PDF《循 环流 化 床锅 炉 的发展 现状 及前 景》

技I术广场科诺' 蠢 循环流化床锅炉的发展现状及前景 赫耀兰陈云飞(哈尔滨锅 炉厂有 限责任公 司, 黑龙江 哈 尔滨

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4 6 ) 摘要:循环流化床燃烧技术是 国际

2 O世纪8O年代在锅炉上得到成功应用的清洁煤 燃烧技 术.

提 高可靠性 、 经济性和 文明生产程度贯 穿了循 环流化床燃烧技 术的发展历 史.围绕分 离器的形式和整体布置 , 循环床 燃烧技 术已经历 了三代的发展 , 冷却型紧凑布置的循环床燃烧技术是 未来的 发展方 向. 关键词 : 循环流化床锅 炉;

分 离器;

发展方 向 引言 循环流化床锅炉( C F B ) 燃烧技 术是一项 近2O年来发展起来 的燃煤技术.它具有燃料适应 性广 、 燃烧 效率高 、 氮氧化物排 放低 、 负荷 调节 比大和负荷 调节快等 突出优点.主循环 回路是 循环流化床锅炉的关键 ,其主要作用是将大量 的高温 固体物料从气 流中分离 出来 ,送 回燃烧 室,以维持燃烧 室的稳定 的流态化状态 , 保证燃 料和脱硫剂多次循环 、 反复燃烧 和反应 , 以提高 燃烧效率和脱硫效率. 1循环流化床的发展现状 气 固分离器是 C F B系统 的核心部件之 一. 其之所 以关键 , 从运行机理上来讲 , 只有 当分离 器完成 了含尘气流 的气固分离并连续地 把收集 下来 的物料 回送至炉膛 , 实现灰平衡及热平衡 , 才能保证炉 内燃烧 的稳定 与高效 ;

就系统结构 而言 , 分离器设计 、 布置得是否合理直接关系着 锅炉 系统制 造、安装 、 运行 、 维修等各方 面的经 济性与可靠性.

1 . 1第一代循环 流化床燃烧技术――绝热 旋风分离循环流化床锅炉 德国Lurgl公司较 早 地开 发出了采 用保 温 、耐火及防磨材料砌装成筒身 的高温绝热式 旋 风分离器 的CFB锅 炉.分 离器入 口烟温 在850'U左右 . 应用绝热旋风筒作为分离器的循环 流化床锅炉称为第一代循环流化床锅炉.这种 分离器具有 相当好 的分离性能 ,使用这种分离 器的循环 流化床锅炉具有较高的性能. 据统计 , 目前除 中国大陆外 , 有的CFB全部 采用 了高温 绝热旋风分离器 ,但这种分离器也存在一些 问题,主要是旋 风简体 积庞 大,因而钢耗较 高,锅炉造 价高 , 占地较大 , 旋 风筒 内衬厚 、 耐火材料 及砌筑要求高 、 用量大 、 费用高 ;

启动 时间长 、 运行中易 出现故障 ;

密封和膨胀系统 复杂;

尤其 是 在燃用挥发份较低或活性较差的强后燃性煤 种时,旋风筒 内的燃烧导致分离后的物 料温度上 升 ,引起旋风筒 内或 回料腿 回料阀内的超温结 焦. C i r c o f l u i d的 中温 分离技 术在一 定程 度上 缓解了高温旋风筒 的问题 ,炉膛上部布置 了较 多数量的受热面 ,降低 了旋风筒入 口处 的烟气 温度和体积 , 旋风筒的体积和重量有所减小 , 因此相当程度上克服 了绝 热旋风筒技 术的缺 陷,使其运行 可靠性提高 ,但炉膛 上部布置有过热 器和高温省煤器等 , 需要采用塔式布置 , 炉膛 比 较高 , 钢耗量 大,使锅炉造价 提高. 同时 , 它的 C O排放及检 修问题在一定程 度上限制 了该 技术的发展.

1 . 2第二代 C F B燃烧技 术―― 水( 汽) 冷分 离循环流化床锅炉 为 保持绝热旋 风筒 循环流 化床锅 炉 的优 点 ,同时 有效地克服 该炉型的缺 陷,Foster―Wh e e l e r 公司设计出了堪称典 范的水( 汽) 冷旋风 分离器 . 应用水( 汽) 冷分离器的循环流化床锅炉 被称为第二代循环流化床锅炉.该 分离 器外壳 由水冷或汽冷管弯制 、 焊装而成 , 取消绝 热旋 风筒的高温绝热层 ,代之以受热面制成的曲面及 其 内侧布满销钉涂一层较薄厚度的高温耐磨浇 注料. 壳外侧 覆以一定 厚度 的保温层 , 内侧只敷 设 一薄层 防磨材料 . 水( 汽) 冷旋风筒可吸收一部 分热量 , 分离 器内物料温度不会上升 , 甚至略有 下降 , 较好地 解决了旋风筒 内侧防磨 问题 .

1 - 3水冷 方形分离 器 为克服汽冷旋 风筒制造 成本高 的问题 , 芬兰Ahlstrom公 司创 造性地 提出了 P y r o f l o w C o m― p a c t 设计构想 .P y r o f l o w C o mp a c t 循环床锅炉 采 用其独特专利技术 的方形分离器 ,分 离器的分 离机理与 圆形旋风筒本质上无差别 ,壳体仍采 用Fw式水( 汽) 冷管壁式 , 但 因简体为平面结构 而别具一格 . 这就是第 三代循环流化床锅炉 . 它 与常规循 环流化床 锅炉 的最大 区别是采用了方 形的气固分离装 置,分离器 的壁 面作为炉膛壁 面水循环系统的一 部分 ,因此 与炉膛之 间免 除 热膨胀节 .同时方形分 离器可紧贴炉膛布置从 而使整个循环床锅炉的体积大 为减少 ,布置 显 得十分紧凑 .此外 , 为防止磨损, 方形分 离器水 冷表面敷设 了一层薄的耐火层 ,这使得 分离器 起到传热表面 的作用 ,并使锅炉启动和冷却速 率加快 . 水冷或汽冷 的方形旋风分离器与不冷却 的 钢板卷成 的旋风筒制造成本基本相当 ,考虑到 前者所节 省的大量 的保温 和耐火材料 ,最终 的 实际成本有所下 降. 此外它还减少了散热损 失, 提高了锅炉效率. 另外由于保温厚度的减少 , 可 以提高启停速度 ,启停过 程中床料 的温 升速率 不再取决于耐火材料 ,而主要取决 于水 循环的 安全性 , 使得启停时间大大缩短. 2循环流化床锅炉的发展方向分析 A h l s t r o m公 司的方形分离器 紧凑 型设计推 出之后 , 立 即引起 了广泛 的重视 , 人们对该技术 一 直持观望态度 .但经过 5年 的多台锅炉运行 实践 ,已被人们 所接受 .F o s t e r w h e e l e r 公司 和Ahlstrom公司合并后 即将方形分 离器循环流化 床锅炉作为大型化方 向予 以重点发展 .时至今 日, F o s t e r Wh e e l e r 公 司采用 方形 分离器 技术 的 紧凑型循 环流化床 锅炉 已有

6 8 t / h至410t/h多 台锅 炉 成功 运行,150MW 机 组正 在建设中,300MW 和600MW 容量 的紧凑 布置 C F B已经 完成设计 .采用方形分离器的紧凑型布置循环 床锅炉 的市场份额逐年增加 . 3结论 采用第三代技术 的循环流化床锅炉除 了具 有常规循 环流 化床锅炉 的优点外 ,还具有结构 紧凑、 占地 面积小 、 钢耗量小 、 制造成本低 、 分离 器内无磨损等突出优点 ,因此第三代循环流 化 床锅炉将成为燃 烧技术 发展 的主流 ,并且 在大 型化方面将发挥其优势. 作 者简介 : 赫耀 兰(

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7 9 ~ ) , 男,汉族 , 辽宁 省瓦房 店市人 ,助理 工程 师,

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0 3年 毕业 于辽 宁工程技 术大学, 从事锅炉设计开发工作. 一15― 维普资讯 http://www.cqvip.com