循环流化床790802939.ppt
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1、1,4-5 洁净煤发电技术与常压循环流化床,我国的SO2排放量居世界第一 酸雨区域已经蔓延到40%的国土面积 10空气最差的城市一个印度九个中国。,煤清洁燃烧和循环流化床技术,整体煤气化联合循环(IGCC) 增压流化床燃烧联合循环(PFBC) 常压循环流化床燃烧(CFBC) 超临界煤粉炉+烟气净化(SCPC-FGD-SCR),流化床燃烧,流态化现象,流型气速,流态及其转变,膨胀床 初始流化或临界流化状态 鼓泡流化床 湍流床 快速床 输送床、稀相或贫相流化床,理想流化床的压降、空隙率与流速的关系,颗粒分类,流化床的特点,颗粒的流动平稳,类似于液体。 固体颗粒混合迅速均匀。 气体与固体颗粒之间的传
2、热和传质速率高。 流化床与浸入表面间的传热系数较大。 由于颗粒浓度高、体积大,可低温运行 气体流动状态难以描述 颗粒的停留时间不均匀 磨耗需要经常补料。 床内埋件表面和床四周壁面磨损严重。 能耗较高。,临界流化速度的实测方法,散式流态化和鼓泡流态化,夹带和扬析是两个不同的概念 TDH,鼓泡床,鼓泡床-拉拉长,燃料适应性较广 低NOx; 燃烧中低成本降SO2; 灰渣综合利用;,密相区埋管-磨损; 颗粒未燃尽-燃烧效率; 停留时间较短; 稀相区受热面利用效率; 截面热负荷较低,鼓泡流化床燃烧技术特点,燃料适应性较广,高灰份低热值的煤种; 采用分级送风和低温燃烧,控制NOx; 燃烧过程中加石灰石脱硫
3、,低成本降低SO2; 燃烧温度低,灰渣有利于综合利用; 密相床床内气固混合充分。,密相区必须布置埋管以降低床温-埋管的磨损; 未燃尽细颗粒大-固体未完全燃烧热损失-燃烧效率; 停留时间较短,混合程度较弱-脱硫效率低; 稀相区受热面的使用效率低; 截面热负荷较低-床截面积较大,循环流化床锅炉不但具有上述鼓泡床的优点 而且其自身的特点使得循环床克服了鼓泡床所固有的缺点。,循环流化床燃烧技术优点,煤的适应性好 燃烧效率高 燃烧强度高 石灰石脱硫效果好 NOX的生成量减少,负荷变化范围大 调节特性好 无埋管磨损 启动、停炉时间短 燃料制备系统简化 CO的排放较小,典型循环流化床锅炉发电系统,典型循环流
4、化床燃烧技术,发展历史 七十年代,Lurgi第一个循环流化床的专利权 270 t/h85.9.1杜易斯-一年多完善改造 ABB-CE160MW,德州Waco,90.9/91.10 ALSTROLM市场份额达40%左右 FW 92年上半年正式签订了250MW合同 法国的普理旺斯电站250MWe,循环床锅炉与其他锅炉比较,循环流化床气固两相流动,循环流化床是一个床加一个循环闭路,是一个装置系统 鼓泡床、湍流床和快速床是气固两相流动的流态 循环流化床中的气固两相流动状态可以是鼓泡流态化,也可以是湍流流态化,甚至快速流态化 湍流床和快速床必须是循环流化床。,循环流化床锅炉的构成,初始快速流态化速度Uc
5、关, Uc=(3.54.0)Ut 最小循环量 返料的流动型式和料封能力,达到快速床的条件,气固两相流中的气固分离,颗粒尺寸与分离器 切割粒径 分级分离效率 总分离效率 粒径分布,8.1循环流化床锅炉原理,鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的燃烧技术 处于鼓泡床和气力输送燃烧之间,组成部分,主循环回路: 炉膛 气固分离器 固体粒子回送装置 外部热交换器。,尾部烟道: 再热器 过热器 省煤器 空气预热器,流化床的流动特性,气泡与颗粒循环,气泡存在的客观性及必要性,颗粒循环的动力,wether,气泡形成,循环流化床的内外循环,外加床料,多采用沙子或外加灰; 少量的细粉燃料; 新添入的和已经失效的脱硫剂
6、; 煤里自身的灰份。,100-300m 46m/s,稀相区环核结构的流动示意图,循环流化床气固两相流性质,物料浓度分布 贴壁流 形成浓度分布是有条件的 分离器 回送装置 物料来源 浓度分布是有意义的,循环床中的气固两相流动,循化床中气固两相流动的宏观表现,循环流化床锅炉的传热,燃烧室受热面传热 物料浓度-固体颗粒 燃烧室的温度 近壁区贴壁下降流 粒径 受热面的结构尺寸 尾部对流受热面的传热,循环流化床的传热过程与分区热平衡,单颗粒燃烧过程 密相区燃烧行为 颗粒团燃烧行为 燃烧行为的宏观表现-燃烧份额,3.3 循环流化床锅炉的燃烧过程分析,单颗粒燃烧过程,密相区燃烧行为分析,CO O2并存,颗粒
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