《提高循环流化床锅炉热效率的措施.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《提高循环流化床锅炉热效率的措施.pptx（63页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、2023/3/241CFB锅炉的优点 燃料适应性特别好 燃烧效率高 负荷调节性能好 灰渣综合利用 环境性能特别好：能脱除SO2,NOX和CO2第1页/共63页2023/3/242锅炉厂生产的CFB锅炉业绩表（-2007年3月）300MW135MW200MW100MW等级等级50MW等级等级哈锅哈锅74731044东锅东锅5401725上锅上锅822618济锅济锅655159武锅武锅617无锅无锅1874杭锅杭锅125太锅太锅24总数总数201421436326第2页/共63页2023/3/243受热面磨损、爆管。耐热防磨层磨损、破裂。风帽磨损与漏灰。冷渣器堵塞与结渣。燃烧分层。燃烧脉动。燃烧爆
2、炸。大型CFB锅炉运行中的主要问题第3页/共63页2023/3/244某台135MW CFB锅炉热效率和各项热损失热效率碳未完全燃烧热损失q4化学未完全燃烧热损失q3排烟热损失q2散热损失q5灰渣物理热损失q690.282.9305.670.530.59影响循环流化床锅炉热效率的主要因素有：燃烧温度、燃煤种类、飞灰含碳量、炉渣含碳量、和排烟温度。过剩空气系数，燃煤粒度及分布，脱硫，一、二次风比率，给煤方式及灰渣物理热损失。第4页/共63页2023/3/245提高循环流化床锅炉热效率的技术措施 1.适当提高燃烧温度第5页/共63页2023/3/246其中:p为碳粒子的燃烬时间，s；T b为燃烧温
3、度，；dp为碳粒子直径，cm。碳粒子的燃烬时间与燃烧温度有关，提高燃烧温度能明显的缩短碳粒子的燃烬时间。燃烧温度第6页/共63页2023/3/247不同粗碳粒子的燃烬时间随燃烧温度的变化 煤粒径 165.47127.73.74.0557.1640.9425.5811.4580089.4267.4939.1230.2021.1313.516.0585046.1935.6620.6715.6911.437.143.2090024.4318.8010.928.436.033.771.6995010.08.05.04.03.02.01.0 (mm)T()(min)第7页/共63页2023/3/248细
4、碳粒子燃烬时间随燃烧温度的变化 煤粒径 T()(s)0.0080.020.050.080.100.200.500.809500.371.083.145.417.0115.6645.3378.209000.712.055.9410.24 13.2629.6485.80148.018501.343.8811.2419.3825.1156.10162.40 280.148002.547.3521.27 36.68 47.52 106.18 307.38 530.21mm当 从800升高到950时，碳粒子的燃烬时间缩短6倍左右 第8页/共63页2023/3/249温度 颗粒粒径 燃尽时间第9页/共63
5、页2023/3/2410燃烧温度（）当燃烧温度从870提高到920，燃烧温度增加50时，锅炉燃烧效率提高了2个百分点左右 第10页/共63页2023/3/2411提高循环流化床锅炉热效率的技术措施2.降低飞灰含碳量提高锅炉燃烧效率第11页/共63页2023/3/2412影响飞灰含碳量的主要因素l燃烧温度l煤的种类l分离飞灰的循环倍率l燃烧室上部燃烧偏斜l燃烧氧量的供给l分离器的分离效率l除尘灰再循环燃烧第12页/共63页2023/3/2413(1)提高燃烧温度当燃烧温度从900提高到950时，飞灰含碳量从22.5%降到10%左右，降低了12.5个百分点。燃烧温度提高1，飞灰含碳量降低0.25个
6、百分点。第13页/共63页2023/3/2414当燃烧温度从900提高到950时，飞灰含碳量从22.5%降到15%，降低了7.5个百分点。燃烧温度提高1，飞灰含碳量降低了0.15个百分点。与煤种1相比,影响程度的不同是由煤的燃烧反应性差异所决定的。第14页/共63页2023/3/2415(2)煤种的影响 挥发分低的难燃煤种，如福建龙岩的无烟煤飞灰含碳量较高；挥发分高的易燃煤种，如烟煤，褐煤等，飞灰含碳量较低。一般无烟煤的飞灰含碳量比烟煤要高5-10个百分点。第15页/共63页2023/3/2416(3)分离灰循环倍率的影响第16页/共63页2023/3/2417分离灰循环倍率为5时，飞灰含碳量
7、为12.5%左右。分离灰循环倍率从3提高到4，飞灰含碳量降低约2.5个百分点。从7提高到8时，降低了1个百分点。从14 提高到18时，只降低了0.5个百分点。分离灰循环倍率在2-6之间变化，对飞灰含碳量的影响是最有效的。分离灰循环倍率为7时，飞灰含碳量为11%，为进一步降低飞灰含碳量宜采用尾部降尘灰再循环燃烧。第17页/共63页2023/3/2418(4)燃烧偏斜的影响某135MW CFB锅炉燃烧偏斜特征第18页/共63页2023/3/2419左侧分离器进口烟气温度为923，返料温度为867，经分离器后温度降低了56。右侧分离器进口烟气温度为889，返料温度为956，经分离器后温度升高了67。
8、这时Cf=11%。若消除了燃烧室上部的燃烧偏斜，飞灰含碳量Cf 8%是有可能的。第19页/共63页2023/3/2420燃烧室深度(m)(左为前墙方向)(5)燃烧氧量供给的影响高坝电厂410t/h CFB锅炉燃烧室深度方向烟气含氧量分布：靠前墙2m之内含氧量较低，在3%-6%范围内；靠后墙1.5m之内含氧量较高，在6%-10%之间；在燃烧室中心区2.5m范围内，含氧量最低，接近于零。第20页/共63页2023/3/2421原因：前墙缺氧：回料管给煤，煤燃烧消耗了氧气；后墙富氧：燃烧少耗氧少；中心区缺氧：二次风穿透能力弱，送不到中心区，引起了供氧不足。第21页/共63页2023/3/2422调整
9、后高坝410t/h CFB锅炉燃烧室深度方向烟气含氧量分布调整燃烧室前后墙的二次风量，增加前部供风量，减少后部供风量，和加强二次风的穿透能力。在燃烧室出口烟气含氧量为3%-4%的情况下，燃烧室中心区烟气含氧量从原来的零提高到了3%左右，后墙区含氧量从9%降到了7%。第22页/共63页2023/3/2423(6)提高分离器分离效率分离器的分离效率与分离灰循环倍率的关系：m为分离灰循环倍率，c为分离器分离效率，Ay为燃煤灰分含量，为飞灰份额。分离效率高，分离灰循环倍率大；煤中灰份含量高，分离灰循环倍率大；燃烧室出口飞灰份额大，分离灰循环倍率高。第23页/共63页2023/3/2424分离效率与循环
10、倍率的关系第24页/共63页2023/3/2425 为保证分离灰循环倍率为9 对热值为22.212MJ/kg的III类烟煤，要求分离器的分离效率为98%；对热值为9.308 MJ/kg 的类煤矸石，要求分离效率为96%。第25页/共63页2023/3/2426高坝410t/hCFB锅炉飞灰含碳量与粒径的关系 37 m的灰粒，Cf为1%左右6-18 m的灰粒，Cf=28%。降低6-18 m灰粒的Cf是提高燃烧效率的关键第26页/共63页2023/3/2427偏心排气管旋风分离器 480t/h CFB锅炉：偏心556mm；加速段，向下倾斜10；倒锥形，锐角取5.2。第27页/共63页2023/3/
11、2428分离器改造前后对比改造后的分离器的dc50，从180 m降为80 m，分离效率明显提高、飞灰含碳量明显降低。同样的脱硫效率，改造后的Ca/S下降40%。第28页/共63页2023/3/2429(7)除尘灰再循环燃烧 R=0.3，Cf从23%降到13%R=0.6，Cf从23%降低到4%高坝410t/hCFB锅炉第一电场除尘灰再循环燃烧，Cf从28%降到13%，c达到设计值97.2%。第29页/共63页2023/3/2430石家庄永泰热电厂75t/h CFB锅炉 锅炉改造前后飞灰含碳量和热效率比较序号项目3号锅炉4号锅炉改造前改造后改造前改造后1飞灰含碳量（%）42.52043.321.8
12、2正平衡热效率（%）76.2868085第30页/共63页2023/3/2431镇海220t/h CFB锅炉改造前后飞灰含碳量比较 电 场改造前（%）改造后（%）一电场4318.0二电场54.745.7三电场45.640.2第31页/共63页2023/3/2432提高循环流化床锅炉热效率的技术措施3.降低床底渣含碳量第32页/共63页2023/3/2433粗粒子在浓相床内的停留时间：Hb-静止床料高度，m；Fd-布风板面积，m2；b-静止床料的堆积密度，kg/m3；B为燃煤消耗量，kg/h；为燃煤中粗粒子的份额。第33页/共63页2023/3/2434粗粒子在浓相床内的停留时间（75t/h C
13、FB锅炉）煤热值（MJ/kg）4.188.3612.5416.7220.9025.08煤耗（kg/h）660003300022000165001320011000粗粒子份额（）0.50.4停留时间r（min）6.212.418.619.824.829.8第34页/共63页2023/3/2435热值为25.08MJ/kg的高热值优质煤，为29.8min；热值为4.18MJ/kg的低热值煤，为6.2min。高热值煤的停留时间为低热值煤的5倍。这就是CFB锅炉烧低热值煤床底渣含碳量高的原因。第35页/共63页2023/3/2436对于75t/hCFB锅炉（比较前面的数据）烧热值16.72MJ/kg煤
14、：l在950的燃烧温度下，所有粗粒子的停留时间大于燃 烬时间，床底渣烧透；l当燃烧温度为900时，大于4mm的粗粒子停留时间小于燃烬时间，存在夹碳损失；l当燃烧温度为850，大于2mm的粒子停留时间小于燃烬时间，存在夹碳损失；l当燃烧温度为800时，大于1mm的粒子停留时间小于燃烬时间，存在夹碳损失；第36页/共63页2023/3/2437烧热值低于12.54MJ/kg的劣质煤，燃烧温度小于900时，所有大粒子的燃烬时间大于其停留时间，床底渣均有夹碳损失。第37页/共63页2023/3/2438降低床底渣含碳量的技术措施 设计锅炉时：保证粗粒子在浓相床内的停留时间大于其燃 烬时间。烧劣质煤时，
15、宜将床截面积大一 些，流化速度取低一点，料层厚度设计厚一 些。锅炉运行时：维持合理燃烧温度，适当提高料层厚度。制备合适粒度及大小分布的燃煤，防止燃烧分 层。第38页/共63页2023/3/2439135MW CFB锅炉燃烧室的截面燃烧温度的分布 后后 墙墙904.8 875.7839.5903.0878.7709.5747.7883.0939.1693.5380.5186.2190.0329.6799.2576.9277.5A 侧侧 B 侧侧834.9581.2789.8309.9163.2281.2619.9349.8217.8239.3209.3611.1246.6248.5271.131
16、5.2199.1209.473.32190.5222.7218.1863.1 855.3 232.7225.0151.1210.2238.2236.4左炉膛出口左炉膛出口前墙前墙左炉膛出口左炉膛出口8005786.4第39页/共63页2023/3/2440l图中部43个温度测点离布风板300mm，温度相差大（151.1-939.1）；l占燃烧室截面积的5/6，高度估计有300mm到500mm的区域，温度低于790，发生燃烧分层；l 估计1/3的浓相床区域发生了燃烧分层，粗粒子在浓相床内停留时间减少了约1/3；第40页/共63页2023/3/2441135MW CFB分层燃烧发生的原因 l 排渣
17、出口从4个改为2个l 排渣口布置不均匀l 风帽出口小孔风速偏低(25m/s)消除分层燃烧现象，将床底渣含碳量从4%降到2%以下是有可能的。第41页/共63页2023/3/2442提高循环流化床锅炉热效率的技术措施4.降低排烟温度，减少排烟热损失第42页/共63页2023/3/2443影响排烟热损失的主要两个因素排烟温度(130 140)过剩空气系数(1.35 1.40)第43页/共63页2023/3/2444降低排烟温度的技术措施l将光管省煤器改为螺旋管省煤器，增加受热面;l定期吹灰，清理受热面；l降低排烟温度，排烟温度降低15，锅炉热效率提高约1%。第44页/共63页2023/3/2445提
18、高循环流化床锅炉热效率的技术措施1、根据燃煤性质，设计CFB锅炉技术路线，包括煤制备系统、炉膛结构、分离器型式等，制定恰当的运行策略；2、适当提高炉膛燃烧温度；3、通过提高燃烧温度、分离器效率、保证炉膛中心区氧量供应、避免燃烧偏斜、电除尘灰再循环等措施降低飞灰含碳量4、布置适量排渣口、保证布风质量和燃煤级配，通过运行调整，避免燃烧分层，降低炉渣含碳量；5、适当降低排烟温度（130-140 ）。第45页/共63页2023/3/2446谢 谢华中科技大学煤燃烧国家重点实验室第46页/共63页2023/3/2447提高循环流化床锅炉热效率的技术措施5.优化燃烧调整和控制 第47页/共63页2023/
19、3/2448优化燃烧u提高燃烧效果，900-950u改善脱硫效果，830-880u控制NOX的生成量200mg/Nm3-400 mg/Nm3之间，(830-930)第48页/共63页2023/3/2449烟气成分检测烟气成分包括O2、NO2（NO）、N2O、SO2（SO3）、CO2、CO、N2等。根据O2，CO和CO2含量控制空气量根据SO2含量控制石灰石加入量根据NOX含量控制燃烧温度 第49页/共63页2023/3/2450雷曼激光气体分析仪 l可同时多点检测多种气体；l检测精度高；l检测速度快，可达毫秒级的响应时间；l是一种工业级产品，可在各种恶劣环境中长期稳定运行；l可以将测得的数据或
20、模拟信号传输给电厂控制部门，实现燃烧的优化闭环控制；l能通过区域网或因特网进行远程操作，将数据传输到控制室或上级监测部门，实现实时监测。第50页/共63页2023/3/2451激光气体成分分析仪的工作原理第51页/共63页2023/3/2452激光气体分析仪的特点l测量气体可达300种以上；l测试速度快，达毫秒级；l测量范围大，精度高；l同时测8种气体；l就地安装；l全自动。第52页/共63页2023/3/2453激光气体分析仪的种类实验室型移动型现场安装型第53页/共63页2023/3/2454实验室型实验室型LGALGA第54页/共63页2023/3/2455移动型移动型LGALGA第55
21、页/共63页2023/3/2456LGALGA的系统安装的系统安装第56页/共63页2023/3/2457LGALGA显示屏幕显示屏幕第57页/共63页2023/3/2458LGALGA的测试数据图的测试数据图第58页/共63页2023/3/2459LGA在火电厂中的应用l同时检测CO2，O2，CO，SO2，NOX，CxHy，SO3和N2，为优化燃烧和脱硫过程提供测试数据。lCO2低 O2多，减少空气供给量。lSO2高，添加石灰石，调整燃烧温度。lNOX高，调整分级空气量的比率、总空气量和燃烧温度。l美国电厂锅炉装了LGA和采取燃烧过程自动控制之后，燃烧效率提高了0.5%3%。第59页/共63页2023/3/2460LGA系统安装在电力行业煤燃烧中的应用第60页/共63页2023/3/2461激光气体分析仪在火电厂中的应用第61页/共63页谢 谢华中科技大学煤燃烧国家重点实验室第62页/共63页2023/3/2463感谢您的观看！第63页/共63页