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提高循环流化床锅炉热效率的措施.ppt
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1、 SKLCC提高循环流化床锅炉热效率的措施华中科技大学煤燃烧国家重点实验华中科技大学煤燃烧国家重点实验室室5/12/20241.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCCCFB锅炉的优点锅炉的优点 燃料适应性特别好燃料适应性特别好 燃烧效率高燃烧效率高 负荷调节性能好负荷调节性能好 灰渣综合利用灰渣综合利用 环境性能特别好:能脱除环境性能特别好:能脱除SO2,NOX和和CO25/12/20242.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC锅炉厂生产的锅炉厂生产的CFB锅炉业绩表(锅炉业绩表(-2007年年3月)月)300MW1
2、35MW200MW100MW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2014214363265/12/20243.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC受热面磨损、爆管。受热面磨损、爆管。耐热防磨层磨损、破裂。耐热防磨层磨损、破裂。风帽磨损与漏灰。风帽磨损与漏灰。冷渣器堵塞与结渣。冷渣器堵塞与结渣。燃烧分层。燃烧分层。燃烧脉动。燃烧脉动。燃烧爆炸。燃烧爆炸。大型大型CFB锅炉运行中的主要问题锅炉运行中的主要问题5/12/20
3、244.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC某台某台135MW CFB锅炉热效率和各项热损失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: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、燃烧温度、燃煤种类、飞灰含碳量、炉渣含碳量、和排烟温度。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,给煤方式及过剩空气系数,燃煤粒度及分布,脱硫,一、二次风比率,给煤
4、方式及灰渣物理热损失。灰渣物理热损失。5/12/20245.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC提高循环流化床锅炉热效率的技术措施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5/12/20246.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC其中:p为碳粒子的燃烬时间,s;T b为燃烧温度,;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。燃烧温度燃烧温度5/12/20247.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC不同不同粗碳
5、粒子粗碳粒子的燃烬时间随燃烧温度的变化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)5/12/20248.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC细碳粒子燃烬时间随燃烧温度的变化 煤粒径 T()(s)0.00
6、80.020.050.080.100.200.500.809500.371.083.145.417.0115.6645.3378.209000.712.055.9410.24 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当当 从从800升高到升高到950时,碳粒子的燃烬时间缩短时,碳粒子的燃烬时间缩短6倍左右倍左右 5/12/20249.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKL
7、CC温度 颗粒粒径 燃尽时间5/12/202410.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC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 5/12/202411.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC提高循环流化床锅炉热效率的技术措施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5/12/202412.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC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
8、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5/12/202413.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC(1)提高燃烧温度提高燃烧温度当燃烧温度从当燃烧温度从900提提高到高到950时,飞灰含时,飞灰含碳量从碳量从22.5%降到降到10%左右,降低了左右,降低了12.5个百个百分点。燃烧温度提高分点。燃烧温度提高1,飞灰含碳量降低,飞灰含碳量降低0.25个百分点。个百分点。5/12/202414.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC当燃烧温度从当燃烧温度从900提高到提高到950时,飞灰含碳量从
9、时,飞灰含碳量从22.5%降到降到15%,降低了,降低了7.5个百分点。燃烧温度提高个百分点。燃烧温度提高1,飞灰含碳量降低了,飞灰含碳量降低了0.15个个百分点。百分点。与煤种与煤种1相比相比,影响程度的不同是由煤的燃烧反应性差异所决定的影响程度的不同是由煤的燃烧反应性差异所决定的。5/12/202415.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC(2)煤种的影响煤种的影响 挥发分低的难燃煤种,如福建龙岩的无烟煤飞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,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
10、。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一般无烟煤的飞灰含碳量比烟煤要高5-10个百个百分点。分点。5/12/202416.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC(3)分离灰循环倍率的影响分离灰循环倍率的影响5/12/202417.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC分离灰循环倍率为分离灰循环倍率为5时,飞灰含碳量为时,飞灰含碳量为12.5%左右。左右。分离灰循环倍率从分离灰循环倍率从3提高到提高到4,飞灰含碳量降低约,飞灰含碳量降低约2.5个个百分点。百分点。从从7提高到提高到8时,降低了时,降低
11、了1个百分点。个百分点。从从14 提高到提高到18时,只降低了时,只降低了0.5个百分点。个百分点。分离灰循环倍率在分离灰循环倍率在2-6之间变化,对飞灰含碳量的影响之间变化,对飞灰含碳量的影响是最有效的。是最有效的。分离灰循环倍率为分离灰循环倍率为7时,飞灰含碳量为时,飞灰含碳量为11%,为进一,为进一步降低飞灰含碳量宜采用尾部降尘灰再循环燃烧。步降低飞灰含碳量宜采用尾部降尘灰再循环燃烧。5/12/202418.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC(4)燃烧偏斜的影响燃烧偏斜的影响某135MW CFB锅炉燃烧偏斜特征5/12/202419.华中科技大学
12、煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC左侧分离器进口烟气温度为左侧分离器进口烟气温度为923,返料温度为,返料温度为867,经分离器后温度降低了,经分离器后温度降低了56。右侧分离器进口烟气温度为右侧分离器进口烟气温度为889,返料温度为,返料温度为956,经分离器后温度升高了,经分离器后温度升高了67。这时这时Cf=11%。若消除了燃烧室上部的燃烧偏斜,飞灰含碳量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。是有可能的。5/12/202420.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC燃烧室深度(m)(左为前墙方向)
13、(5)燃烧氧量供给的影响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:靠前墙靠前墙2m之内含氧量较低,在之内含氧量较低,在3%-6%范围内;范围内;靠后墙靠后墙1.5m之内含氧量较高,在之内含氧量较高,在6%-10%之间;之间;在燃烧室中心区在燃烧室中心区2.5m范围内,含氧量最低,接近于零。范围内,含氧量最低,接近于零。5/12/202421.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC原因原因: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。5/12
14、/202422.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC调整后高坝调整后高坝410t/h CFB锅炉燃烧室深度方向烟气含氧量分布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。加强二次风的穿透能力。在燃烧室出口烟气含氧量为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情况下,燃烧室中心区烟气含氧量从原来的零提高到了的零提高到了3%左右,后墙区含氧量从左右,后墙区含氧量从9%降到了降到了7%。5/12/2
15、02423.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC(6)提高分离器分离效率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;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;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。燃烧室出口飞灰份额大,分离灰循环倍率高。5/12/202424.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC分离效率与循环倍率的关系5/12/202425.华
16、中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC 为保证分离灰循环倍率为为保证分离灰循环倍率为9 对热值为对热值为22.212MJ/kg的的III类烟煤,要求分离器的分离类烟煤,要求分离器的分离效率为效率为98%;对热值为对热值为9.308 MJ/kg 的的类煤矸石,要求分离效率为类煤矸石,要求分离效率为96%。5/12/202426.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC高坝410t/hCFB锅炉飞灰含碳量与粒径的关系 37 m的灰粒,的灰粒,Cf为为1%左右左右6-18 m的灰粒,的灰粒,Cf=28%。降低降低6-18 m灰粒
17、的灰粒的Cf是提高燃烧效率的关键是提高燃烧效率的关键5/12/202427.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC偏心排气管旋风分离器偏心排气管旋风分离器 480t/h CFB锅炉:锅炉:偏心偏心556mm;加速段,向下倾斜加速段,向下倾斜10;倒锥形,锐角取倒锥形,锐角取5.2。5/12/202428.华中科技大学煤燃烧国家重点实验室华中科技大学煤燃烧国家重点实验室 SKLCC分离器改造前后对比分离器改造前后对比改造后的分离器的改造后的分离器的dc50,从,从180 m降为降为80 m,分离效率明显提高、飞灰含碳量明显降低。分离效率明显提高、飞灰含碳量明
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