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            ● 循環流化床介紹

            來源:恒日能轉載CHINAPOWER 作者:Herino轉載 時間:2008-06-30 Tag: 點擊:
                我國是世界上少數幾個以煤為主要能源的國家之一,目前每年煤炭消費量約12億噸,其中80%通過燃燒被利用。然而,燃燒設備陳舊、效率低、排放無控制造成了能源和環境污染嚴重,能源節約與環境保護已成為現有燃煤技術所需解決的主要問題。因此,尋求一種高效、低污染燃燒技術,開發新的燃燒設備成為當務之急。

            循環流化床燃燒(CFBC)技術作為一種新型成熟的高效低污染清潔煤技術,具有許多其它燃燒方式沒有的優點。
            1) 循環流化床(CFB)屬于低溫燃燒,因此氮氧化物排放遠低于煤粉爐,僅為200ppm左右,并可實現在燃燒過程中直接脫硫,脫硫效率高且技術設備經濟簡單,其脫硫的初投資及運行費用遠低于煤粉爐加煙氣脫硫(PC+FCD)。以130t/h、220t/h、410t/h循環流化床鍋爐測算(按年運行5000小時、脫硫效率80%),每臺鍋爐每年可分別燃用劣質煤12萬噸、19萬噸、35萬噸;減排二氧化硫2784噸、4560噸、8502噸;節約脫硫費用分別為222萬元、364萬元、680萬元,而且減少了大量劣質煤的占地問題。
            2) 燃料適應性廣且燃燒效率高,特別適合于低熱值劣質煤。
            3) 排出的灰渣活性好,易于實現綜合利用,無二次灰渣污染。
            4) 負荷調節范圍大,低負荷可降到滿負荷的30%左右。
                  在我國目前環保要求日益嚴格,電廠負荷調節范圍較大、煤種多變、原煤直接燃燒比例高、 國民經濟發展水平不平衡、燃煤與環保的矛盾日益突出的情況下,循環流化床鍋爐已成首選的高效低污染的新型燃燒技術。
                  雖然循環流化鍋爐以其獨特的優點在國內外都得到了極大的發展,但要完全發揮其優勢,必須走產業化和大型化的道路,開發制造具有我國自主知識產權的大型循環流化鍋爐,并在容量上盡快達到與煤粉爐相當的水平。一旦這項新技術實現了大型化和國內的產業化,就能切實地體現其重大的經濟效益、社會效益和環境效益。

            循環流化床鍋爐的技術特點

            1、燃料適應性廣
            由于大量灰粒子的穩定循環,新加入循環流化床鍋爐的燃料(煤)將只占床料的很小份額。由于循環流化床的特殊流體動力特性,使其中的質量和熱量交換非常充分。這就為新加入燃料的預熱、著火創造了十分有利的條件。而未燃盡的煤粒子通過多次循環既可增加其爐內停留時間又可多次參與床層中劇烈的質量和熱量交換,十分有利于其燃盡。這就使循環流化床鍋爐不僅可高效燃用煙煤、褐煤等易燃煤種,同樣可高效燃用無煙煤等難燃煤種,還可高效燃用各種低熱值、高灰分或高水分的矸石、固體垃圾等廢棄物。
            2、截面熱強度高
            同樣由于流化床中劇烈的質量和熱量交換,不僅使燃燒過程能在較小截面內完成,還使爐膛內床層和煙氣流與水冷壁之間的傳熱效率也大大增加。這就使循環流化床鍋爐的爐膛截面和容積可小于同容量的鏈條爐,沸騰床鍋爐甚至煤粉爐。 這一點對現有鍋爐的改造尤其具有現實意義。
            3、污染物排放少
            可利用脫硫劑進行爐內高效脫硫是循環流化床鍋的突出優點。常用的脫硫劑是石灰石。通常循環流化床鍋爐的床溫保持在800-1000oC之間,過高可能因床內產生焦、渣塊而破壞正常流化工況,過低則難以保證必要的燃燒溫度。而這一區間正是脫硫反應效率最高的溫度區間。因而在適當的鈣硫比和石灰石粒度下,可獲得高達80%--90%的脫硫率。同樣由于較低的燃燒溫度,加以分級送風,使循環流化床鍋爐燃燒時產生的氮氧化物也遠低于煤粉爐。這樣,燃煤循環流化床鍋爐的二氧化硫和氮氧化物排放量都遠低于不加煙氣脫硫的煤粉爐,可輕易地控制到低于標準允許排放量的水平。
            4、鍋爐負荷適應性好
            循環流化床鍋爐中床料絕大部分是高溫循環灰,這就為新加入燃料的迅速著火和燃燒提供了穩定的熱源。因而循環流化床鍋爐的負荷可以很低,如額定負荷的30%左右,無需輔助的液體燃料,也不會發生煤粉爐難于保持正常燃燒甚至熄火的情況。 由于同樣原因, 循環流化床鍋爐能夠適應負荷的快速變化。
            5、燃料制備系統相對簡單
            循環流化床鍋爐無需煤粉爐的復雜的制粉系統,只需簡單的干燥及破碎裝置即可滿足燃燒要求。另一方面,與循環流化床鍋爐相比,鏈條爐雖一般不需燃料制備裝置,但其燃燒效率一般很低。為保證燃料在鏈條爐排上的高效燃燒,燃料顆粒必須很均勻,這樣的燃料制備裝置同樣會比循環流化床鍋爐的復雜。
            6、若干缺點或問題
                 在具有眾多優點的同時,循環流化床鍋爐也有一些缺點或問題。主要是: 煙-風系統阻力較高,風機用電量大。這是因為送風系統的布風板及床層遠大于煤粉爐及鏈條爐的送風阻力,而煙氣系統中又增加了氣固分離器的阻力。 受熱面磨損問題比較嚴重,可能成為影響鍋爐長期連續運行的重要原因。這是因為煙氣流中含塵濃度很高,因而可能對爐膛水冷壁和氣固分離器造成嚴重磨損。若分離器效率不高或運行不正常,還將引起對流受熱面的嚴重磨損。 對輔助設備要求較高。某些輔助設備,如冷渣器或高壓風機的性能或運行問題都可能嚴重影響鍋爐的正常安全運行。
                  上述問題在循環流化床鍋爐的發展過程中大多已經得到較好的解決。如適當的 爐膛設計可完全避免水冷壁的磨損;正確選擇和設計分離器,既可保證很高的分離效率也能避免自身的磨損;而冷渣器和高壓風機等主要輔助設備隨著循環流化床鍋爐的發展,也都有了成熟的產品。風機問題則是單就煙-風系統阻力而言。如果考慮到煤粉爐需要復雜的制粉系統而鏈條爐效率低且無脫硫效果,則風機用電量的少量增加是完全可以接受的。
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