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大容量循环流化床锅炉及其辅机选型探讨

  • 简介:(毕业论文 页数:2 字数:1781)我国电站锅炉主要以燃煤为主,南方地区的中小型锅炉机组的燃煤又以本地或者邻近省市生产的无烟煤、劣质煤为主,燃用这些产地的煤具有运输距离较近、平均煤价较低的优点,不仅降低了燃料成本,同时还可以拉动当地周边地区的经济...
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(毕业论文 页数:2 字数:1781)我国电站锅炉主要以燃煤为主,南方地区的中小型锅炉机组的燃煤又以本地或者邻近省市生产的无烟煤、劣质煤为主,燃用这些产地的煤具有运输距离较近、平均煤价较低的优点,不仅降低了燃料成本,同时还可以拉动当地周边地区的经济发展,具有相当的经济效益和社会效益。但是这些燃煤又存在热值不高、挥发分低、含硫分较高、着火和燃烧困难的缺点。为了高效地利用这些资源,应当选择适当的锅炉炉型,采用合理的燃烧方式。
层燃炉以及鼓泡床锅炉虽然可以很好的燃用这些燃煤,但是这类锅炉的容量有限,机组参数较低,全厂的热效率不高。煤粉锅炉燃用这类无烟煤也具有相应的技术,但是实际运行往往存在低负荷燃烧不稳定,低负荷需要投油助燃,还有燃料适应能力较差的不足。循环流化床锅炉是最近十几年迅速发展起来的高效低污染清洁煤燃烧技术,很快成为燃煤锅炉的三种主要燃烧方式之一(固定床燃烧、流化床燃烧、悬浮燃烧),具有燃料适应性广、燃烧稳定、污染物排放量低等优点。近年来随着大型化、高参数化方面的技术逐步成熟,循环流化床锅炉已经成为燃煤电站中一种重要的锅炉炉型。
我国早期的电站流化床锅炉蒸发量一般为35t/h、75t/h,最大也只有220t/h等级的锅炉,蒸汽压力参数一般为中压或高压,机组没有再热系统。近年来,通过引进国外先进技术,结合自主科研开发,循环流化床锅炉向着大容量、高(蒸汽)参数方向发展,现在我国已经能自主设计和制造超高压参数、中间再热、蒸发量达到440t/h等级的大容量循环流化床锅炉,并且向着亚临界参数、蒸发量达到1000t/h等级的更大容量的方向发展。典型的440t/h等级的循环流化床锅炉参数如下:
最大连续蒸发量: 440t/h
过热蒸汽出口压力:13.7MPa(g)
过热蒸汽出口温度:540°C
再热蒸汽流量: 359t/h
再热蒸汽进口压力:2.69
再热蒸汽出口: 2.53MPa
再热蒸汽进口温度:323.9
再热蒸汽出口温度:540°C
给水温度: 247°C
汽包设计压力: 14.93MPa(g)
省煤器设计压力: 15.07MPa(g)
热一次风温度: 250°C
热二次风温度: 250°C
空气过剩系数: 1.25
锅炉排烟温度: 136°C

1 循环流化床锅炉的原理
经过空气预热器的热一次风通过布风装置均匀地进入炉膛内,作为床内的物料的流化风,当热一次风达到合适的流速后,床内的气固混合物(一次风与物料)便呈流化态,具有流体的一些主要性质。床内物料在流化的工况下完成着火、燃烧,颗粒较小的物料被高温烟气携带出炉膛,大部分颗粒被旋风分离器分离下来,再送入炉膛循环燃烧。循环流化床锅炉就由其燃烧特点而得名。

2 循环流化床锅炉的结构
循环流化床锅炉主要由布风装置、燃烧室、炉内受热面、旋风分离器、回料装置和尾部受热面几部分构成,上部采用悬吊结构,下部采用支撑结构。
布风装置能保证炉膛物料良好的流化,常见的有多孔式和风帽式,一般多采用风帽式。风帽的类型较多,风帽的设计除了要满足布风均匀、阻力较小的要求以外,还要求具备防磨措施。
流化态的物料在燃烧室内理论上分为两个阶段燃烧,燃烧室下部为还原区,上部为氧化区,物料进入炉膛的给料口布置在还原区,二次风喷口布置在氧化区,物料在还原区着火燃烧,在氧化区燃烬。这种燃烧方式不仅可以抑制NOx的生成,还会使部分已经生成的NOx得到还原,大大减少了锅炉NOx的排放量。
燃烧室采用膜式水冷壁包裹,水冷壁向火侧敷设耐火耐磨材料,外侧敷设保温材料。由于燃烧室内是正压燃烧,因此水冷壁要求有良好的密封性能。
燃烧室出口接旋风分离器,旋风分离器有两种型式,一种为绝热式,另一种为汽冷式。绝热式旋风分离器采用厚钢板制作,内侧敷设耐火耐磨材料。汽冷式旋风分离器内敷设管道,管道外再敷设较薄的耐火耐磨材料,在管道内通入低温蒸汽以冷却旋风分离器本体。两种型式的分离器均被广泛应用。
旋风分离器下部为回料装置,回料装置一般设计成“J”形或“U”形,内衬耐火耐磨材料,通过高压流化风输送物料。“J”形或“U”形设计可防止炉膛的烟气反串入旋风分离器内破坏分离效果,采用气力输送方式,没有机械部件,可避免高温物料的磨损。
旋风分离器后为尾部受热面,分别布置有过热器、再热器、省煤器、空气预热器。由于流化床锅炉一次风与二次风风压较高,空气预热器一般采用管式,一方面降低造价,另一方面可降低漏风率,但是容量达到1000t/h等级的锅炉,设计方案仍倾向于采用回转式空气预热器。
大容量的循环流化床锅炉一般采用钢炉架,炉架材料一般采用高强度低合金钢,构架接头一般采用高强螺栓联接,比较次要的接头以及临时增加的构件采用焊接结构。锅炉构架内铺置钢格栅平台和钢制扶梯,便于设备巡检维护。

 

 

目录

1 循环流化床锅炉的原理
2 循环流化床锅炉的结构
3 循环流化床锅炉的燃烧系统
4 循环流化床锅炉的辅机设备
5 结论

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