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循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展走勢

發(fā)布時間:2015-08-08      新聞來源:中國鍋爐網(wǎng)

   

          引言循環(huán)流化床鍋爐化燃燒技術(shù)是項近20年來發(fā)展起來的燃煤技術(shù)。它具有燃料適應(yīng)性廣燃燒效率高氮氧化物排放低負荷調(diào)節(jié)比大和負荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點。自循環(huán)流化床燃燒技術(shù)出現(xiàn)以來,循環(huán)流化床鍋爐已在世界范圍內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用,大容量的循環(huán)流化床電站鍋爐已被發(fā)電行業(yè)所接受。世界上最大容量的25CMW循環(huán)流化床鍋爐已在1997年運投,多臺200 250界大容量循環(huán)流化床鍋爐已投產(chǎn)。我國集中于中型8的研制與開發(fā),目前已完全商業(yè)化。到1998年底,我國已投運及訂貨的351以下的循環(huán)流化床鍋爐共計約600臺,已開始走向電力市場,并且開始大型的研制工作。

  主循環(huán)回路是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵,其主要作用是將大量的高溫固體物料從氣流中分離出來,送回燃燒室,以維持燃燒室的穩(wěn)定的流態(tài)化狀態(tài),保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)反復(fù)燃燒和反應(yīng),以提高燃燒效率和脫硫效率。主循環(huán)回路不僅直接影響整個循環(huán)流化床鍋爐的總體設(shè)計系統(tǒng)布置,而且與其運行性能有直接關(guān)系。分離器是主循環(huán)回路的主要部件,因而人們通常把分離器的形式工作狀態(tài)作為循環(huán)流化床鍋爐的標志。

  1循環(huán)流化床的發(fā)展現(xiàn)狀氣固分離器是系統(tǒng)的核心部件之。

  其之所以關(guān)鍵,從運行機理上來講,只有當(dāng)分離器完成含塵氣流的氣固分離并連續(xù)地把收集下來的物料回送至爐膛,實現(xiàn)灰平衡及熱平衡,才能保證爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定與高效;就系統(tǒng)結(jié)構(gòu)而言,分離器設(shè)計布置得是否合理直接關(guān)系著鍋爐系統(tǒng)制造安裝運行維修等各方面的經(jīng)濟性與可靠性。雖然分離器是8必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié),但它又具有相對的獨立性和靈活性,在結(jié)構(gòu)與布置上回旋余地很大。從某種意義上講,8鍋爐燃燒技術(shù)計上的差異標志著不同的8技術(shù)流派。

  1.1第代循環(huán)流化床燃燒技術(shù)絕熱旋風(fēng)分離循環(huán)流化床鍋爐旋風(fēng)分離器在化工冶金等領(lǐng)域具有悠久的使用歷史,是比較成熟的氣固分離裝置,因此在,8領(lǐng)域應(yīng)用最多。

  德國由公司較早地開發(fā)了采用保溫耐火及防磨材料砌裝成筒身的高溫絕勢式旋風(fēng)分離器的,8鍋爐。分離器入口煙溫在850,左右。應(yīng)用絕熱旋風(fēng)筒作為分離器的循環(huán)流化床鍋爐稱為第代循環(huán)流化床鍋爐,目前已經(jīng)商業(yè)化。由公司人1公司以及由其技術(shù)轉(zhuǎn)移的3151ABBCEAEEEVT等公司設(shè)計制造的循環(huán)流化床鍋爐采用了此種形式。這種分離器具有相當(dāng)好的分離性能,使用這種分離器的循環(huán)流化床鍋爐具有較高的性能。據(jù)統(tǒng)計,目前除中國大陸外,有78的邙8全部采用了高溫絕勢旋分離器,但這種分離器也存在些問,主要是旋風(fēng)筒體積龐大,因而鋼耗較高,鍋爐造價高,占地較大,旋風(fēng)筒內(nèi)初厚耐火材料及砌筑要求高用量大費用高,1;啟動時間長運丁中易出現(xiàn)故障;密封和膨脹系統(tǒng)復(fù)雜;尤其是在燃用揮發(fā)份較低或活性較差的強后燃性煤種時,旋風(fēng)筒內(nèi)的燃燒導(dǎo)致分離后的物料溫度上升,引起旋風(fēng)內(nèi)或回料腿回料閥內(nèi)的超溫結(jié)焦。這些問在我國的實際生產(chǎn)條件下顯得更為突出。

  絕熱揎爺疾,1.2第代燃燒技術(shù)水汽冷分離循環(huán)流化床鍋爐為保持絕熱旋風(fēng)筒循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點,同時有效地克服該爐型的缺陷,而4,界60公司設(shè)計出了堪稱典范的水汽冷旋風(fēng)分離器,其結(jié)構(gòu)2.應(yīng)用水汽冷分離器的循環(huán)流化床鍋爐被稱為第代循環(huán)流化床鍋爐。該分離器外殼由水冷或汽冷管彎制焊接而成,取消絕熱旋風(fēng)筒的高溫絕熱層,代之以受熱面制成的曲面及其內(nèi)側(cè)布滿銷釘涂層較薄厚度的高溫耐磨澆注料。殼外側(cè)覆以定厚度的保溫層,內(nèi)側(cè)只敷設(shè)薄層防磨材料,3.水汽冷旋風(fēng)筒可吸收部分熱量,分離器內(nèi)物料溫度不會上升,甚至略有下降,較好地解決了旋風(fēng)筒內(nèi)側(cè)防磨問。

  該公司投運的循環(huán)流化床鍋爐從未發(fā)生回料系統(tǒng)結(jié)焦的問,也未發(fā)生旋風(fēng)筒內(nèi)磨損問,充分顯了其優(yōu)越性。這樣,高溫絕熱型旋風(fēng)分離循環(huán)床的優(yōu)點得以繼續(xù)發(fā)揮缺點則基本被克服。

  當(dāng)然,任何種設(shè)計都難以盡善盡美,F(xiàn)W式水汽冷旋風(fēng)分離器的問是制造工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本過高,缺乏市場競爭力,這使其商業(yè)競爭力下降,通用性和推廣價值受到了限制。

  為克服汽冷旋風(fēng)筒制造成本高的問,芬蘭人1由0,公司創(chuàng)造性地提出了巧界,狂31設(shè)計構(gòu)想,4是PyIofloWCompact型循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)簡。

   PyroflowCompact循環(huán)床鍋爐采用其獨特專利技術(shù)的方形分離器,分離器的分離機理與圓形旋風(fēng)筒本質(zhì)上無差別,殼體仍采用FW式水汽冷管壁式,但因筒體為平面結(jié)構(gòu)而別具格。這就是第代循環(huán)流化床鍋爐。它與常規(guī)循環(huán)流化床鍋爐的最大區(qū)別是采用了方形的氣固分離裝置,分離器的壁面作為爐膛臂面水循環(huán)系統(tǒng)的部分,因此與爐膛之間免除熱膨脹節(jié)。同時方形分離器可緊貼爐膛布置從而使整個循環(huán)床鍋爐的體積大為減少,布置顯得十分緊湊。此外,為防止磨損,方形分離器水冷面敷設(shè)了層薄的耐火層,這使得分離器起到傳熱面的作用,并使鍋爐啟動和冷卻速率加從國內(nèi)許多已投入運行的流化床鍋爐來看,普遍都存在有床內(nèi)的燃燒工況組織不好床溫偏高以及旋風(fēng)分離器內(nèi),和殘?zhí)己笕荚斐蓴?shù)十度甚至上百度溫升的現(xiàn)象,加上流化床中的結(jié)焦溫度比較低,因此結(jié)焦的可能在運行中始終是個很大的隱患。如果采用有冷卻的旋風(fēng)筒,分離器內(nèi)的溫度就可以得到控制,從而消除了結(jié)焦的危險。

      本有所下降。此外它還減少了散熱損失,提高了鍋爐效率。另外由于保溫厚度的減少,可以提高啟停速度,啟停過程中床料的溫升速率不再取決于耐火材料,而主要取決于水循環(huán)的安全性,使得啟停時間大大縮短。以臺高溫絕熱旋風(fēng)筒的751外鍋爐為例,米用兩根油槍床上點火,般設(shè)計每小時耗油量為600左右,啟動時間8以上,如果將分離器做成汽冷或水冷,只要23就足夠了,這樣每次啟動都可以節(jié)省2七的輕柴油。

  2循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展方向分析入00公司的方形分離器緊湊型設(shè)計推出之后,立即引起了廣泛的重視,人們對該技術(shù)直持觀望態(tài)度。但經(jīng)過5年的多臺鍋爐運行實踐,已被人們所接受,其標志為在1999年5月第15屆國際流化床燃燒會議上,該專利持有人1如,榮獲唯的人3瓦貢獻獎。08沾。枕1公司和入啦胃公司合并后即將方形分離器循環(huán)流化床鍋爐作為大型化方向予以重點發(fā)展。時至今日8406101公司米用方形分離器技術(shù)的緊湊型循環(huán)流化床鍋爐已有68兒至40兒多臺鍋爐成功運行,150界機組正在建設(shè)中,300麗和600界容量的緊湊布置,已經(jīng)完成設(shè)計。5給出了方形分離器循環(huán)流化床鍋爐單臺容量的發(fā)展歷史。采用方形分離器的緊湊型布置循環(huán)床鍋爐的市場份額逐年增加,該技術(shù)在08枕板卷成的旋風(fēng)筒制造成本基本相當(dāng),考慮到前者所節(jié)省的大量的保溫和耐火材料,最終的實際成占地面積小鋼耗量小制造成本低分離器內(nèi)無磨損等突出優(yōu)點,因此第代循環(huán)流化床鍋爐將成為燃燒技術(shù)發(fā)展的主流,并且在大型化方面將發(fā)揮其優(yōu)勢。


 

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