代表的的75tt/h循循环流化化床锅炉炉与以东东方锅炉炉厂为代代表的4440tt/h循循环流化化床锅炉炉进行比比较如下下：（1）前者者旋风分分离器为为中温分分离，其其工质温温度在4425与4550之间。由由于分离离器温度度低，可可以采用用较薄的的保温层层，大缩缩短锅炉炉启动时时间，在在保温相相同的条条件下，减减小散热热损失，分分离器内内部不会会发生二二次燃烧烧，也不不会超温温结焦。中中温分离离对保温温材料要要求较

35、低低，可以以降低成成本。采采用中温温分离下下来的物物料温度度较低，这这对平抑抑床温，作作为床温温和负荷荷调节的的一种有有效手段段。但分分离器布布置于过过热器的的后面，所所以分离离器处的的烟所含含物料量量较大，固固体颗粒粒也较粗粗，增加加了过热热器的磨磨损。中中温分离离一般应应用于低低循环倍倍率循环环流化床床锅炉上上，并且且对分离离器前受受热面采采取有效效的防磨磨措施，以以提高其其有效寿寿命。后后者旋风风分离器器为高温温汽冷式式，其床床温与床床温相差差不大，旋旋风分离离器布置置有膜式式结构过过热器。外外壳由汽汽冷弯制制、焊装装而成，取取消了绝绝热旋风风分离器器的高温温绝热层层，受热热面管子子内侧

36、布布满销钉钉并涂一一层较薄薄的高温温耐磨浇浇注料，可可以吸收收一部分分热量，这这样分离离器内物物料温度度会略有有下降，不不会造成成结焦。而而且具有有相当好好的分离离性能。但但该分离离器的问问题在于于容易造造成飞灰灰可燃物物含量升升高，制制造工艺艺复杂，生生产成本本高。（2）调整整循环灰灰量是前前者燃烧烧调整的的关键和和调节床床温的重重要手段段；而后后者调整整床温的的主要手手段是调调整风煤煤配比和和一、二二次风风风量，一一旦正常常运行，针针对于某某一负荷荷来说其其循环灰灰量是恒恒定的。（3）由于于容量的的差异，前前者的蒸蒸发吸热热量比重重比较大大，所以以在炉膛膛内布置置了部分分蒸发受受热面。后后

37、者过热热吸热量量比较大大，在炉炉膛内布布置屏式式过热器器和屏式式再热器器用来吸吸收炉膛膛的辐射射热；另另外由于于后者热热负荷太太大，在在炉膛设设置了中中间隔墙墙，以增增加蒸发发吸热量量。（4）给煤煤方式不不同。前前者设置置了前置置式和后后置式给给煤机，给给煤机分分为皮带带式给煤煤机和埋埋刮式给给煤机两两种，给给煤时先先启动后后置式给给煤机，正正常后再再启动前前置式给给煤机。始始终控制制后置式式给煤转转速大于于前置式式给煤机机。后者者全部采采用皮带带式给煤煤机，而而且给煤煤点全部部布置在在前墙。前前者的后后墙给煤煤时采用用回料阀阀给煤系系统，这这样煤在在炉膛内内能够充充分混合合并可以以对煤进进行

38、预先先加热，但但当煤种种水分含含量低或或挥发份份高时会会出现煤煤提前燃燃烧造成成烧烘坏坏输煤管管道的现现象。（5）冷渣渣器种类类不同。前前者往往往采用螺螺旋输送送式冷渣渣器，其其螺旋叶叶片轴为为空心轴轴，内部部通冷却却水，外外壳也是是双层结结构，中中间有冷冷却水通通过，炉炉渣进入入冷渣器器后，一一边被螺螺旋搅拌拌输送，一一边被轴轴内和外外壳夹层层内流动动的冷却却水冷却却。这种种冷渣器器的主要要问题在在于叶片片容易变变形，造造成卡住住或机械械故障；在绞笼笼进口和和外壁处处易磨损损，导致致水夹套套磨穿漏漏水，冷冷渣器内内的灰易易结块，增增加了灰灰处理的的难度，不不可以进进行选择择性排渣渣。这种种冷

39、渣器器的好处处是：由由于不往往冷渣器器内送风风，灰渣渣发生燃燃烧的可可能性很很小。后后者采用用多仓风风水冷选选择流化化床式冷冷渣器，这这种冷渣渣器的优优点是：可以实实现选择择性排放放灰渣，是是补充循循环物料料的技术术措施之之一；灰灰渣的冷冷却效果果较好；提高了了进入炉炉膛内的的二次内内温度，加加热了给给水温度度，提高高了锅炉炉热效率率；缺点点是：冷冷渣器内内埋管易易磨损，所所以必须须采取严严格的防防磨措施施；灰渣渣易再次次燃烧，造造成结渣渣；风系系统与一一次风共共用时容容易影响响一次风风系统的的调节。2循环流流化床锅锅炉与常常规煤粉粉锅炉在在结构与与运行方方面的区区别：（1）燃烧烧室底部部布风

40、板板是循环环流化床床锅炉特特有的设设备，其其主要作作用是流流化风均均匀地吹吹入料层层，并使使床料流流化。对对布风板板的要求求是：在在保证布布风均匀匀地条件件下在，布布风板压压降越低低越好。（2）床料料循环系系统是循循环流化化床锅炉炉结构上上的主要要特征：由高温温旋风分分离器和和飞灰回回送装置置组成，其其作用是是把飞灰灰中粒径径较大、含含炭量高高的颗粒粒回收重重新送入入炉内燃燃烧。（3）循环环流化床床锅炉的的入炉煤煤粒大。一一般燃用用粒径在在10mmm以下下的煤，要要求燃料料破碎系系统稳定定可靠。（4）循环环灰参数数对锅炉炉运行的的影响：锅炉负负荷通过过热量平平衡和飞飞灰循环环倍率两两方面来来调

41、节。循循环流化化床锅炉炉运行时时，其单单位时间间内的循循环灰量量可高达达同单位位时间内内燃煤量量2040倍倍。由于于灰的热热容大得得多，因因此循环环灰对燃燃烧室下下部的温温度平衡衡有很大大影响，循循环流化化床锅炉炉燃烧室室下部卫卫燃带一一般或根根本不布布置受热热面，煤煤粒燃烧烧产生的的热量则则由烟气气和循环环灰共同同带走。而而在煤粉粉炉中，煤煤粉的燃燃烧产生生的热量量是由烟烟气和工工质带走走的。在在煤粉炉炉中，蒸蒸发受热热面的出出力主要要取决于于炉膛温温度，而而在循环环流化床床锅炉中中，温度度基本不不随负荷荷变化，运运行中烟烟气携带带的飞灰灰颗粒量量成为影影响蒸发发受热面面的重要要因素。因因此

42、，循循环流化化床锅炉炉可以从从热量平平衡和飞飞灰循环环倍率两两个方面面来调节节锅炉负负荷。（5）控制制系统要要求高。由由于循环环流化床床锅炉内内流态化化工况、燃燃烧过程程较煤粉粉炉复杂杂，加之之有飞灰灰再循环环系统，其其正常运运行时需需控制的的参数，如如：炉膛膛的床温温、床压压、床层层密度、汽汽温、汽汽压等，同同样对于于选择性性流化床床冷渣器器和旋风风分离器器来说又又要多两两倍的控控制参数数，所以以需要调调整的参参数比煤煤粉炉要要高出许许多，因因此其控控制系统统较同等等容量的的煤粉炉炉要求高高。另外外，由于于循环流流床锅炉炉内的磨磨损相对对比较大大，各种种温度、压压力和流流量测点点磨损程程度也

43、会会增加很很多，保保证各测测点正常常的任务务也异常常艰巨，这这对控制制系统的的要求随随之提高高。七、循环流流化床锅锅炉目前前存在的的主要问问题1. 炉膛膛、分离离器和回回送装置置及其之之间的膨膨胀和密密封问题题。由于于循环流流化床锅锅炉设备备表面附附着一层层厚厚的的耐磨材材料与保保温材料料并且各各个部位位受热时时间和程程度不完完全一致致，所以以会产生生热应力力而造成成膨胀不不均，导导致出现现泄漏现现象。2. 由于于设计和和施工工工艺不当当造成的的磨损问问题。锅锅炉部件件的磨损损主要与与风速、颗颗粒浓度度以及流流速的不不均匀性性有关，研研究表明明：磨损损与风速速的3.6次方方和浓度度成正比比。炉

44、膛膛、分离离器和回回送装置置内由于于大量高高浓度物物料的循循环流动动，一些些局部位位置，如如烟气改改变方向向的地方方会开始始磨损，然然后逐渐渐扩大到到整个炉炉膛。3. 飞灰灰含炭量量高的问问题。对对于循环环流化床床来说，其其底渣含含炭量较较低，但但其最佳佳脱硫温温度的限限制，飞飞灰含炭炭量却比比较高。4. NOO2排放较较高。流流化床燃燃烧技术术可有效效抑制NNOx、SSO2的的排放，但但循环流流化床锅锅炉低温温燃烧是是产生NNO2最主要要的原因因。5. 厂厂用电率率高。由由于循环环流化床床锅炉具具有布风风板、分分离器结结构以及及锅炉料料层的存存在烟风风阻力比比煤粉炉炉大得多多，相应应的通风风

45、电耗也也较高。目前我国采采用不同同的分离离器及循循环模式式，形成成了200、355、655、755t/hh等系列列循环流流化床锅锅炉产品品，现在在的主力力机组是是35 t/hh 和775t/h锅炉炉，2220t/h类型型锅炉和和4400t/hh也陆续续投入运运营。尤尤其是以以哈尔滨滨锅炉厂厂、东方方锅炉厂厂和上海海锅炉厂厂三大制制造厂家家为代表表的产品品已经开开始制造造，配1135MMW级发发电机组组的大型型循环流流床锅炉炉正趋于于成熟。日日前，在在四川白白马电厂厂的3000MWW循环流流化床示示范工程程已经正正式动工工建设，这这标志着着我国循循环流化化床锅炉炉已经朝朝大型化化发展。但但大型循

46、循环流化化床锅炉炉在保证证锅炉的的吸热量量的前提提下如何何布置受受热面、各各部件的的防磨、脱脱硫率的的提高等等问题也也变得越越来越突突出，据据国外研研究表明明：循环环流化床床的单机机容量以以4000MW为为宜。循循环流化化床锅炉炉另外一一个发展展方向是是增压循循环流化化流床燃燃气蒸蒸汽联合合循环发发电技术术的应用用，它具具有优良良的环保保性和高高循环效效率性。其其主要技技术特点点是：（1） 炉炉膛压力力（1.211.5MMPa）增增加气固固两相的的接触和和反应明明显改善善，增加加了气体体和细粒粒子在床床内的停停留时间间，提高高了燃烧烧效率和和脱硫率率，其他他烟气污污染的排排放也达达到了很很低的

47、水水平；（2） 可可与燃气气轮机配配合构成成蒸汽燃气联联合循环环系统，使使发电效效率提高高几个百百分点；（3） 燃燃烧室截截面热负负荷可提提高一个个数量级级，炉内内受热面面的传热热系数也也大为提提高，钢钢材量明明显降低低. 第二章章 循循环流化化床 燃烧烧效率的的影响因因素 在确保循循环流化化床锅炉炉能够安安全稳定定运行前前提下，我我公司对对机组主主要经济济指标（如如厂用电电率、供供电煤耗耗、锅炉炉效率等等）加强强了管理理，通过过搜集资资料、多多次研讨讨优化运运行调整整的方案案，制定定多项运运行调整整措施，并并在实际际运行中中加以验验证后再再次改进进，总结结一系列列针对循循环流化化床锅炉炉燃烧调调整的经经验，提提出了四四项有效效的燃烧烧措施，使使循环流流化床锅锅炉的燃燃烧经济济性得