什么是循环流化床锅炉?

什么是循环流化床锅炉?循环流化床锅炉可分为两个部分:(1)第一部分由炉膛(快速流化床)、气固分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器(有些循环流化床锅炉没有该设备)等组成,上述部件形成了一个固体物料循环回路 。(2)第二部分为对流烟道,布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等,与常规燃烧锅炉相近 。循环流化床锅炉基本概念床料锅炉运行过程中,在炉膛及循环系统(分离器,立管,回料系统等)内燃烧或载热的固体颗粒,称为物料 。堆积密度和颗粒密度将固体颗粒不加约束的自然堆放时单位体积的质量称为颗粒的堆积密度;颗粒的质量与其体积的比值称为颗粒密度或真实密度密相区在流化床锅炉下部,颗粒浓度较大,这部分区域称为密相区,密相区内沿高度方向浓度逐渐降低 。循环流化床锅炉中,一般定义密相区低于二次风喷口高度,密相区的空隙率为0.7左右 。稀相区在流化床锅炉炉膛上部,气流中粒子浓度较低,空隙率为0.85~0.99,称为稀相区,稀相区内颗粒浓度比较均匀,沿炉膛高度颗粒浓度变化比较缓慢 。循环流化床锅炉中,一般定义稀相区为锅炉下部锥段以上直段500mm以上为稀相区 。过渡区在流化床锅炉密相区和稀相区之间,颗粒浓度处于沿高度快速变化状态,存在比较大的扬析与夹带现象,称为过渡区 。流化速度流化速度一般是指假设床内没有床料时空气通过炉膛的速度,因此也叫空塔速度或表观速度 。
循环流化床的工作原理循环流化床燃烧(CFBC)技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下,即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术 。
循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺,以石灰石为脱硫吸收剂,燃煤和石灰石自锅炉燃烧室下部送入,一次风从布风板下部送入,二次风从燃烧室中部送入 。石灰石受热分解为氧化钙和二氧化碳 。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床,燃煤烟气中的SO2与氧化钙接触发生化学反应被脱除 。为了提高吸收剂的利用率,将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧室参与循环利用 。钙硫比达到2~2.5左右时,脱硫率可达90%以上 。流化床燃烧方式的特点是:1.清洁燃烧,脱硫率可达80%~95%,NOx排放可减少50%;2.燃料适应性强,特别适合中、低硫煤;3.燃烧效率高,可达95%~99%;4.负荷适应性好 。负荷调节范围30%~100% 。
循环流化床的作用流化床(fluidized bed)是一种工业技术,它把一堆固体颗粒用空气等流体介质悬浮起来,使这堆固体具有流体的一些特性 。这样,就提供了理想的传热传质和化学反应条件 。这是一种先进的化工技术 。它的用途非常广泛:化工、冶金、生物化工、食品,甚至用它炒花生也比一般的炉子炒得香,是万金油技术 。
循环流化床锅炉有哪几部分组成?循环流化床锅炉包含五大系统:燃烧系统、物料循环系统、燃煤制备系统、风烟系统以及除渣、除灰系统,循环流化床锅炉结构如下:
锅炉主要由以下三大部分组成:炉膛;固体循环回路(主要由旋风分离器、回料器及外置流化床组成);尾部竖井 。
循环流化床锅炉的心脏部件是炉膛,燃料和脱硫用的石灰石从这里给入 。一次风通过布风板进入炉膛,作为一次燃烧用风,同时向上的气流将固体粒子托起(被流化),并充满了整个炉膛容积 。二次风分两级送入炉膛,由此实现分级燃烧 。高效旋风分离器将离开炉膛的固体粒子捕获下来,通过水冷锥形阀对固体粒子流量进行分配,一部分通过回料器直接送入下炉膛以维持主循环回路固体粒子平衡;另一部分从旋风分离器分离下来的固体粒子通过布置在类似鼓泡床中的外置式换热器放热后被送入炉膛 。分离后含少量飞灰的干净烟气进入尾部竖井,经空气预热器和飞灰收集系统,最后由烟囱排入大气 。
锅炉汽水系统:高压系统包括省煤器、锅筒、蒸发受热面和过热器 。水循环系统采用自然循环 。锅炉给水首先被引至布置在尾部烟道的省煤器进口集箱,逆流向上流经水平布置的省煤器管组后通过省煤器引出管进入锅筒 。在启动阶段没有给水流入锅筒时,省煤器再循环管路可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱,防止省煤器管子内的水静滞汽化 。
循环流化床风烟系统:锅炉的燃烧需要相对较高的空气压头使颗粒在床内能得到流化,经过一二次风机出来的一二次风通过空预器后被送入炉膛 。其它用风包括外置式换热器、回料器、冷渣器的流化风,其流化风均取自高压流化风机 。空气预热器采用成熟的四分仓回转式空气预热器 。