流化床锅炉20080219课件

流化床锅炉一、概述我国研究开发沸腾燃烧锅炉始于六十年代，至今已有三十年的发展历史，研制沸腾锅炉有两个主要目的，一是能向炉内添加脱硫剂进行脱硫和吹加二次风进行富氧燃烧，有效地降低烟气中SOX和NOX的排放，具有显著的环保效益，二是沸腾床燃烧的燃料是适用性极好的，可以燃用常规锅炉所不能燃烧的劣质燃料，为充分利用低值能源开辟了新的途径，具有显著的节能效益。二、流化床燃烧（一）流态化原理流态化经历的几种不同状态，是以不同流化速度（指床层中的空截面流速）下的床层阻力特性为特征的。当床层中的空截面流速（流化速度）大于临界流化速度时，床层膨胀，空隙率增加，所以单位床层高度的压降呈下降趋势。3.湍流床状态当流化速度增大到足够高时，腾涌状态结束，床层压力波动减小并趋于比较平稳，流化床进入湍流床状态。其主要特征在于，床层中气泡相的尺寸不再随气速的增加而聚合长大，只是不断增多气泡的数量和分布密度。床层界面模糊，炉内形成上部颗粒浓度小的稀相区和下部颗粒浓度大的密相区。湍流床和鼓泡床状态下，其流化速度都处临界流化速度和颗粒带出速度的范围内。4.快速床状态当流化速度大于颗粒带出速度后，大量颗粒被带出燃烧室，并随着气流速度的增加，颗粒带出量增大，可以说颗粒和气流全部充满了整个炉膛空间。流化床中已不存在定型的气泡相，只是部分颗粒均匀分布在气流中形成稀的连续相，其余颗粒呈絮团状悬浮在连续的稀相中，炉膛上部和下部的颗粒浓度差别显著减少。上部为浓度均匀的稀相区，下部为密相区，密相区中心部分为气固两相垂直向上流动，四周环形区为向下反流。为了维持快速床状态，必须把带出的颗粒收集起来，再送回快速床内循环运动，这就是循环流化床。在循环流化床锅炉中，把单位时间内循环颗粒的质量与燃料消耗量的比值称为循环倍率。三、流化床结构流化床锅炉燃烧设备主要由炉膛、布风装置和风室组成，对循环床锅炉，还有分离器和回料装置两大部分。1.炉膛

中国流化床锅炉的炉膛结构形状主要有倒锥型和柱体型两种。见下图。2.布风装置

中国流化床锅炉采用布风装置有风帽型和密孔板型两种，其中采用最多的是风帽型。见下图。（a）带有帽头的大风帽；（b）带有帽头的小风帽；（c）无帽头的大风帽；（d）无帽头的小风帽（a）（b）（c）（d）布风板、风帽、隔热层和风室组合结构2.回料装置

回料装置中最重要的部件是回料阀，有四种基本型式，回料装置的任务是把分离器收集下来的飞灰颗粒送入炉膛循环燃烧，同时要防止炉膛的烟气经回料装置短路进入分离器。A、L阀回料器B、J阀回料器C、U阀回料器D、流化床式阀各种阀见右图（a）L阀回料器；（b）J阀回料器；（c）U阀回料器；（d）流化床式阀a—流化空气；b—回料进入燃烧室；C—来自分离器的颗粒；t—输送风；L—料脚主管（a）圆筒形旋风分离器；（b）矩形筒旋风分离器；（c）下排气口旋风分离器1—气固两相流进口；2—上排气口；3—园筒体；4—矩形断面筒体；5—下排气口；6—排灰口五、流化床锅炉受热面燃煤电站锅炉烟、风、汽水系统图(a)光管；(b)鳍片管焊成的膜式水冷壁；(c)用边钢焊成的膜式水冷壁炉膛水冷壁管的型式蒸发受热面循环回路示意图自然循环锅炉蒸发受热面水冷壁六、循环流化床锅炉的工作原理

煤质变化或加入石灰石均会改变炉内热平衡，故燃用不同煤种的循环流化床锅炉在设计及运行方面都有不同程度的差异。循环流化床锅炉在煤种变化时，会对运行调节带来影响。试验表明，各种煤种的燃尽率差别极大，在更换煤种时，必须重新调节分段送风和床温，使燃烧室适应新的煤种。

加入石灰石的目的，是为了在炉内进行脱硫。石灰石的主要化学成份是CaO,而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等，若直接通过烟囱排入大气层，必然会造成污染。加入石灰石后，石灰石中的CaO与烟气中的SO2、SO3等起化学反应，生成固态的CaSO3

、CaSO4（即石膏），从而减少了空气中的硫酸类的酸性气体的污染。另外，由于流化床锅炉的燃烧温度被控制在800～900℃范围内，煤粉燃烧后产生的NOx气体也会大大减少硝酸类酸性气体。七、循环流化床的特点1.循环流化床和鼓泡床的主要区别是在炉膛出口处安装一个高效分离器，将被气流带出炉膛的颗粒分离出来，通过回料装置再将其送回至炉膛底部，以提高燃烧效率，并保持炉内床料总量不变。2.由于粒子团的沉降和边壁效应，循环流化床中气固流动形成近炉壁处很浓的粒子团以旋

循环流化床锅炉系统图八、常见故障处理（一）燃烧室结焦

燃烧室结焦是循环流化床锅炉最常见的故障之一。结焦的原因较多，如何及早发现，及时进行处理，是确保锅炉正常运行的关键。1.现象a）流化室所有温度指标超过1000℃，炉膛中、上部烟温及烟道烟温均大幅上升；b）在风机风门开度未变情况下，风室压力增高，一次风机电流指示大幅摆动，然后骤然降低到正常时的30％～40%，一次风量指示降低50％以上；c）引风机电流减少；d）从流化室观察孔看到，炉内流化情况恶劣，局部或大面积火焰呈白色；在未增加给煤量时，负荷却骤然增加。氧量指示降低，甚至降为0，炉膛压差消失；e）分离器及返料器温度均升至1000℃以上；f）放灰、渣困难，甚至排不出渣；g）结焦严重时，风道及风室明显振动。2.原因a）一次风机故障，风量骤然减少，造成煤在燃烧室中无法充分沸腾，流化不良或完全不流化；b）加入煤过多，而给风量较小，风煤比例不当；c）给煤机超速，造成给煤过多；d）风帽损坏造成局部物料不流化，结焦面积扩大；e）给煤颗粒太大，燃烧室内流化困难，炉床存在局部死区；f）料层太厚，未及时放灰。3.处理a）停止引风机运行，切断风系统，使燃烧室物料处于缺氧状态，防止床温继续上升；2.原因a）引风电机故障，转速不够；b）引风机控制门叶片脱落，或控制门电动执行器故障；c）由于锅炉采用水膜除尘，除尘塔进口烟尘容易堆积造成严重堵塞；d）烟囱清灰不及时造成堵塞；引风机故障；炉墙开裂密封性较差。3.处理a）设备故障引起的炉膛负压不良，判断比较直观，有针对性的处理即可；b）如遇堵塞故障或炉墙密封不严，则需采取逐一判断的方法，开启引风机，从除尘塔检查孔检查有无正常引风，如引风较小，则烟囱口堵塞的可能性较大，反之，除尘塔进口堵塞的可能性较大，在使用中，除尘塔进口堵塞的频率较高。（三）反料终止1.现象a）带负荷困难，采取种种措施仅能保持额定负荷的20％左右；b）床温难以控制，稍增给煤，床温上升很快，难以稳定；c）炉膛负压下降，甚至为0；d）返料温度由800～850℃，降至750℃以下。旋风返料器放灰困难或放不出灰。2.原因a）旋风分离器下部返料器布风板上有异物；b）布风板上风帽堵塞、损坏或脱落；c）流化风风门未打开；d）炉内超温，固体颗粒在返料器处超温结焦。3.处理a）压火后，打开返料器的检查门；b）对返料器进行检查，若有异物或焦块，用工具打碎并将其取出，打开渣管将灰全部放掉；c）对布风板和风帽进行检查，有变形和堵塞及时进行处理。（四）锅炉突然灭火1.现象a）流化室温度骤然下降；b）各点烟温均大幅下降；c）从流化室观察孔看到物料层呈暗色或发黑无