转载来源:循环流化床锅炉的圈子 循环流化床锅炉(CFB)简单知识点汇总 http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzE5ODQzNjE0Ng==&mid=2247484508&idx=1&sn=d6957bd5ae2914db73e70234374dd104&scene=45#wechat_redirect
- 循环流化床锅炉定义
循环流化床锅炉是利用流化状态燃烧燃料,将炉膛出口高温固体颗粒通过分离器分离送回炉膛反复燃烧的锅炉,属于洁净煤燃烧技术。核心:流化燃烧 + 物料循环。
床料:炉膛底部石英砂、灰渣等固体颗粒;一次风从布风板向上吹,颗粒由固定床→鼓泡流化床→湍流流化床→快速流化床。 临界流化风速:刚好使床料颗粒悬浮流化的最低风速;运行风速>临界流化风速,大量颗粒被携带出炉膛。
- 主要特点
?燃料适应性广:褐煤、无烟煤、煤矸石、污泥、生物质等均可燃烧。?低温燃烧:燃烧温度 850?950℃,抑制 NO?生成。 ?炉内脱硫:添加石灰石,CaCO?煅烧 CaO 与 SO?反应脱硫。 ?燃烧效率高:颗粒循环多次燃烧,不完全燃烧损失小。 ?负荷调节范围大:30%?110% 额定负荷稳定运行。 ?缺点:磨损严重;床料循环系统复杂;排渣、飞灰量大;启动时间长。
二、系统组成
1. 燃烧系统
1)炉膛:下部密相区,上部稀相区。密相区燃料主要燃烧;稀相区颗粒继续燃烧。 2)布风装置:布风板 + 风帽。作用:均匀分配一次风,支撑床料,防止漏渣。风帽损坏会造成流化不良、局部结焦。 3)燃烧室:炉膛本体。
2. 物料循环系统(CFB 核心)
1)旋风分离器:炉膛出口,把高温灰颗粒从烟气分离出来。分为高温绝热旋风、水冷 / 汽冷旋风分离器。 2)返料器(回料阀):U 型阀为主,非机械阀。把分离器收集的灰料送回炉膛;保证烟气不会窜入分离器。返料中断→床压下降、灭火。
返料风:小风量高压风,维持返料器物料流化。
3. 风系统
- 一次风:经布风板进入炉膛底部,主要作用流化床料、提供密相区燃烧氧气。占总风量 40?70%(与锅炉设计和负荷有关)。
- 二次风:炉膛不同高度送入,稀相区补氧,扰动烟气,降低不完全燃烧。
返料风:给返料器流化。 播煤风:把燃料播撒进炉膛。 石灰石输送风:输送脱硫石灰石粉。
4. 给料系统
给煤系统、石灰石给料系统;给煤点一般布置炉膛下部。
5. 排渣排灰系统
- 底渣(大渣)
:炉膛底部冷渣器排出,颗粒大。冷渣器冷却底渣,回收热量。 - 飞灰
:随烟气,分离器收集 + 除尘器收集。飞灰含碳量高可回送炉膛再燃。
6. 汽水系统
与煤粉炉类似:省煤器、汽包、水冷壁、过热器、再热器。过热器多布置在分离器后,避免炉膛内高温颗粒磨损。
三、关键工艺参数
- 床温:密相区温度,控制850?950℃
>980℃:容易结焦,NO?上升,石灰石脱硫效率下降。 <750℃:燃烧不稳,灭火,飞灰含碳量升高。
- 床压(料层压差)
表征炉膛内床料总量。床压高:床料多,流化阻力大;床压低:床料少,燃烧差。调整手段:排大渣。 - 一次风速:大于临界流化风速,保证良好流化。风速过低:流化不良、结焦;风速过高:颗粒携带量大,磨损加剧。
- 循环倍率:返料灰质量 / 给煤质量。循环倍率越大,颗粒循环越强,燃烧脱硫越好。高倍率 CFB、低倍率 CFB。
- 过量空气系数:总风量与理论燃烧空气比值。
- 脱硫参数:钙硫摩尔比 Ca/S,一般 1.5?2.5。Ca/S 越高脱硫越好,但石灰石消耗增加,灰量变多。
四、炉内脱硫脱硝
- 炉内脱硫原理
炉膛投入石灰石(CaCO?) ①煅烧:{CaCO3 → CaO + CO2}(850?900℃最佳) ②固硫:{CaO + SO2 + 1/2O2 → CaSO4}
温度>950℃,CaO 会烧结,孔隙变少,脱硫效率急剧下降。
- NO?控制
低温燃烧(850?950℃),大幅抑制热力型 NO?。 分级送风:二次风分级送入,炉膛下部缺氧,降低燃料型 NO?。CFB 原始 NO?低,很多机组搭配 SNCR 脱硝,炉膛喷氨水 / 尿素。
五、常见故障与事故
1. 流化不良、结焦
现象:床温分布不均,床压波动大;局部超温,出现焦块。
原因:床料颗粒过大;风帽堵塞损坏;一次风量过低;床温过高;排渣不及时。
处理:增大一次风量;严重时停炉清焦。
2. 返料器故障(返料中断)
现象:分离器料位升高,炉膛床压快速下降,床温波动,负荷下降。
原因:返料风中断;返料器结焦;异物堵塞。
后果:物料循环消失,锅炉无法维持运行,易灭火。
3. 磨损问题(CFB 最典型问题)
易磨损部位:水冷壁下部、炉膛出口、分离器、返料管道、尾部烟道。
原因:大量高速循环固体颗粒冲刷。
防磨措施:耐磨浇注料、防磨护瓦、喷涂防磨层;合理控制风速。
4. 灭火(熄火)
现象:床温急剧下降,炉膛负压波动。
诱因:燃料中断;床温过低;流化破坏;返料崩溃。
禁止:爆燃,严禁直接投煤,必须吹扫炉膛。
5. 冷渣器故障
堵渣、漏风、冷却失效;排渣不畅造成床压过高。
六、启停要点
启动
底料铺设:炉膛底部铺合格床料。 流化试验:冷态流化试验,确认布风均匀,无死床。 点火启动:床上点火 / 床下点火。床下启动燃烧器加热床料,床温升到 450?500℃开始少量投煤,逐步升温至工作床温。
升温速率严格控制,防止耐火材料开裂。
停炉
先停止给煤、石灰石; 维持流化,降温; 床温降至 400℃以下,停止一次风; 注意:热态停炉禁止快速放掉床料,防止耐火材料损坏。
