循环流化床锅炉冷渣器设计

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1、辽宁工程技术大学毕业设计（论文）前言随着循环流化床锅炉的发展，高温灰渣的冷却问题越来越受到人们的重视。循环流化床锅炉炉膛下部排放的大渣温度在850℃~950℃之间，如果直接进行排放或进入除渣系统，会危及人的生命安全，也不利于除渣系统和设备的安全运行，冷渣器的作用是将排渣温度降低到除渣设备可以承受的温度，回收排渣的物理显热，流化床冷渣器还可以将排渣中细的颗粒重新送回炉膛，以提高锅炉的燃烧效率和石灰石利用率。随着机组容量的扩大，为了满足炉内负荷的需要，炉内循环灰量提高，使得其炉内床压升高，这样，必然让相应的冷渣器内的压力也相应升高；同时床料中细颗粒所占份额增大，以维持更大的

2、循环倍率；另外，大型机组中，常规受热面布置可能不能满足负荷需要，必须增加更多的受热面以满足机组需求。根据大容量循环流化床锅炉对冷渣器的要求，综合众多冷渣器技术特点，本次设计设计出了一种混流式流化床冷渣器，提出了“溢流—底流—溢流”的底渣混合流动机理，同时选择仓采用喷动床结构，整个冷渣器实行风水联合冷却。流化床冷渣器的设计主要包括冷渣器的容量、流化速度的选取、风帽的设计、热平衡计算以及结构设计，泵与风机的选型等。通过计算选择合适的台数、结构尺寸和性能参数，将锅炉的排渣冷却到合适的温度，并合理回收热量。75辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1绪论1.1循环流化床锅炉燃烧技术应

3、用背景能源与环境是人类社会进步与经济发展的两大要素，而能源是人类社会存在与发展的物质基础。其中，煤炭是世界上普遍利用的一次能源资源，利用煤炭燃烧产生的热能生产优质二次能源—电能，推进了世界文明与技术进步，燃煤发电技术在上个世纪得到了快速发展[1]。但在利用煤炭获得电能的同时，煤炭燃烧产生大量二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）、二氧化碳(CO2)等气体对大气环境造成了严重污染。能源与环境问题日益严峻，寻求一种清洁高效安全可靠能源开发机制成为当今世界面临的热点问题。1980年以来，中国的经济迅速发展，对能源的需求越来越大。中国的能源结构中，煤炭是主要的一次能源[2]。目

4、前，我国已经是世界上最大的煤炭生产国和消费国；煤炭在我国电力工业中占有举足轻重的地位，发电装机容量中火电装机容量占70%以上，火电机组又以燃煤机组为主。近年来，中国政府大力发展水电和核电，但是，在可以预见的未来，很难改变煤炭的绝对重要地位。据预测，2010年中国能源构成中煤仍将占三分之二，在今后相当长的时期内，煤炭还将是中国的主要能源。尽管中国是一个煤炭资源比较丰富的国家，但是煤炭资源的分布呈现了严重不均匀性，大部分位于西北，远离发达的东南沿海，出现了煤炭运输问题；优质煤被运输走后，遗留了大量的劣质煤甚至矸石。如何经济合理利用这些低质量燃料，成为一个推动中国循环流化床燃

5、烧技术发展的重要动力之一。与此同时，中国燃煤种类繁多，包括褐煤、烟煤、贫煤和无烟煤，热值变化很大，硫含量普遍较高(见图1-1)，利用煤炭发电成为燃煤污染物的主要来源。因此，发展洁净煤发电技术[3]，提高能源利用率，提高发电效率，降低污染排放，是我国能源战略的重要方面。图1-1中国煤炭资源特点（a）硫含量（b）灰含量Figure1-1CoalresourcescharacteristicinChina(a)sulfurcontent(b)ashcontent为了满足资源的可持续利用，降低环境污染，洁净煤技术成为先进煤电技术的主流[4]。目前的洁净煤发电技术主要包括增压流化

6、床联合循环(PFBC-CC)、整体煤气化联合循环75辽宁工程技术大学毕业设计（论文）(IGCC)、烟气净化的超临界煤粉炉(SCPC+FGD+SCR)、常压循环流化床燃烧(CFBC)技术。PFBC-CC是采用增压流化床[5]，产生的高温高压燃气经除尘后推动燃气轮机做功，以蒸汽发电为主导部分(>60%)。利用此技术燃用劣质煤的优势明显，效率已达41%左右，可望超过50%。目前较大规模的PFBC-CC项目有Wakamatsu、Osaki、Karita等。我国也在这一方面做了大量的工作。由于PFBC在技术上还存在许多待完善之处，距离大规模商业推广还有一段路要走。IGCC机组先将

7、煤气化成可燃气体供燃气轮机使用，余热锅炉回收燃气轮机排气的废热带动汽轮机发电，从而更好地实现高品位煤化学能的梯级利用。目前IGCC示范机组的发电效率已达40%~50%，并可望达到50%~60%。此技术脱硫比较彻底(>97%)，SO2、NOx排放量大大低于常规煤粉炉电站。由于煤气化与净化过程热损失偏大，整个系统比较复杂，部分设备尚未完全达到商业化程度，初投资也相对偏高，目前尚处在示范阶段。烟气脱硫技术(FGD)是目前电厂煤粉锅炉使用得最广泛也是最有效的治理SO2的技术。烟气净化还包括氮的氧化物的选择性催化还原(SCR)。采用烟气净化的煤粉炉