循环流化床锅炉设计原理课件

循环流化床锅炉设计原理循环流化床锅炉设计原理一循环流化床锅炉设计的一般考虑炉型选择预备性计算锅炉效率计算脱硫计算及石灰石脱硫热效应和烟气量变化空气平衡计算燃料及石灰石计算一循环流化床锅炉设计的一般考虑炉型选择整体布置a-∏形

b-M形

c-倒背锅形

d-半塔形

e-改良∏形

f-紧凑型整体布置a-∏形b-M形c-倒背锅形d-半塔形e-改组成部分循环回路：炉膛气固分离器固体粒子回送装置外部热交换器。尾部烟道：再热器过热器省煤器

空气预热器组成部分循环回路：尾部烟道：效率估算1q2的计算石灰石脱硫对烟气量的影响过量空气系数2q3的考虑----03q4的计算---灰渣比/灰渣含碳量灰渣比----排渣份额Aar＋apz～100％石灰石脱硫对烟气量的影响4q5的计算---散热面积与温度-DIN5q6的计算---灰渣比/渣温Tpz=Tb-54oC6q7(脱硫热效应)的计算7q8(电机增益)的计算效率估算1q2的计算循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率典型床温控制在850~900℃飞灰再循环循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率循环流化床锅炉的热风温度目的------降低排烟温度---锅炉效率循环流化床锅炉的热风温度目的------降低排烟温度---锅燃料及石灰石粒度要求燃料及石灰石粒度要求启动床料的要求启动床料的要求二炉膛设计空塔速度—5.0m/s—压力温度修正后高度---受热面布置/燃烧效率分离器数量-成双布置宽度深度比------1.8~2.2二炉膛设计空塔速度—5.0m/s—压力温度修正后炉膛形状炉膛形状底部设计-1底部设计-1底部设计-2底部设计-2循环流化床锅炉一次风比例 Vdaf(%)一次风比例 贫煤或无烟煤 <20~65(75)烟煤或褐煤 20~40 ~60 烟煤或褐煤 >40 ~50循环流化床锅炉一次风比例 Vdaf(布风板布风板风帽1风帽1风帽2风帽2燃烧室高度选择

燃烧室高度选择循环流化床锅炉燃烧室高度

循环流化床锅炉燃烧室高度水冷壁传热燃烧室受热面传热l

物料浓度-固体颗粒l

燃烧室的温度l

近壁区贴壁下降流l

粒径l

受热面的结构尺寸水冷壁传热燃烧室受热面传热水冷壁传热问题相同条件下 传热系数面积系数面积利用率51-75.2 153.6 94.099 98.1151-80 150.0 90.756 97.6851-100 143.9 80.278 100.2860-78 163.9 101.58 100.6160-80 161.6 100 10060-100 147.6 87.674 97.9360-105 145.9 85.326 98.26水冷壁传热问题相同条件下 传热系数面积系数面积利用率炉内受热面炉内受热面启动燃烧器－床上点火启动燃烧器－床上点火启动燃烧器－床下点火启动燃烧器－床下点火三循环系统的设计三循环系统的设计分离器1分离器1分离器2分离器2阀体的设计阀体的设计回灰点设计回灰点设计给煤点的选择给煤点的选择四对流受热面的设计烟气速度工质速度磨损--传热--积灰受热面的优化—错列/顺列四对流受热面的设计烟气速度对流受热面烟气流速范围

受热面名称 所处烟气温度 烟气速度过热器、再热器 700~900℃ 7.5~12m/s过热器、再热器 500~700℃ 6~9m/s 省煤器 450~600℃ 7~10m/s省煤器 300~450℃ 6~9m/s 空气预热器(空气走管内) 250~400℃ 6~10m/s空气预热器(空气走管内) 100~250℃ 6~9m/s 空气预热器(烟气走管内) 250~400℃ 7~13m/s空气预热器(烟气走管内) 100~250℃ 7~12m/s对流受热面烟气流速范围受热面名称 所处烟气温度 烟气速尾部受热面的传热尾部受热面的传热五分离器作用的分析鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的燃烧技术处于鼓泡床和气力输送燃烧之间五分离器作用的分析鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的燃烧技循环流化床

的内外循环

循环流化床

的内外循环循环流化床气固两相流性质物料浓度分布－－贴壁流形成浓度分布是有条件的－－分离器－－回送装置－－物料来源浓度分布是有意义的

循环流化床气固两相流性质物料浓度分布循环流化床燃烧技术的发展历程国外－Lurgi/Alhstrom/EVT/AEE/Alstom－FosterWheeler－DeutscheBabcock国内－大量的鼓泡床经验－带飞灰再燃的鼓泡床－误区------“鼓泡床拉拉长”循环流化床燃烧技术的发展历程国外发展经历决定了对分离器的理解高效分离－旋风分离器简易分离－高效补偿简易分离－无补偿----带埋管－改进型鼓泡床简易分离－无补偿－不带埋管----出力不足出力不足发展经历决定了对分离器的理解高效分离－旋风分离器分离器作用的一般认识对分离效果的认识误区－燃烧效率－磨损等的分析全部归结到分离器分离器作用的一般认识对分离效果的认识误区分离器作用的一般理解同时存在的对分离效果的认识误区－燃烧效率－磨损等的分析全部归结到分离器分离器作用的一般理解同时存在的对分离效果的认识误区循环流化床锅炉燃烧过程的描述气泡存在的客观性及必要性循环流化床锅炉燃烧过程的描述气泡存在的客观性及必要性颗粒循环的动力颗粒循环的动力循环流化床锅炉燃烧过程的分析气固两相流动过程循环流化床锅炉燃烧过程的分析气固两相流动过程循环流化床气固两相流分布特点循环流化床气固两相流分布特点分离器对燃烧过程的影响物料循环对床温的平衡作用－－ 低温回灰 中温回灰 高温回灰分离器对燃烧过程的影响物料循环对床温的平衡作用－－床料分析100-300m；4~6m/s；外加床料，多采用沙子或外加灰；少量的细粉燃料；新添入的和已经失效的脱硫剂；煤里自身的灰份。床料分析100-300m；4~6m/s；循环系统保存效率对于单一粒径颗粒均应有一个平衡关系Gin(i)=Gout(i)+F(i)E(i)*X(i)*(1-hi)=F(i)以夹带物料流为基,分离器效率为

hi

=1-F(i)/E(i)*X(i)定义排渣效率为:hoi=1-Gout(i)/E(i)*X(i)系统对物料i的保存效率为:hi=1-[Gout(i)+F(i)]/E(i)*X(i)=hoi+hi-1循环系统保存效率对于单一粒径颗粒均应有一个平衡关系分离器不同对飞灰粒径分布的影响分离器不同对飞灰粒径分布的影响飞灰及其中碳的形成过程分析飞灰及其中碳的形成过程分析循环流化床锅炉用的气固分离器颗粒尺寸与分离器

l

切割粒径

l

分级分离效率

l

总分离效率

l

粒径分布循环流化床锅炉用的气固分离器颗粒尺寸与分离器分离器对循环流化床锅炉燃烧效率的影响贫氧区的存在分离器对飞灰含碳量的影响分离器对循环流化床锅炉燃烧效率的影响贫氧区的存在分离器对飞灰燃烧中大颗粒失活过程－磨耗燃烧中大颗粒失活过程－磨耗循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率典型床温控制在850~900℃飞灰再循环

循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率分离器在循环流化床锅炉中的作用有最低要求－燃烧分布、传热、流动的需要分离器与燃烧效率的关系不同于鼓泡床循环流化床燃烧技术并非直接简单的循环燃烧分离器有重要的意义－但不宜过分强调在循环系统中，影响消耗量的因素不仅包括分离器，还依赖与其他部件、补充来料的性质分离器在循环流化床锅炉中的作用有最低要求－燃烧分布、传热、流循环流化床锅炉设计原理循环流化床锅炉设计原理一循环流化床锅炉设计的一般考虑炉型选择预备性计算锅炉效率计算脱硫计算及石灰石脱硫热效应和烟气量变化空气平衡计算燃料及石灰石计算一循环流化床锅炉设计的一般考虑炉型选择整体布置a-∏形

b-M形

c-倒背锅形

d-半塔形

e-改良∏形

f-紧凑型整体布置a-∏形b-M形c-倒背锅形d-半塔形e-改组成部分循环回路：炉膛气固分离器固体粒子回送装置外部热交换器。尾部烟道：再热器过热器省煤器

空气预热器组成部分循环回路：尾部烟道：效率估算1q2的计算石灰石脱硫对烟气量的影响过量空气系数2q3的考虑----03q4的计算---灰渣比/灰渣含碳量灰渣比----排渣份额Aar＋apz～100％石灰石脱硫对烟气量的影响4q5的计算---散热面积与温度-DIN5q6的计算---灰渣比/渣温Tpz=Tb-54oC6q7(脱硫热效应)的计算7q8(电机增益)的计算效率估算1q2的计算循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率典型床温控制在850~900℃飞灰再循环循环流化床锅炉的燃烧效率燃烧效率循环流化床锅炉的热风温度目的------降低排烟温度---锅炉效率循环流化床锅炉的热风温度目的------降低排烟温度---锅燃料及石灰石粒度要求燃料及石灰石粒度要求启动床料的要求启动床料的要求二炉膛设计空塔速度—5.0m/s—压力温度修正后高度---受热面布置/燃烧效率分离器数量-成双布置宽度深度比------1.8~2.2二炉膛设计空塔速度—5.0m/s—压力温度修正后炉膛形状炉膛形状底部设计-1底部设计-1底部设计-2底部设计-2循环流化床锅炉一次风比例 Vdaf(%)一次风比例 贫煤或无烟煤 <20~65(75)烟煤或褐煤 20~40 ~60 烟煤或褐煤 >40 ~50循环流化床锅炉一次风比例 Vdaf(布风板布风板风帽1风帽1风帽2风帽2燃烧室高度选择

燃烧室高度选择循环流化床锅炉燃烧室高度

循环流化床锅炉燃烧室高度水冷壁传热燃烧室受热面传热l

物料浓度-固体颗粒l

燃烧室的温度l

近壁区贴壁下降流l

粒径l

受热面的结构尺寸水冷壁传热燃烧室受热面传热水冷壁传热问题相同条件下 传热系数面积系数面积利用率51-75.2 153.6 94.099 98.1151-80 150.0 90.756 97.6851-100 143.9 80.278 100.2860-78 163.9 101.58 100.6160-80 161.6 100 10060-100 147.6 87.674 97.9360-105 145.9 85.326 98.26水冷壁传热问题相同条件下 传热系数面积系数面积利用率炉内受热面炉内受热面启动燃烧器－床上点火启动燃烧器－床上点火启动燃烧器－床下点火启动燃烧器－床下点火三循环系统的设计三循环系统的设计分离器1分离器1分离器2分离器2阀体的设计阀体的设计回灰点设计回灰点设计给煤点的选择给煤点的选择四对流受热面的设计烟气速度工质速度磨损--传热--积灰受热面的优化—错列/顺列四对流受热面的设计烟气速度对流受热面烟气流速范围

受热面名称 所处烟气温度 烟气速度过热器、再热器 700~900℃ 7.5~12m/s过热器、再热器 500~700℃ 6~9m/s 省煤器 450~600℃ 7~10m/s省煤器 300~450℃ 6~9m/s 空气预热器(空气走管内) 250~400℃ 6~10m/s空气预热器(空气走管内) 100~250℃ 6~9m/s 空气预热器(烟气走管内) 250~400℃ 7~13m/s空气预热器(烟气走管内) 100~250℃ 7~12m/s对流受热面烟气流速范围受热面名称 所处烟气温度 烟气速尾部受热面的传热尾部受热面的传热五分离器作用的分析鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的燃烧技术处于鼓泡床和气力输送燃烧之间五分离器作用的分析鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的燃烧技循环流化床

的内外循环

循环流化床

的内外循环循环流化床气固两相流性质物料浓度分布－－贴壁流形成浓度分布是有条件的－－分离器－－回送装置－－物料来源浓度分布是有意义的

循环流化床气固两相流性质物料浓度分布循环流化床燃烧技术的发展历程国外－Lurgi/Alhstrom/EVT/AEE/Alstom－FosterWheeler－DeutscheBabcock国内－大量的鼓泡床经验－带飞灰再燃的鼓泡床－误区------“鼓泡床拉拉长”循环流化床燃烧技术的发展历程国外发展经历决定了对分离器的理解高效分离－旋风分离器简易分离－高效补偿简易分离－无补偿----带埋管－改进型鼓泡床简易分离－无补偿－不带埋管----出力不足出力不足发展经历决定了对分离器的理解高效分离－旋风分离器分离器作用的一般认识对分离效果的认识误区－燃烧效率－磨损等的分析全部归结到分离器分离器作用的一般认识对分离效果的认识误区分离器作用的一般理解同时存在的对分离效果的认识误区－燃烧效率－磨损等的分析全部归结到分离器分离器作用的一般理解同时存在的对分离效果的认识误区循环流化床锅炉燃烧过程的描述气泡存在的客观性及必要性循环流化床锅炉燃烧过程的描述气泡存在的客观性及必要性颗粒循环的动力颗粒循环的动力循环流化床锅炉燃烧过程的分析气固两相流动过程循环流化床锅炉燃烧过程的分析气固两相流动过程循环流化床气固两相流分布特点循环流化床气固两相流分布特点分离器对燃烧过程的影响物料循环对床温的平衡作用－－ 低温回灰 中温回灰 高温回灰分离器对燃烧过程的影响物料循环对床温的平衡作用－－床料分析100-300m；4~6m/s；外加床料，多采用沙子或外加灰；少量的细粉燃料；新添入的和已经失效的脱硫剂；煤里自身的灰份。床料分析100-300m；4~6m/s；循环系统保存效率对于单一粒径颗粒均应有一个平衡关系Gin(i)=Go