循环流化床锅炉论文范文第1篇
摘要：循环流化床锅炉具有诸多优点，如对入炉煤种的适应性很好、煤炭燃烧效率高、排出的废弃废物数量少、对负荷的调节性能很好等等；但是，一旦炉内出现严重磨损，将会影响整个系统的高效与安全运行。本文首先对循环流化床锅炉的工作流程进行了简单的介绍；第二部分，从多个角度对炉内磨损的原因进行了深入分析；最后，根据磨损原因对循环流化床锅炉炉内防磨技术进行了细致的研究。
关键词：循环流化床；锅炉；水冷壁；防磨技术
一、循环流化床锅炉的工作流程
目前，循环流化床锅炉技术是新研发的用于燃烧的一种技术，这种技术与室燃炉和层燃炉二者均有相似之处。在循环流化床锅炉中，像室燃炉似的，其内煤炭煤粒的燃烧悬浮在炉内，又与层燃炉同样在炉排稳固燃烧。当前我国用于燃烧劣质煤炭的沸腾锅炉数量过千，由于这些锅炉在工作过程中烟气上升的速度很快，大量尚未燃烧或燃烧不完全的煤粒随着烟气上升，造成资源的大量浪费，燃烧效率降低。流化床内设置了很多埋管受热面，从其工作流程来看，沸腾层的煤粒运动十分剧烈，同时在高温作用下，埋管受热面以及整个炉内受热面的磨损情况十分严重，炉内埋管受热面的寿命一般仅六个月，锅炉利用率很低。
循环流化床锅炉在燃烧过程中，避免了这一现象。循环流化床的床层是粒状物构成的，而且其内设置了布风板，可以保证空气均量匀速进入密相区，这样燃料层产生沸腾，绝大部分的煤粒在流化床内燃烧放热。但是同样的，其内煤粒的剧烈运动加上高温、硫化等方面的综合作用，会导致炉内磨损严重，造成循环流化床锅炉的工作效率下降。
二、循环流化床锅炉炉内磨损及原因分析
（一）循环流化床锅炉炉内磨损的部位
1.炉膛磨损
在循环流化床锅炉的炉膛浓相区特别是四个角，其受热面管束是锅炉工作过程中受磨损最多的地方，在每次进行停炉修检中，都有0.5毫米左右的磨损。
2.水冷壁各处的磨损
首先，炉膛浓相区浇注材料与垂直水冷壁管交接的地方。在锅炉工作过程中，炉内沸腾层的物料呈现旋转和上升趋势，而沿炉膛壁面向下流的物料与其运动方向恰巧相反，这样就会有“漩涡”产生，在重力作用下，炉膛内部的缓冲区域多为大的燃烧颗粒，小颗粒较少，这样就会对炉膛浓相区浇注材料与垂直水冷壁管交接处产生很严重的磨损。
其次，在各炉膛出口地方设有烟道，此处截面变小，炉膛上流的烟气流速加快、浓度增倍，与此同时，炉膛出口处积累的烟灰会阻碍烟气的正常流动，这样就增大了炉膛出口处水冷壁的磨损程度。另外，在二次风口地方水冷壁壁管磨损容易产生爆管现象，很容易危及到这个工作的安全；由于在密封盒安装过程中存在质量问题，在高强度磨损下，炉后墙的密封盒水冷壁也会产生爆管危险。
（二）循环流化床锅炉炉内磨损的原因分析
1.锅炉设计
锅炉如何设计，对于锅炉工作过程中的受力部位与烟气流动影响很大，从当前锅炉设计来看，水冷壁和炉膛是锅炉内部磨损最为严重的部分。
2.烟气颗粒浓度
循环流化床锅炉在运行过程中，所加入的煤炭燃烧颗粒数量越多，则表明其浓度越大，这样对炉内受热面的冲击力越高，对炉内的磨损就会越严重。
3.烟气颗粒流速
烟气颗粒的流速越高，对锅炉内壁的冲击就越大，磨损程度越高.
4.燃烧煤粒性质
燃烧煤种的颗粒硬度越高，灰分级别越大，在工作过程中对锅炉内壁的切削作用越大，对锅炉的磨损程度也会增大。
5.耐磨材料脱落
循环流化床锅炉使用的煤种含硫量较高，灰分浓度大，烟气流速高，因此在锅炉内壁上都敷设了耐火耐磨的材料。但是，在较长时间后，由于燃烧颗粒的循环流动，内壁材料与煤粉物质的的相互作用，内壁上的耐磨耐高温材料就会剥落，严重影响锅炉的正常工作。
三、循环流化床锅炉的炉内防磨技术介绍
（一）循环流化床锅炉的炉内防磨遵循的两大原则
对循环流化床锅炉冷水壁采取防磨措施，要遵循“主动防磨”与“被动防磨”相结合的方式。一方面，对进入炉内物料的颗粒大小、烟气浓度和烟气流速进行严格控制，采用合理手段，优化运行参数，保证锅炉内部燃烧特性，实现运行过程的“主动防磨”。另一方面，优化锅炉设计，改善施工工艺，对炉膛浓相区浇注材料与垂直水冷壁管交接处等水冷壁的受力较多的部位进行优化，选用性能好的防磨材料等。
（二）锅炉设计过程的防磨技术研究
在锅炉设计中，可以从以下几个方面考虑，加强锅炉炉内的防磨措施。
1.在炉膛底部的浓相区水冷壁、二次风口地方水冷壁壁管、炉膛出口处水冷壁和炉后墙的密封盒水冷壁等磨损较严重的部位敷设强力耐磨耐火可塑料。
2.由于水冷壁与过热器采用垂直的布局方式，它们也处于浓相区，可以在其下穿墙通过销钉与增加耐磨材料相结合的方式共同减轻磨损。
3.在炉内水冷壁、回料口、二次风口等浓相区与稀相区交界处，可以采用销钉密集焊接同时利用防磨材料相结合，在防磨材料端处附近管子上加防磨盖板。
4.加设金属材质的防磨盖板。在锅炉设计中，防磨盖板是防磨措施之一，为了减少磨损，可以采用金属等高强度的较厚防磨盖板。
（三）检修和运行调整方面所采取的措施
1.降低烟气的流速和浓度
烟气浓度高低与炉内燃烧煤粒的大小有很大关系，因此要对进入炉内的燃烧物的颗粒大小和质量进行严格把控，避免烟气密度过大增加对炉内的磨损。在对磨损部位进行检查时，要根据磨损实际情况，对该处增加防磨涂料的面积和厚度。
2.降低炉内压差和流速
在锅炉工作过程中，通过各种方式降低烟气的流动速度，也就是降低风速。在风速控制中，关键是一次风量的控制，可以在保证最高燃烧效率的同时最大限度地降低一次风量。因为上层的二次风量主要作用是为燃料提供足够的氧气，下层的二次风量主要对循环物料的数量产生影响；所以，可以根据可燃物和炉膛出口的氧量进行控制，减小一次风量，适当增加二次风量。在运行过程中，还可以尽量降低炉膛出口的负压，来降低风速。
3.利用降低磨损的燃料
锅炉运行过程中，对炉内磨损的主要物质是煤粒，因此可以适量添加颗粒较小、质地较软的煤泥等燃料，降低燃料对炉内的磨损。
（四）金属表面热喷涂技术加强炉内防磨
循环流化床锅炉的炉内防磨技术非常重要，防磨技术需要与防磨涂料二者相结合，才能实现最好的防磨效益。
对于防磨材料的选择，要注意其是否适合循环流化床锅炉，还要注意防磨材料的硬度，笔者建议采用金属表面的热喷涂技术。原因有二：其一，该种技术中采用的防磨涂料硬度足够大，可以承受住比以往更多次数的煤粒磨损；其二，也是更为重要的一个方面，这种涂料在高温作用下，可以与煤炭中的硫等化学物质产生作用，生成密度、硬度和稳定性更好的氧化层。
当前，很多循环流化床锅炉厂家多采用一种新的技术，也就是“超音速电弧防磨喷涂技术”。这种技术将高温电弧作为热量来源，在高温环境下将金属材料融化并高速雾化，然后快速喷涂到锅炉内炉壁，该技术喷涂速率高，涂层的化学成分硬度容易调整，比较适用于大面积的耐磨部件的喷涂。
结论：
在对循环流化床锅炉炉内防磨技术进行探讨之前，我们首先要弄清炉内磨损的原因，搞清原因之后，我们可以考虑从以下几个方面加强锅炉炉内的防磨：遵循循环流化床锅炉的炉内防磨的两大原则；锅炉设计过程的防磨技术研究；检修和运行调整方面所采取的措施；金属表面热喷涂技术加强炉内防磨。
参考文献
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循环流化床锅炉论文范文第2篇
循环流化床锅炉技术是近几十年来迅速发展起来的一项高效低污染清洁燃煤技术。现根据我国近几年来出版的关于循环流化床锅炉理论设计与运行中有关循环流化床锅炉的原理、特点、启动和运行等方面的情况介绍如下：
一、循环流化床锅炉的工作原理：
(一)
流态化过程：
当流体向上流动流过颗粒床层时，其运行状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触面维持它的空间位置。相反地，在失去了以前的机械支承后，每个颗粒可在床层中自由运动;就整个床层面言，具有了许多类似流体的性质。这种状态就被称为流态化。颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。 流化床类似流体的性质主要有以下几点
(1)在任一高度的静止近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。 (2)无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状;
(3)床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出;
(4)密度高于床层表观察的物体化床内会下沉，密度小的物体会浮在床面上; (5)床内颗粒混合良好，颗粒均匀分散于床层中，称之为“散式”流态化。因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。而一般的气、固体态化，气体并不均匀地流过颗粒床层。一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒则被分成群体作湍流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，因此这种流态化称之为“聚式”流态化。
煤的燃烧过程是一个气、固流态化过程。
二、循环流化床的原理和特点：
循环流化床在不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态也不同。随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固体床、鼓泡流化床、湍流流化床和气力输送状态。循环流化床的上升阶段通常运行在快速流化床状态下，快速流化床流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的，此时，固体燃料被速度大于单颗燃料的终端速度的气流所流化，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。颗粒团向各个方向运动，而且不断形成和解体，在这种流体状态下气流还可携带一定数量的大颗粒，尽管其终端速度远大于截平均气速。这种气、固运行方式中，存在较大的气、固两相速度差，即相对速度，循环流化床由快速流化床(上升段)气、固燃料分离装置和固体燃料回送装置所组成。 循环流化床的特点可纳如下：
(1)不再有鼓泡流化床那样的界面，固体颗粒充满整个上升段空间。 (2)有强力的燃料返混，颗粒团不断形成和解体，并向各个方面运行。 (3)颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空隙率和颗粒循环流量有关。 (4)运行流化速度为鼓泡流化床的2-3倍。
(5)床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而变化。 (6)颗粒横向混合良好。
(7)强烈的颗粒返混，颗粒的外部循环和良好的横向混合，使得整个上升段内温度分布均匀。 (8)通过改变上升段内的存料量，燃料在床内的停留时间可在几分钟到数子时范围内调节。
(9)流化气体的整体性状呈塞状流。
(10)流化气体根据需要可在反应器的不同高度加入。
三、流化床燃料设备的主要类型：
流化床操作起初主要用在化工领域，自60年代开始，流化床被用于煤的燃料，并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧(层燃)，流化床燃烧和悬浮燃烧(煤粉燃烧)。
流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展，目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，愈来愈得到人们的重视。
流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉，和循环流化床锅炉，按工作条件分又可分为常压和增压流化床锅炉，这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉，常压循环流化床锅炉，增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。
(四)循环流化床锅炉的特点： (1)循环流化床锅炉的工作条件： 项目 温度(℃) 数值
项目
数值 11-12 850-950
床层压降KPa 流化速度(m/s)
4-6 炉内颗粒浓度kg/m3 150-600 床料粒度(μm)
100-700 床料密度(kg/m3) 1800-2600 燃料粒度(mm) <12
炉膛上部
10-40 Ca/s 摩尔比
壁面传
1.5-4 210-250 脱硫剂粒度(mm) 1左右 (2)循环流化床锅炉的特点：
循环流化床锅炉可分为两个部份，第一部份由炉膛(块速流化床)气，固物料分离设备，固体物料再循环设备，(旋风份离器)等组成，上述部分形成了一个固体物料循环回路。第二部份为对流烟道，布置有过热器，再热器，省煤器和空气予热器等。
典型循环流化床锅炉燃烧系统，燃烧所需的
一、二次风分别从炉膛的底部和炉膛侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置水冷壁，用于吸收燃料所产生的部分热量，由气流带出炉膛的固体物料在气、固体分离装置中被收集并通过返料装置返回炉膛再燃烧 循环流化床燃烧锅炉的基本特点：可概括以下：
1、低温的动力控制燃烧：
循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运行的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程，同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，将这部分颗粒送回炉内再次参予燃烧过程，反复循环地组织燃烧。显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了，在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850℃左右，这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平(一般1300-1400℃)，并低于一般煤的灰烤点(1200-1400℃)，这就免去了灰熔化带来的种种烦恼。
这种低温燃烧方式好处较多，炉内结渣，及碱金属，析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须用很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化合物生成量低。并可与炉内组织廉价而高效的脱硫工艺。从燃烧反应动力学角度看，循环流化床锅炉内的燃烧反应控制在动力燃烧区(或过渡区)内。由于循环流化床锅炉内相对来说燃烧温度不高，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种状况下的燃烧速率主要取决于化学反应速率，也就决定于燃烧温度水平，面燃烧物理因素不再是控制燃烧速率的主导因素，循环流化床锅炉内燃料燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃烧率可达98-99%以上。
2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程：
循环流化床锅炉内的固体物料(包括燃料残炭，脱硫剂和惰性床料等)经由炉膛，分离器和返料装置所组成的外循环。同时，循环流化床锅炉内的物料参于炉内、外两种循环运行。整个燃烧过程的及脱硫过程都是在这两种形式的循环运行的动态过程中逐步完成的。
3、高强度的热量、质量和运行传递过程：
在循环流化床锅炉中，大量的固体物料化强烈湍流下通过炉膛，通过人为操作可改变物料循环量，并可改变炉内物料的分布规律，以适应不同的燃烧工况，在这种组织方式下，炉内的热量、质量和动量传递是十分强烈的，这就使整个炉膛高度的温度分布均匀，实践也充分证实际这一点。
4、循环流化床锅炉与其它炉型相比较：
一般固体燃料的燃烧可分为：层燃、流化床燃烧和紧浮燃烧，流化床燃烧又可分为鼓泡流化床和循环流化床燃烧。为了解循环流化床锅炉的优点以及需要进一步研究解决的问题，有必要对循环流化床锅炉与其他炉型炉进行比较。 (1)燃烧过程的比较： 特征
层燃炉 循环流化床 悬物燃烧炉
0.02-0.08 15-30
向上
50-100 燃料颗粒平均直径(mm) <300
0.05-0.1
燃料室区域风速(m/s) 固体运行状态
1-3
3-12
静止 大部份向上部分向下
50-150
100-250 床层与受热面传热系数w.m2.k 磨损
(2)脱硫过程的比较：
小 中 较小
煤粉炉的喷钙脱硫是将钙基脱硫剂(如石灰石、白方石或消石灰)直接喷入炉内，在高温下脱硫剂大段烧进行如下反应： 500℃-900℃
CaCO3
CaO(S)+ CO2(g) 500℃-900℃
MgCO3•(OH2)
CaO(S)+ MgO(S)+2 CO2(g) 500℃-900℃
Ca(OH2)
Ca0(S)+ H2O(g)1 在通常燃烧温度下，燃烧过程在不到200ms的时间内就基本完成了(脱硫剂粒径为10μm左右)，脱硫剂燃烧后形成多孔的氧化钙颗粒，一旦脱硫剂燃烧生成CaCO，它就和反应成硫酸钙
2CaO(S)+ SO2(g)+
O2(g)
CaSO4(S)
据煤粉炉喷钙试验，最佳喷入温度为1100℃左右，石灰石粒度在8-10μm之间脱硫效率较佳，脱硫剂的利用率一般为20%，脱硫效率为50%。而循环硫化床锅炉的燃烧脱硫过程是将脱硫剂(石灰或白方石)送入炉内，然后与燃烧生成的二氧化硫气体反应，达到脱硫目的。与煤粉炉一样，脱硫剂进入循环流化床锅炉后大段烧形成氧化钙，氧化钙再与二氧化硫气体反应。 在循环流化床锅炉中，由于独特的设计和运行条件，整个循环流化床锅炉的主循环回路运行在脱硫的最佳温度范围内(850-900℃)。同时由于固体物料在炉内、外循环(通过分离装置和回送装置)脱硫剂在炉内的停留时间大大延长，通常平均停留时间可达数十分钟。此外，炉内强烈的湍流混合也十分有利于循环流化床锅炉燃烧脱硫过程在Ca/S为1.5-2.5时，脱硫效率通常可达90%，脱硫剂利用率可达50%，将比煤粉脱硫效果提高一倍。 (3)各种形式锅炉主要技术经济指标的比较： 锅炉型号
主要技术经济指标YG-35/39-M3循环流化床炉 BG-35/39-M煤粉炉L-35/39-W/I链条炉 锅炉实际热效率(%) 燃料种类
低位发热量(KJ/kg) 锅炉耗煤量(kg/h) 锅炉耗标煤(kg/h) 辅机耗电总容量(KW)
87.8
87.96 贫煤
21736 4959
3684 470
贫煤
50
贫煤
22003
21736 4883
3677 587.1 235
4218
109.25
8707 6468 362.3 145 6613 188.94 88.1 大 单一煤种 简单 86.59 辅机耗电总容量折标煤(kg)
100 总耗标煤(kg/h) 每吨汽耗标煤(kg)
燃烧效率(%) 负荷调节范围 对煤种变化的适应性
3872 110.69
98-99
98-99 较大 适应广
小 较单一煤种
高 97 操作维护水平
一般
锅炉设备费(本体)(万元)
82.68 系统投资费(万元) 锅炉钢材耗量(吨) 二氧化硫排放量 二氧化氮排放量 飞灰排放量
245 157 加石灰石可脱硫
生成少 较大
400 165 全部排放
生成多
大
200.7 186 全部排放 生成较多 小
注：锅炉投资按90年代初估价 循环硫化床锅炉与其他型式锅炉比较 锅炉特性
床高或燃料燃烧区高度m 截面风速m/s 过剩空气系数 截面热负荷MW/M2 煤的粒度过mm 负荷调节比 燃烧效率% NO2排放PPM 炉内脱硫效率
链条炉
煤粉炉
循环硫化床炉
27-45 4-6
1.15-1.3
4-6
0.2
15-40 1.2 1.2-1.3 0.5-1.5 6-32 4.1
4-8 1.2-1.25 3-5
0.1以下
6以下 3：
4.1 95-99 50-200 80-90
99 400-600
85-90 400-600
低
从上表可看出：循环硫化床锅炉明显优于其他型式的锅炉
五、循环硫化床锅炉的优点：
优点：由于循环硫化床锅炉独特的流体动力特性和结构，使其具备有许多独特的优点，以下分别加的简述。
1、燃料适应性： 这是循环流化床锅炉主要特性优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅点床料的1%-3%，其它是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气、固和固与固体燃料混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混凝土合，燃料被此速加热至高于看火温度，而同时床层温度没有明显降低，只要燃料热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量，循环流化床锅炉不需要辅助燃料而砂用任何原料。循环流化床锅炉既可用优质煤，也可烧用各种劣质煤，如高灰分煤、高硫煤、高灰高硫煤、煤矸石、泥煤、以及油页岩、石油焦、炉渣树皮、废木料、垃圾等。
2、燃烧效率高：
循环流化床锅炉的燃烧效率要比链条炉高得可达97.5-99.5%，可与煤粉炉相媲美。循环流化床锅炉燃烧效率高是因为下述特点：气、固混合良好，燃烧速率高，特别是对粗粉燃料，绝大部分未燃尽的燃料被再循环至炉膛再燃烧，同时，循环流化床锅炉能在较宽的运行变化范围内保持较高的燃烧效率。甚至燃用细粉含量高的燃料时也是如此。
3、高效脱硫：
循环流化床锅炉的脱硫比其它炉型更加有效，典型的循环流化床锅炉脱硫可达90%。与燃烧过程不同，脱流反应进行得较为缓慢，为了使氧化钙(燃烧石灰石)充分转化为硫酸钙，烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂有充分长的接触时间和尽可能大的反应面积。当然，脱硫剂颗粒的内部并不能完全瓜，气体在燃烧区的平均停留时间为3-4秒钟，循环流化床锅炉中石灰石粒径通常为0.1-0.3mm，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉都比其他锅炉优越。
4、氮氧化物(NO2) 排放低：
氮氧化物排放低是循环硫化床锅炉一个非常吸引人的一个特点。运行经验表明，循环流化床锅炉的二氧化氮排放范围为50-150PPM或40-120mg/mJ。NO2排放低的原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NO2，二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化NO2，并使部分已生成NO2得到还原。
5、其他污染物排放低：
循环流化床锅炉的其他污染物如：CO、HC
1、HF等排放也很低。
6、燃烧强度高、炉膛截面积小
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的主要优点之一。循环流化床锅炉的截面热负荷约为3.5-4.5MW/m2接近或高于煤粉炉
7、给煤点少：
循环流化床锅炉因炉膛截面积较大，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少，只需一个给煤点，也简化了给煤系统。
8、燃料预处理系统简单：
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm，因此与煤粉炉相比，燃料的制粉系统相比大为简化。此外，循环流化床锅炉能直接燃用高水分煤(水分可达30%以上)。当燃用高水分煤时，也不需要专门的处理系统。
9、易于实现灰渣综合利用：
循环流化床锅炉因燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件，使得锅炉灰渣含碳量低，易于实现灰渣的综合利用。如灰渣作为水泥掺和料或做建筑材料，同时做温烧透也有利于稀有金属的提取。
10、负荷调节范围大，负荷调节快： 当负荷变化时，当需调节给煤量、空气量和物料循环量、负荷调节比可达(3-4)：1，此外，由于截面风速高和吸热高和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调节速率也很快，一般可达每分钟4%。
11、循环床内不布埋受热面管：
循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，不存在磨损问题，此外，启动，停炉，结焦处理时向短、同时长时间压火之后可直接启动。
12、投资和运行费用适中：
循环流化床锅炉的投资和运行费用略高于常规煤粉炉但比配制脱硫装置的煤粉炉低15-20%。
六、循环流化床锅炉尚待进一步研究的问题：
为使循环流化床锅炉的设计和运行达到优化的目的，充分发挥循环流化床的优点，尚需对下列几个方面进行深入研究。
1、循环物料的分离
循环流化床锅炉的分离装置接工作温度分为高温、中温和低温分离，接分离的作用形式又可分为旋风分离，惯性分离等。以目前循环流化床的运行情况来看，高温旋风分离器还是比较成熟的。但使用高灰燃料时的磨损问题尚未解决。而且分离的体积也十分庞大，基本上和炉膛直径相近。受旋风分离器最大尺寸的限制，大容量循环流化床锅炉必需配置多个分离器。由于旋风分离器内衬有较厚的防磨耐火材料，热惯性大，因此延长了锅炉启动时间。负荷变化动态特性变差，故采用惯性分离器是值得探讨的，因为惯性分离器设备较简单，体积小，结构布置比较方便。流动阻力也相对较小。此外不应操付中，低温分离器。根据循环流化床锅炉的发展要求将设计、效率高、体积小、阻力低、磨损小和制造及运行方便的物料分离装置。
2、循环流化床的固体颗粒的浓度选取：
循环流化床内固体颗粒浓度对燃烧过程，脱硫过程和传热过程都有很大影响。但合适的循环流化床内固体颗粒浓度的确定却十分困难。目前各循环流化床各制造厂家所采用的炉内颗粒浓度的一个重要参数是循环倍率。国内的一些循环流化床锅炉的循环倍率通常在10以下，而国外的循环倍率常达到50，甚至更高。在分析循环流化床锅炉的工作过程时，不仅要考虑物料的内部循环，亦要考虑炉外循环，在高风速运行时，物料内循环更为显著。因此，合理的循环床内固体颗粒的浓度的选取对燃烧脱硫，传热、磨损、能耗等一系列因素都有影响。
3、炉内受热面布置和温度控制
为了保证循环流化床锅炉的炉内温度控制在一定范围内，在固体颗粒循环回路中必须吸一部分热量。目前炉内吸热主要有以下两种方法：一种是炉膛内布置水冷壁或隔墙;另一种是炉膛内布置部分受热面(如过热器等)在固体物料循环回路上再布置流化床换热器。这两种形式都可行的。但这两种方法，对床温控制方式是不同的，前者主要是靠调节返料量来调节床内固体颗粒浓度，以改变水冷壁的换热系数。从而改变炉内吸热量来控制床温，否者仅需调节进入流化床换热器和热接返回炉内固体物料量的比例，便可控制床温，相对比较灵活，特别适合于大容量循环流化床锅炉。
4、运行风速(或截面热负荷)的确定
循环流化床锅炉的运行风速是一个重要的参数。一般运行风速4-10m/s/。运行风速提高会使炉子更为紧凑。截面热负荷相应增大，此时为了保证燃料和石灰石颗粒有足够的停留时间和布置足够的受热面，必须增加炉膛高度。这样不仅磨损增加，而且锅炉造价增加。风机功率会增大，厂用电也会相应增加。但风速过低则发挥不了循环流化床的优点，因此对各种燃料都应具有最佳的运行风速。
5、返料机构：
在循环流化床中，被分离下来的固体物料必须通过返料机构送回炉内。返料机构还应对返回的物料量进行灵活的调节，但由于返料机构中的温度很高，磨损较大，如采用一般机械阀门之类的调节装置，会很容易产生卡死，转动不灵等现象，目前循环流化床中一般采用非机械阀。(L阀)和流化床返料机构，一方面调节物料流量，另一方面防止燃料在燃烧室反串型分离器，造成短路。目前许多制造厂家对返料机构都是保密的。
6、循环流化床锅炉部件的磨损：
由于循环流化床锅炉内的高颗粒浓度和高运行风速，锅炉部件的磨损是比较严重的。磨损主要与风速、颗粒度以及流场的不均匀性有关，磨损与风速及浓度成正比。在设计时，一般应防止烟气走廊突缩突扩的形式。目前研究比较落弱。
7、低污染燃料：
循环流化床锅炉已获得迅速发展。一个重要的原因就是循环流化床的低污染燃料特性，在脱硫研究方面目前相对一致，但对于脱硫最佳温度，脱硫剂的高效利用方面尚有许多内容要研究。如降低NO
2、床温、烟气再循环，注氨以及脱硫剂对NO2的影响等有待进一步研究。
9、尾部受热面的设计：
目前在循环流化床锅炉中，尾部烟道受热面的设计一般比较忽视，如何更加合理布置尾部烟道受热面尚待进一步研究。
10、除尘： 尾部烟道现在国内大部分采用电除尘。
七、循环流化床锅炉的发展：
国外：60年代就开始研究，是芬兰奥期龙公司，第一台为热功率15MW由燃油炉改造而成的商用循环流化床锅炉，后由美国巴特利多固体循环流化床锅炉及德国，瑞典、加拿大、意大利等国分别制造出各种型式的循环流化床锅炉，最大的为发电功率165MW配套的循环流化床锅炉同加拿大1993年制造。 90年代循环流化床锅炉应达到以下技术标准： (1)燃烧效率100% ; (2)电厂效率大于40%; (3)SO2排放小于10PPM; (4)NO2排放小于30PPM。
是在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。但是又有很大的差别。早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。要了解循环流化床的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一. 流态化：
当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。
固体颗粒(床料)、流体(流化风)以及完成流态化过程的设备称为流化床。 二. 临界流化速度
1. 对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。循环流化床锅炉一般的流化风速是2-3倍的临界流化速度。
2. 影响临界流化速度的因素：
(1)料层厚度对临界流速影响不大。
(2)料层的当量平均料径增大则临界流速增加。
(3)固体颗粒密度增加时临界流速增加。
循环流化床锅炉论文范文第3篇
1 清洗工艺的选择
机组的化学清洗是机组启动调试中的一个重要环节, 主要目的是清除汽~ 水系统在设备保存及安装过程中金属表面产生的铁锈及杂质。基于该锅炉材质、垢样分析, 最后确定该锅炉采用盐酸清洗、低浓度柠檬酸漂洗, 双氧水钝化方案。具体方案如下:
1.1 水冲洗 (清洗系统试汽试压检漏阶段)
清洗系统检查:无泄露;水冲洗终点:冲洗排出水澄清基本无颗粒杂质;升温试验:辅汽压力达0.8Mpa, 升温大于35℃/h。
1.2 酸洗
盐酸 (HCl) :4.0%~6.0%;缓蚀剂 (IS~129) :0.3%~0.5%;还原剂:0.1%~0.3%;温度:50~60℃时间:4~6h。
1.3 酸洗后水冲洗
控制终点:p H≥4, 全铁≤50mg/L。
1.4 漂洗
柠檬酸:0.1%~0.3%;氨水:调p H值为3.5~4.0;温度:55~60℃;时间:2h。
1.5 钝化阶段
H2O2:0.3%~0.5%;氨水:调p H值为9.5~10.0;温度:55℃左右;时间:4~6h。
2 清洗范围的确定
根据《火力发电厂锅炉化学清洗导则》 (DL/T794~2001) 的要求, 结合设备实际情况, 确定该炉的盐酸清洗范围为部分给水管、省煤器、1/2汽包、下降管、水冷壁及其上、下联箱、水冷蒸发屏系统。
3 清洗设备
4 化学清洗效果及试验记录
锅炉的化学清洗于历经除盐水冲洗、循环加热升温试验、盐酸循环清洗、水冲洗、柠檬酸漂洗、双氧水钝化等步序前后经过2天的工作结束。
清洗结束后, 专家对汽包、水冷壁下联箱进行检查, 检查结果如下:
汽包内壁清洗干净, 残留少量清洗液, 清洗水位线明显, 水位线以下呈钢灰色;水冷壁原位监视管段内壁清洗干净、无点蚀、无二次浮锈、无过洗现象, 钝化膜呈钢灰色完整、致密;割管检查省煤器管内壁清洗干净、无点蚀、无二次浮锈、无过洗现象, 钝化膜呈钢灰色完整、致密。割管检查部风板水平管内壁上部清洗干净、无点蚀、无二次浮锈、无过洗现象, 钝化膜呈钢灰色完整、致密。符合DL/T 794 ~ 2011电厂锅炉化学清洗导则优良清洗效果评判标准, 被评为优良。
清洗终点参数如下:
盐酸残余浓度:3.1%、总铁:1.97g/L;三价铁:0.18g/L;清洗液温度最高55℃, 最低49℃。清洗腐蚀指示片汽包钢13Mn Ni⁃Mo54: 腐蚀速率0.36 克/平方米·小时;清洗腐蚀指示片水冷壁SA~210C: 腐蚀速率0.24克/平方米·小时;清洗腐蚀指示片省煤器20G:腐蚀速率0.37克/平方米·小时。
摘要：本文介绍了新建机组循环流化床锅炉的采用盐酸清洗、低浓度柠檬酸漂洗, 双氧水钝化的化学清洗工艺、过程及清洗结果, 结果表明, 该工艺的清洗效果优良, 是一种适合循环流化床锅炉化学清洗的工艺。
关键词：循环流化床,化学清洗,盐酸,柠檬酸
参考文献
循环流化床锅炉论文范文第4篇
1 我国循环流化床锅炉的发展现状
循环流化床锅炉对燃料的适用范围比较广、调节负荷能力强, 所以在环保建设中具有较大的应用方式。在工业经济发展过程中, 我国不仅面临着能源的压力, 在环境影响下也承受了较大的损失, 所以循环流化床锅炉在我国工业发展过程中得到了快速的发展方向。根据我国在电力行业的发展和创造, 目前我国循环流化床锅炉在容量建设中已经形成了不同类型的数量, 不仅在电力行业中得到了有利的运行, 在商业建设中也实现了较大的应用价值[1]。对于循环流化床锅炉在我国建立的300MW机组数量已经远远超过了世界上中国之外的总和, 例如江西某公司对这种机组的调试, 不仅改变了周期的运转, 也改变了超临界机组的投产方式。所以说, 循环流化床锅炉在近几年的发展状况中, 不仅优化了我国的能源结构, 改变了电力在品质上供应, 也为我国在资源上的利用和环境的改善创造了较大的改变。
2 我国循环流化床锅炉的未来发展
2.1 超临界的大型化方向
我国循环流化床锅炉朝着超临界的大型化方向迈进在发展变化中与自身的燃烧性具有重要的联系[2]。一般的循环流化床锅炉产生的煤粉热流都比较高, 能够起到水冷壁的作用, 它在锅炉中产生的固体传热系数和浓度都出现了强烈的对比, 加大了对水冷壁的温度控制。而采用这种大型化的超临界方式的实现, 不仅减少了环境的污染系数, 提高了运行的效率, 而且煤炭所损耗的能量也降低了很多。实现大型化的技术方向是在这种燃煤技术相比较简单的系统方式下形成的, 在我国发展中已经开发出了相似的分离器, 如排旋风分离器以及水冷异型分离器, 不仅在我国, 在外国实验研究中也实现了这种大型化技术的融合和创新。
2.2 深度脱硝和脱硫
循环流化床锅炉在燃烧方向上能够实现空气的分级供给以及低温的状态, 对氧氮化物的形成具有重要的作用。锅炉在运行期间, 相比较传统的锅炉在运行中所产生的含量降低了20%, 但随着我国对环境的不断重视, 这种排放标准也在不断提高, 从而加深了深度脱硝和脱硫技术的研究和应用[3]。目前我国在CFB锅炉上的数量成为世界上最多的, 但实现的脱硝和脱硫技术还需要进一步的改善, 为了更好的解决环境问题的发生和变化, 研究煤炭在脱硝和脱硫技术上的深度问题成为主要的研究方向。我国火电厂新下达的主要排放标准中, 降低了二氧化硫的排放量, 相比较传统的净化方式, 目前的技术排放标准实现了更好的效果。虽然这种技术实现了较好的方式, 但在处理过程中还会出现灰渣的现象, 在实际运行中, 降底了总体运行的效率。
2.3 磨损技术的发展
如果锅炉实现了高温运行的效果, 这种高温运行实现了更高的固体材料, 但产生的热冲击力也比较大, 就会形成较大的磨损效果。所以为了改变这种情况的发生, 就要提高一系列的磨损技术, 从而保障设备在运行中实现更好的寿命。目前在我国研究领域中, 对这项技术主要采用的是性能比较高的耐火材料, 它不仅能保障金属在使用中的寿命, 在流化床进行运行期间也能保障一定的安全性。
2.4 综合能源的利用
能源的利用不仅是我国在发展建设中的主要材料, 也是世界发展中主要解决的问题。在未来发展建设中, 开展能源的综合利用成为主要的创新领域, 不仅实现的范围比较广, 表现的方面也比较多[4]。首先循环流化床锅炉技术在运行中能够对非高级的能源进行优化和整合, 实现废品的低能处理和更高效的能源利用。而且, 在其他能源方式上进行更深层次的加工和利用, 在CFB技术研究中成为了新的领域创新。最后, 在锅炉进行燃烧过程中对灰渣实现了较大的处理和应用, 但在发展建设中具有两方面的难点。例如:对石灰石实现脱硫技术, 对灰渣实现更化学性的处理方式等, 从而增加了循环流化床锅炉技术的开展和实施。
3 结语
循环流化床锅炉技术作为我国新型的技术领域, 不仅是燃煤技术的一种, 也是提高环保技术的主要技术方式。在我国能源比较大的市场发展中, 这种技术的使用和创新成为了新的研究领域, 由于人们对良好环境方式的建立和美好生活的追求, 要促进工业建设在环境与经济上的创新, 就将这种技术实现高效的利用。
摘要：随着我国能源结构的变化和发展, 煤炭成为了主要的能源建设。由于煤炭在发展中会给空气和环境造成较大的危害, 影响人们的身体健康, 从而建立高效的燃煤装置是主要的发展趋势。文章根据青海盐湖工业股份有限公司凯美克电厂7台循环流化床锅炉的使用情况, 讨论和分析当前我国CFB锅炉技术的发展趋势, 并对未来的发展状况进行创新分析。
关键词：循环流化床,锅炉,发展
参考文献
[1] 贺晓阳.循环流化床锅炉滚筒式冷渣器传热模型及数值模拟[D].华中科技大学, 2007.
[2] 孟祥宝.DCS系统在循环流化床锅炉控制中的应用研究[D].哈尔滨理工大学, 2009.
[3] 张海平, 胡三高, 韩香玉.国外循环流化床锅炉的现状和发展趋势[J].中国电力教育, 2005, S2:113-116.
循环流化床锅炉论文范文第5篇
山东兖矿国际焦化公司设计年产焦炭300万吨、甲醇20万吨, 全厂现有3台75吨循环流化床锅炉 (设备型号UG-75/3.82-M41) , 因原环保标准要求较低, 除尘设施为电除尘, 效率一般, 无脱销设施, 通过电袋除尘改造、新增非催化还原法 (SNCR) 脱硝设施、新增低氮循环风机等一系列改造后, 锅炉烟气指标已完全达到目前国家新环境保护法及《锅炉大气污染物排放标准》的要求。
1 原有设备运行状况及弊端分析
原有除尘方式为电除尘, 通过电除尘放电将烟气内颗粒打到极板上, 再通过顶部振打将粉尘降至仓泵, 最后通过压缩空气将粉灰送至灰库, 用车外运 (出售) 。该电除尘存在一定弊端, 其运行效率一般, 除尘效率仅能达到95%, 况且负荷较大时, 锅炉烟气中粉尘含量较多, 电除尘放电除尘法无法保证烟气中粉尘含量合格。根据国家最新换标指标要求, 锅炉尾部烟气粉尘含量指标为30mg/Nm3, 而目前运行时粉尘含量在27~40mg/Nm3, 经常造成粉尘指标超标。
2 改善烟气指标的必要性
2014年, 国家更新了《锅炉大气污染物排放标准》, 标准GB13271-2014代替标准GB13271-2001, 新标准中要求该种锅炉烟气中颗粒物指标≤30mg/Nm3、SO2指标≤200mg/Nm3、NOX指标≤200mg/Nm3;而我公司现有设施完全无法满足环保法要求, 另外企业要持续发展, 提高经济效益就必须向内挖潜, 节支降耗, 清洁生产, 原有电除尘系统和脱销装置的缺失无法满足日益严格的环保要求, 不利于企业的经济运行及可持续发展, 亦不符合国家环保及节约的方针政策。
3 现有设备改造的实施方案
(1) 把原电除尘改为电袋除尘。原电除尘共3个电场 (I、Ⅱ、Ⅲ电场) , 现将Ⅱ、Ⅲ电场除尘改为布袋除尘, 布袋除尘通过840条滤袋 (规格Ф150*3000) 进行除尘, 平均每1小时 (可调整) 使用压缩空气对滤袋进行反冲, I电场电除尘不变, 落下的灰进入仓泵, 通过压缩空气输送至灰库, 用车外运 (出售) 。
(2) 自行设计、安装SNCR脱硝装置。公司利用利旧材料制作1个容积40m3的储罐, 通过2台格兰富离心泵将氨水送至锅炉, 再通过6杆喷枪喷至炉膛内部 (其中2杆安装在炉膛中下部, 4杆安装在旋风分离器入口) , SNCR脱硝系统反应温度区间为800~1050℃, 此种安装方法能够满足不同负荷生产时的要求, 另外, 该设计增加了氨水与氮氧化物的反应时间, 两处安装位置高度差10m左右, 氨水与氮氧化物的反应时间增加, 有效降低了氨逃逸率, 降低尾部受热面腐蚀和结垢的运行风险。
(3) 新增锅炉低氮循环燃烧风机。为进一步降低锅炉尾部烟气中NOx含量, 公司从锅炉引风机出口引管至鼓风机入口, 将部分尾部烟气回流至炉膛内再次燃烧, 为克服管道阻力并控制回流烟气量, 管道上新增一台变频离心风机。
4 改造后的环保效益
(1) 通过电袋除尘的改造后, 锅炉粉尘指标明显降低, 完全满足新环保法的要求。
(1) 锅炉负荷在50t/h时, 改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为35.6mg/Nm3和16.8mg/Nm3。
(2) 锅炉负荷在60t/h时, 改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为37.3mg/Nm3和17.6mg/Nm3。
(3) 锅炉负荷在70t/h时, 改造前与改造后锅炉粉尘含量平均分别为40.2mg/Nm3和19.8mg/Nm3。
(2) 新增脱销装置以及低氮循环燃烧风机后, 锅炉尾部烟气中NOx含量有了明显的下降, 完全达到了国家新环保法的要求。
(1) 锅炉负荷在50t/h时, 改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后, 锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为289mg/Nm3、157mg/Nm3和87mg/Nm3。
(2) 锅炉负荷在60t/h时, 改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后, 锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为301mg/Nm3、165mg/Nm3和91mg/Nm3。
(3) 锅炉负荷在70t/h时, 改造前、新增脱销装置后与新增循环燃烧风机后, 锅炉尾部烟气中NOx含量平均分别为335mg/Nm3、198mg/Nm3和110mg/Nm3。
5 结语
在化工企业生产中, 循环流化床锅炉是最重要的设备之一, 随着国家对环保要求的日益严格, 锅炉尾部烟气排放指标越来越低, 环保设备显得尤为重要, 为适应企业的可持续性发展及国家环保要求的需要, 企业要及时新增或更新环保设备, 以降低锅炉尾部烟气中有毒有害物质的含量。
摘要：本文针对山东兖矿国际焦化有限公司的3台循环流化床锅炉 (UG-75/3.82-M41) 原有的脱硫脱销除尘方式, 指出其烟气S02、N0x、粉尘指标偏高, 对环境造成影响, 特提出设备改造的意见。
关键词：循环流化床锅炉,烟气,环保指标,脱硫脱销,除尘
参考文献
[1] 林宗虎, 徐通模.实用锅炉手册[M].北京:化学工业出版社, 1999.
[2] 童有武, 张孝勇.锅炉安装调试运行维护实用手册[J].北京:地震出版社, 1999.