循环流化床锅炉的设计与应用

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1、循环流化床锅炉的设计与应用　[内容摘要]该文简述了国内外循环流化床锅炉的发展概况，以及对国内75t/h　CFB锅炉设计与应用的认识和体会。　　[关健词]循环流化床锅炉；发展概况一、循环流化床燃烧技术及其特点流态化技术始于上个世纪三十年代，在德国温克勒煤气发生炉中的应用，随着生产的发展，流态化技术广泛地得到应用。流化床也叫沸腾炉，流态化技术应用到燃烧中就叫流化床燃烧，也叫沸腾燃烧。循环流化床燃烧技术是上世纪八十年代发展起来的一项新型煤燃烧技术，是介乎块煤炉排燃烧和煤粉悬浮燃烧之间的一种独特的燃烧方式。是在第一代沸腾炉的基础上，为克服其飞

2、灰含量高、燃烧效率低、埋管受热面磨损严重、脱硫剂的利用率低等固有缺点而开发的，因而也称为第二代沸腾炉（即循环流化床锅炉）。循环流化床燃烧方式主要是将烟气携带出炉膛的未燃烬的物料颗粒，经气固分离再送回炉床反复燃烧，物料可多次循环。因此，它具有燃烧热强度高、燃料适应性广、负荷调节幅度大、燃烧温度低、脱硫性能好、易于实现大型化等优点，近年来得到迅速的发展和广泛的应用，对节约能源、保护环境起到了一定的作用。由于循环流化床锅炉克服了其它炉型的缺点，发挥了它自身的优点，能够使用各种极难燃烧的劣质煤并能经济有效地解决环保问题，因而受到世界各国的广泛

3、重视。二、国外循环流化床锅炉的发展概况世界上许多国家都十分重视循环流化床燃烧技术的发展，在锅炉的大型化和可靠性方面取得了很大得进展，容量为123MWe的循环床电站锅炉已投入运行，并在向更大的容量发展。这里仅对当前世界上具有代表性的几种流化床锅炉作一简单介绍。1．大型鼓泡床电站锅炉美国福斯特.惠勒公司将美国明尼苏达州黑豹电站一台原容量为100MWe（蒸汽流量为107.5kg/s，即387t/h）的煤粉炉改装设计成容量为130MWe（蒸汽流量为130.8kg/s，即471t/h）的鼓泡床锅炉。改造原因：改装前，由于煤种的变化，由原来燃烧低

4、硫好烟煤改成高硫次烟煤（S=1.21%），使煤粉炉的出力降为85MWe，并且满足不了环境保护的要求。改装后，将原煤粉炉炉膛的下三分之一切去，换成流化床加埋管，保留其原炉膛上部三分之二并使尾部受热面基本不变，不仅将出力提高至130MWe，而且满足了环境保护的要求。　　这台锅炉的炉底采用水冷布风板的结构，分为四个可以独立运行的分床，在运行时可以达到5:1的负荷调节比。燃料的颗粒分布为0-32mm的宽筛分，采用的流化速度为2.9m/s。锅炉设计有飞灰角循环回烧系统，从锅炉尾部机械式除尘器收集的飞灰,由气力输送系统经分级燃烧空气喷口送入炉膛回

5、烧。该炉于1986年7月投入运行，可达到99%的燃烧效率和86%的锅炉效率。向鼓泡床中加入石灰石后，在Ca/S=1.7时，可达到72%的脱硫效率，满足了环境保护的要求。（其中NOx排放浓度为245ppm）。这台锅炉是当时世界上最大的电站用鼓泡床锅炉，它的改装成功，为容量在100MWe上下的旧式煤粉炉改装成循环流化床锅炉，以提高出力和满足环境保护的要求提供了经验。2．鲁奇（Lurgi）式循环流化床锅炉德国的鲁奇公司是世界上最早发展循环流化床的公司之一。从1968年开始就把循环流化床流化技术用于锅炉燃烧，1975年获得专利，现已逐步商品化

6、，大型化。自其第一台16.1kg/s(50t/h)用于热电联产的电站用循环流化床锅炉于1982年投入运行以来，建在德国杜伊斯堡（Duisburg）第一热电厂的一台75kg/s（270t/h）的鲁奇循环床，于1985年11月投入运行。燃烧发热量为25000kj/kg，含硫量为1.5%的鲁尔烟煤，在运行中可以达到的参数是：蒸汽压力为148bar，蒸汽温度为5350C，锅炉效率为92.4%，在Ca/S=2-2.2时，SO2的排放量为200mg/Nm3,NOx的排放量为35-40mg/Nm3。由法国斯坦公司设计制造的电功率为125MWe的鲁奇

7、式循环床锅炉已于1990年在法国投入运行。该炉蒸汽流量为102kg/s(367t/h)，蒸汽压力为13.4MPa，过热蒸汽温度为5410C，再热蒸汽温度为5390C。为了进一步向大型化方向发展，斯坦公司已完成了电功率为250MWe，蒸汽流量为207.5kg/s的鲁奇式循环床锅炉的初步设计。此外，鲁奇和美国燃烧工程公司（CE）合作，进行了电功率为500MWe的大型鲁奇式循环床锅炉的设计。3.奥斯龙（Ahlstrom）公司的Pyroflow型循环床锅炉芬兰的奥斯龙公司和鲁奇公司一样，也是世界上发展循环床锅炉最早的公司之一，从七十年代初开始

8、进行循环床燃烧技术的开发工作，并于1976年建立了第一台试验装置，1979年制造了第一台20t/h商业化的循环流化床锅炉，至今已销售了70多台，其中最大蒸发量为420t/h（相当于110MWe）。Pyroflow型循环床