飛灰再循環專利
1、如何降低循環流化床鍋爐的飛灰含碳量?
鍋爐床溫的影響,提高鍋爐床溫,能夠有效降低飛灰含碳量;相反,鍋爐床溫低,飛灰含碳量自然就高。當然盡量提高鍋爐的運行負荷百分比,也能令鍋爐床溫升高,一次通過燃燒室燃燒的粒子(分離器收集不下來的粒子)燃盡度自然也較高,飛灰含碳量就低;相反,飛灰含碳量就高。過量空氣系數的影響。調整好一二次風的配比,有效地降低飛灰、灰渣含碳量,是保證鍋爐經濟燃燒的主要手段。運行中適當提高過量空氣系數,增加燃燒區的氧濃度,有助於提高燃燒效率。入爐煤的粒徑和水分的影響:顆粒過大,一方面床層流化不好,另一方面,碳粒總表面積減少,煤粒的擴散阻力大,導致反應面積小,延長了顆粒燃盡的時間,顆粒中心的碳粒無法燃盡而出現黑芯,降低了燃燒效率,同時造成循環灰量不足,稀相區燃燒不充分,出力下降。另外,大塊沉積,流化不暢,局部結焦的可能性增大,排渣困難。顆粒過小,床層膨脹高,易燃燒,但是易造成煙氣夾帶,不能被分離器捕捉分離而逃逸出去的細顆粒多,對燃盡不利,飛灰含碳量高。顆粒太小,由於煤粉在爐內停留時間過短,燃不盡,飛灰含碳量就大。分離器分離效率的影響:分離器分離效率高,切割粒徑小,飛灰含碳量低;相反,分離器分離效率低,切割粒徑大,飛灰含碳量高。除塵灰再循環燃燒的影響對難燃盡的無煙煤,採取分離灰循環燃燒之後,飛灰含碳量仍比較高。為了進一步降低飛灰含碳量,一個比較有效的措施是採用除塵灰再循環燃燒。
2、電廠鍋爐煙風道系統的停止步驟
正常停爐操作:
⑴
逐漸減少煤量和風量,將負荷降至50%,保持正常床溫。
⑵
負荷降至30%時,給水切旁路運行,停止連排。
⑶
過熱汽溫、再熱汽溫調整切手動,視情況關閉減溫水截止門。
⑷
維持汽包正常水位,必要時,將汽包水位切換到手動方式。
⑸
負荷降至30%時,聯系汽機投I、II級旁路。
⑹
床溫降至760℃前,投入床上啟動燃燒器,床上啟動燃燒器投入前應先停布袋除塵,停飛灰再循環系統。
⑺
減少給煤量至最小值,停運石灰石系統,停運給煤機。
⑻
錐形閥切至手動。(必須保證冷卻水正常)
⑼
床溫降到450℃時,停止床上啟動燃燒器,鍋爐熄火,關閉各燃油角閥手動門。
⑽
鍋爐吹掃5min,當床溫降至400℃時,若不需快速冷卻,可停風機。
⑾
緩慢關閉一次、二次風機入口擋板,停一、二次風機。
⑿
確認冷渣器達停運條件,停運冷渣器,停冷卻水泵,停冷渣器流化風機,停排渣系統。
⒀
關閉引風機入口擋板,停引風機,60s後,停高壓流化風機。
⒁
嚴密關閉各風門擋板,使機組進入備用狀態。
3、循環流化床鍋爐停電應急預案,
流化床鍋爐運行事故應急處理預案
一 .超溫結焦的處理
(一)事故原因:當流化床鍋爐的燃燒溫度達到灰的熔點溫度時,流化床、返料器等處就會產生灰渣結焦現象,致使鍋爐停止運行。
(二)急救措施、解決方案:當流化床溫度上升較快,有超溫的趨勢時,應立即停止給煤,大幅度增加一次風量以降低床溫。如果給煤自動控制時,應將自動改為手動,床溫正常以後再恢復自動。當床溫穩定以後,減少一次風量,逐步增大給煤量,恢復正常燃燒。同時密切注意風室壓力、床層壓力及爐膛出口差壓值的變化,如壓力值下降或存在較強烈的波動現象,應考慮床料是否有局部結焦現象,當床溫穩定後,壓爐檢查流化床及近料器,確認無焦,或清除焦塊後,再重新投入運行。如床溫、床壓均正常,應注意適當排灰、排渣,以檢查灰渣排放是否正常,如排灰、排渣不正常,也應採取壓爐措施檢查,是
否結焦,並查明排灰排渣不正常的原因。
(三)注意事項:在壓爐檢查時,應注意檢查分離器及返料器、返料斜管是否存在結焦和堵塞。切不可在已發現有異常情況時,強行運行,以防擴大事故,增加處理的難度。
二. 低溫熄火的處理
(一)事故原因:當流化床燃燒風煤比不當,給煤量不足或給煤設備發生故障斷煤,床溫下降,低於燃燒的正常溫度時,會導致熄火事故。
(二)急救措施、解決方案:當床溫下降較快且幅度較大時,應立即檢查是否斷煤、卡斗,並及時調整給煤量,減少一次風量,直至最小運行風量,但不宜小於相應床料厚度的冷態臨界風量。調整爐膛微負壓運行。必要時,可關閉返料流化風,停止返料,關閉二次風門,停止輸送二次風,待爐溫穩定和回升時,再逐步恢復返料量、二次風。如床溫低於650℃以下再繼續下降較快時應停止給煤,停止一次風,壓爐悶火,利用爐牆溫度加熱床料。悶爐時間一般為15min左右。必要時,可打開爐門,查看床料火色,呈紅色,可關閉爐門,直接啟動,恢復鍋爐正常運行。檢查時,注意下部底料溫度,如果床料較厚時,可排放部分底料,也可從爐門處往外扒出底料表面溫度較低的一層爐料,再啟動鍋爐。啟動時,注意一次風不宜提升過快,一般啟動風機投入給煤時,給煤量不宜過大,注意爐溫是否回升,如回升,可逐步增加風量到臨界流化風量穩定一段時間,待床溫快速回升時,再逐步提升一次風,並調整給煤量。給煤量應遠小於正常運行煤量,以免給煤量過大,一旦床溫正常,燃燒正常,床內過量的可燃物大量燃燒放熱,床溫無法控制,反過來又出現超溫現象。但床溫恢復到800℃以上,一次風量恢復到正常運行風量時,可控制好床溫,逐步投入二次和返料循環燃燒,使鍋爐完全正常運行。如果檢查底料溫度過低,床料無火色,可開啟點火油系統重新加熱底料,如同冷態升爐一樣重新點火升爐。
(三)注意事項:在處理熄火故障時,應注意床溫變化,控制好給煤量,不能追煤過多,不要勉強拖延,果斷根據實情壓爐悶火,床料過厚量,適當排放冷渣冷灰,重新投入返料時,將冷灰排完後再投入,注意調整爐膛負壓。
三.返料器結焦、不返料的處理
(一)事故原因:循環流化床鍋爐運行中,返料器結焦不返料,會造成鍋爐無法正常運行。
(二)急救措施、解決方案:當返料器出現超溫、不返料的異常現象時,應調整燃燒,及時停爐壓火,打開返料器檢查門進行檢查。如結焦,應及時清除,並檢查分離器、返料斜管是否結焦並進行清除,同時,分析結焦的原因,防止重復發生。如果鍋爐流化床正常,沒有超溫,也沒有大量排灰,排渣現象,返料器內也無其他雜物,如耐火磚、混凝土塊等,應注意檢查返料器流化風室及放灰管、返料風的送風系統。如放灰管破裂,應修復;排灰口漏風嚴重,應用耐火混凝土密實,消除一切影響流化的因素。如返料器內既不結焦,也無其他異常情況,應考慮返料器溫度計是否損壞,更換損壞的熱電偶或導線。
(三)注意事項:應注意檢查返料器是否漏風,是否流化風量調整過大,使返料風返竄至分離器,造成分離器分離效果降低,使循環灰濃度下降。
四.分離器結焦、堵灰、分離效果差的處理
(一)事故原因:返料器工作正常時,循環灰在分離器內是不滯留的,所以,分離器一般不會積灰和結焦。但如果返料不正常,或者分離器耐火內襯損壞剝離,造成返料器、分離器料腿堵料時,分離器便會發生堵灰和結焦。
(二)急救措施、解決方案:如果返料器溫度正常,排灰正常,灰濃度過低,應注意檢查燃料是否顆粒過細,如果顆粒過細,應注意降低一次風量運行,盡量養厚床料,如還是不行,可適當加強飛灰再循環量,待有機會時,再停爐檢查分離器是否損壞。如果有條件時,可以改變燃料質量,摻燒其他燃料。一旦返料器呈現不返料、排灰不正常,或溫度下降等現象時,應及時採取壓火停爐措施,檢查返料器和分離器,以便及時消除故障,防止分離器嚴重堵灰或結焦,給處理增加難度。一般返料器只要停止返料幾分鍾,循環灰便有可能由料腿堵上分離器,一旦堵上去,而且又結焦時,很難處理。只要堵灰不嚴重,處理及時,只要壓火幾分鍾即可排除故障。
(三)注意事項:如果分離器掉內襯,應注意清除干凈,尤其是升爐前的冷狀態,必須將那些將要掉、但還不掉的內襯及混凝土塊,用外力將其捅掉,以免運行時,受熱後因應力作用而松動掉落,影響正常運行。對於損壞剝落,形成裂紋的現象應及時修復,以免影響分離效果。
五.循環灰濃度過高的處理
(一)事故原因:循環流化床鍋爐運行中,會因循環灰濃度過高,通風阻力過大,流化質量遭到破壞而塌床停爐。循環流化床鍋爐的出力與爐膛出口處差壓值的控制范圍存在密切的聯系。因此,在正常運行中,當供熱負荷較重,運行床料較厚,懸浮段稀相區差壓值較大時,一旦出現風室壓力大幅波動現象,即說明循環灰流量過高,床內極有可能發生流化質量惡化的騰涌現象。
(二)急救措施、解決方案:這時,應果斷採取排放循環灰及冷渣,適當降低循環物料量及床料,改善流化質量,並應適當減少供熱負荷,穩定鍋爐運行工況。 (三)注意事項:在排灰、排渣時,不宜在短時間大量排放,以防床溫控制不住。如果床壓劇烈波動,應立即停止給煤,壓火停爐。適當排放冷渣,同時排放循環灰,待爐內物料量控制在適當的厚度後再重新啟動鍋爐,恢復正常運行。
六. 循環灰濃度過低的處理
(一)事故原因:循環流化床鍋爐運行時,灰濃度過低,會降低稀相區的燃燒份額,降低爐內,降低爐內水冷壁的傳熱,影響鍋爐出力。嚴重時,養不起床料,使密相區物料量越來越少,顆粒越來越粗,流化質量越來越差,嚴重時會造成薄料層局部高溫結焦。
(二)急救措施、解決方案:當鍋爐床料提升不起灰濃度過低時,應注意調整風量,維持一次風最小運行風量,適當增大二次風量。可在給煤機前給煤中適當摻燒冷料,以補充床料,也可以利用壓爐的機會由爐門往爐內投入冷料,適當加厚床料。
(三)注意事項:注意改善原煤質量,增加含灰和矸石成分稍多的燃料,使用混合燃料,同時注意檢查返料器,消除漏風,關小返料風。
4、關於循環流化床鍋爐燃燒效率分析的材料誰有?謝謝!
近年來我國推出的流化床鍋爐結構類型已有若干種,從受熱面布置來說,有密相床帶埋管的,有不帶埋管的;流化速度有的低至3-4米/秒,有的高至5-6米/秒;分離器的種類更多,如高溫旋風分離器;中溫旋風分離器、卧式旋風分離器、平面流百葉窗、槽形鋼分離器等型式,都稱之為循環流化床鍋爐。但從機理看,是否屬於CFBB還有待商椎。
眾所周知,流化床鍋爐分為兩大類:鼓泡流化床鍋爐(BFBB)和循環流化床鍋爐(CF-BB)。到目前為止,二者之間尚無明確而權威的分類法,有人主張以流化速度來分類,但從氣固兩相動力學來看,風速相對於顆粒粒徑、密度才有意義,還有人主張以密相區是鼓泡還是湍動床或快速來區分,但鍋爐使用的是寬篩力燃料,以煤灰為床料的鍋爐往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。還有人以是否有灰的循環為標准等等,都有些顧此失彼。以作者之見,我們不妨從燃燒的機理上來分。鼓泡床鍋爐的燃燒主要發生在爐膛下部的密相區,如我國編制的《工業鍋爐技術手冊(第二冊)》推薦,對於一般的矸石煙煤、貧煤和無煙煤密相區份額高達75%-95%,燃燒需要的空氣也主要以一次風送入床層.循環流化鍋爐的一次風份額一般為50%-60%。密相床的燃燒份額受流化速度、燃料粒徑及性質、床層高度、床溫等影響在上述數值的上下波動。其餘的燃料則在爐膛上部的稀相區懸浮燃燒,所以在燃燒的機理上,BFBB接近於層燃爐,而CFBB更接近於室燃爐,二者在這一方面存在著極大的差異,所以以此劃分似乎更為合理。
鼓泡流化床鍋爐密相床的燃燒份額大,需布置埋管受熱面以吸收燃燒釋放。埋管的傳熱系數高達220-270KW/MC比CFBB爐膛受熱面的100-500kw/m2℃離得多盡管BFBB稀相區內的傳熱系數比要低,但因在稀相層內的吸熱量所佔份額較小,總的來說,對於容量較小的鍋爐BFBB結構受熱面的鋼耗量要少小些,BFBB的燃燒主要在相床給煤的平均粒徑偏大,煤破碎設備較為簡單,電耗也底流化速度低,細煤粒在懸浮斷停留時間長,爐膛也做的低。雖埋管有磨損,但如防磨損失處理得好,一般橫埋管可用五年,豎埋管可用…….採用尾部飛灰再循環,BFBB的燃燒效率可達97%,如在爐膛出口安裝分離器實現熱態飛灰再循環,則可高達98-99%,但此時裝設分離器的目的主要是為了提高燃燒效率而不是象CFBB主要上為了改變爐內的燃燒傳熱機理。
CFBB的截面熱負荷是BFBB的2-3倍(從上至下加起來的熱負荷,而不是一層),利於大型化,爐膛內溫度均勻,大氣污染物排放低,燃燒效率高(可達99%以上)是在BFBB技術上的進步,具有更優越的性能,但因分離器不能捕集到細小煤粒,就需要較高爐膛,對煤的破碎粒度及操作控制等都要求較高,投資大且技術復雜,所以CFBB爐型對中小容量鍋爐並無明顯優勢,因而國外一些研究者認為,BFBB適用於50t/h以下容量,CFBB適用於220t/h以上容量,在50-220t/h容量范圍內二者共存。
我國在過去許多年中,建造了近3000台沸騰爐(即BFBB)雖然其在燃燒劣質煤方面發揮了極大的作用,但上於一直在低水平上運行,飛灰量大,含炭高,鍋爐效率低下,再加上除塵方面投資不足,煙塵治理沒得到很好解決,致使沸騰爐有點聲名不佳。CFBB出現之後,人們便紛紛打出循環流化床鍋爐的牌子,推出了不少爐型,如清華大推出的低攜帶率循環床鍋爐,哈工大與北鍋開發的帶埋管和槽型分離器的循環床鍋爐等,實際上都是BFBB。但它們是改進了的沸騰爐,把沸騰爐技術提高到了較高的水平,這些爐型在工業鍋爐和熱電聯供鍋爐范圍內有著極強的生命力,所以我們應當為BFBB的新成績歡呼,正其位,恢復其名譽,並在一定的鍋爐容量范圍內發展這種BFBB。
我國的BFBB數量居世界之首,有著長期的運行經驗,故改進的BFBB技術的成熟程度較高。而CFBB技術尚有待完善和提高,在眾多爐型的選擇上,首先應分清其屬於BFBB還是CFBB,然後再考慮其它技術指標及可靠程度,本文以下的章節則主要是針對CFBB而言,對一些二者通用的技術,則皆適用。
流化速度
流化速度對CFBB最直接最主要的影響是其對循環物料揚折夾帶的作用。隨著V的增加,夾帶量以增長的速度快速增加.早期國外的CFBB如Lurgi技術等,V高達8-12M/S,隨著高流速帶來磨損及能耗等問題,逐漸降至目前的6M/S左右,我國CFBB技術開發較晚,初期因擔心上述問題,有些爐子曾設計的V較低(4-5M/S)運行中發現循環物料不足,將風速提高後,狀況大為改觀,現也提高到5.5-6M/S,與國外爐子比較接近。
煤的粒徑與煤質分折
CFBB的流化速度很高,床料粒徑大亦可流化起來,如文獻中可見,入爐煤粒范圍可達0-12,0-20,0-25MM等,隨廠家和煤種不同而給出的允許范圍不同,比BFBB允許燃料粒度范圍要寬,最大允許粒徑也大。但根據我們的研究和國外的一些文獻報導,實際上CFBB使用的燃料平均粒徑比BFBB的要小得多。BFBB的平均燃料粒徑達1-2MM,CFBB的平均粒徑只有300-400UM,嚴格地說,CFBB要求燃料中有較大比例的終端速度小於流化速度的細顆粒,以使得這些細煤粒一旦入爐後能被吹到懸浮段空間去燃燒,並且同時起到增加循環物料量的作用。燃料粒徑的影響主要表現在其對密相床燃燒份額和物料平衡的影響上,燃料細粒多,密相床燃燒份額小,循環物料量大。
CFBB入爐燃料粒度分布的確定與選擇,與流化速度的選取有關,可見粒徑對二者的影響是很大的,選定的粒度分布,應能保證在已確定的流化速度條件下,有足夠細煤粒吹入懸浮段,以保證上部的燃燒份額,以及能形成足夠的床料,保持物料的平衡。
影響入爐燃料粒度的主要因素還有煤的熱爆性質和揮發份含量,熱爆強的煤就可選擇粒度較大,大煤粒入爐後受熱爆裂可形成份額增加,此時入爐煤的粒度分布可放寬。
一、 二次風配比
把燃燒需要的空氣分成一、二次風從不同位置分別送入流化床燃燒室,在密相床內形成還原性氣氛,實現分段燃燒,可大大降低熱力型NOX的形成,這是CFBB的主要優點之一,但分成一、二次風的目的還不僅僅如此,一次風比(一次風量占總風量的份額)直接決定著密相床的燃燒份額,同樣的條件下,一次風比大,必然導致高的密相床燃燒份額,此時就要求有較多的溫度低的循環物料返回密相床,帶走燃燒釋放熱量,以維持密相床溫度,如循環物料量不夠,就會導致流化床溫度過高,無法多加煤,負荷上不去,這一用來冷卻床層的物料可能來自分離器搜集下來的經過冷卻的循環灰,或來自沿爐膛周圍膜式壁落下的循環灰,灰在下落過程中與膜式壁接觸受到冷卻。
從密相床的燃燒和熱平衡上看,一次風比越小,對循環灰的物料平衡要求越低,但實際上一次風比的選取還受燃料粒度及性質等因素的制約,一次風比小,要求燃料中不能被吹起進入懸浮段燃燒的大顆粒比例也要小,否則大顆粒因得不到充足的氧氣燃燒不完全,排放的床灰中含炭量極高,一次風比一般選擇在50%左右,對無煙煤則可達60%以上。
二次風一般在密相床的上面噴入爐膛,一是補充燃燒需要的空氣,再者可起到擾動作用,加強氣固兩相的混合,CFBB爐膛的下部多設計成漸縮型,二次風可分成幾股風從不同高度送入,以保持爐內煙氣流速的相對均勻。二次風口的位置亦有很大影響,如設置在密相床上面過渡區灰濃度較大的地方,就可將較多的碳粒和物料吹入空間,增大上部的燃料份額和物料濃度。
分離器
分離器對CFBB的重要作用是任何人都不會懷疑的,沒有分離器也就沒有CFBB。正因為如此,國內外都把相當多的注意力放到了分離器的研究開上。分離器的型式與結構形成了CFBB流派之間的區別標志之一。
CFBB分離器的主要性能指標仍是分離效率,它必須具有足夠高的效率,一是提供足夠的循環物料,二是收集細碳粒送回爐膛再燃燒,提高燃燒效率。CFBB循環物料的主體是200-300WM的顆粒,設計的分離器不但對此粒徑有極高的分離效率(>99%),d50還應盡量小於提高碳的燃燼率。CFBB飛灰含碳量分折發現,含碳量在某一料徑時達到峰值,隨後又下降,這一峰值對應粒徑與分離器的效率是密切相關的。
目前CFBB使用的分離器主要分為兩大數,旋風分離器和慣性分離器,一般說來,旋風分離器效率較高,體積大,而慣性類分離器效率稍為遜色,但尺寸小,使鍋爐結構較為緊湊。
在使用的條件上,分離器又可分為兩大類,高溫分離和中溫分離,從對鍋爐性能的影響上看,高溫分離較為優越,原因是CFBB爐膛內的固體物料濃度較高,造成爐內混合較差,CO濃度較高,高溫分離器內的二次燃燒可降低CO濃度,二次燃燒造成的升溫有利於N2O的還原,降低N2O排放濃度。
在分離器選取上還應考慮到鍋爐的容量范圍,作技術經濟的比較,如小型工業爐選用旋風分離器,考慮到旋風筒和料腿都需要有一定的高度,與之相匹配,爐膛也必須足夠高,否則壓低旋風筒及料腿的高度,勢必影響其性能。此時應作出技術經濟的綜合分折。
回灰裝置
CFBB灰循環系統中的回灰控制裝置除少數為機械閥(如Luirgl的錐形閥)外,一般都採用排機械閥,如J型閥、L型閥、V型閥等,非機械閥沒有活動部件,閥的開啟與關閉是由給風控制的,其優越性不言而明。
非機械閥分為自平衡的和可調的兩大類,J閥、V閥、LOOP seal seal port 等均屬於自平衡式的,即流出量根據進入量自動調節,閥本身調流量的功能較弱,L-閥是調節型的,即可根據需要調節流量大小,作者從自己的實踐中體會到,L閥運行中的最大問題是閥垂直段中料位的測量問題,因垂直段中料位太低,松動風就可能不是攜帶灰從水平段流出,而是從垂直段向上吹,既起不到閥的密封作用,還有可能導致結焦,這一問題應給與注意。
在非機械閥的設計中,一是注意選擇合適的灰流截面,二是若回灰是高溫灰,還應計算閥內的熱平衡即松動風中的氧與灰中的碳接觸而燃燒,釋放的熱量部分轉化成熱煙氣的焓,其餘的熱量則加熱循環灰,變為灰的顯熱。應控制灰的溫升,防止灰溫過高而結焦,這也是近年來國外發展水冷料腳的部分原因。
受熱面磨損
BFBB密相床內布置有埋管受熱面,受處於流化狀態的床料的沖刷,金屬表面一直在經受著一定程度的磨損。BFBB的磨損主要集中發生在過埋管部位,CFBB密相床內不布置埋管愛熱面,磨損問題也並未因此而解決,設計時考慮稍有不周,在爐膛和灰系統的任何部位都有可能發生嚴重磨損。
在機理上,金屬的磨損可分為兩類:一是金屬表面在固體顆料的沖刷下,因磨擦而導致的金屬部件的逐漸失重,另一類是在金屬表面形成一層氧化膜,膜的硬度很高,但較脆,在物料顆粒的沖刷下,氧化膜出現極小徽快的剝落,在剝落掉的金屬表面上再形成新的氧化膜層,磨損就在這一過程中在進行。下表給出了氧化層與其它一些物質的硬度的比較(3): 表1 物料硬度表 (20℃時)
物料 石灰石硅酸鹽 鋼 鍍層 氧化膜
硬度(HV) 140-160 800 130-250 500-1800 600-1800
可見氧化膜的硬度極高,如能在管子表面形成氧化膜,對減少磨損是極其有利的。氧氣膜的形成速率很重要,若其小於磨損速率,金屬表面就形成不了氧化膜。實驗發現管壁溫度在300多攝氏度以上時,較易形成氧化膜。
CFBB的密相床一般處於還原性氣氛,對於在金屬表面形成氧化膜是不利的,可用耐磨材料覆蓋管子以避免嚴重的磨損。在還原與氧化氣氛交界處,由於這一界面會上下波動,也會導致磨損加重,應與還原區同樣處理。
在爐膛下部壁面垂直段與漸縮段交界處、爐頂及爐膛出口等處,都是易發生嚴重磨損部位,在設計時應在結構上給以考慮或加防磨措施。尾部對流受熱面的磨損亦是一個必須認真對待的問題,我國先期投運的若乾颱CFBB已出現磨損現象。有些人認為CFBB安裝有分離器,尾部煙道的飛灰濃度比BFBB低,這種認識是不全面的,安裝了分離器,將其收集的灰送回爐膛,導致了爐膛內灰濃度的增加,人們針對這一高的灰濃度來設計分離器,為了能維持正常運行所需的灰循環,分離效率往高達99%以上,盡管如此之高,但由於爐內的高濃度分離器未能收集而排出灰量的絕對值可能仍很高,尾部如此之高,但由於爐內的高濃度仍很大。在尾部煙道煙氣是向下流,顆粒一邊隨煙氣流動,一邊受重力作用,顆粒的絕對速度是煙氣速度加上顆粒粒度又大,導致省煤器等尾部的受熱面磨損嚴重。在省煤器等尾部受熱面管束的彎頭與壁面之間如間隙較大,形成煙氣走廊,磨損將加速。金屬壁面的磨損速率與速度呈3-3.5次方的關系,與灰顆粒直徑為平方的關系。在尾部煙道設計時應充分考慮上述因素,選擇合適風速,設計合理結構,避免受熱面的嚴重磨損。
5、循環流化床(CFB)鍋爐床層高度
床壓過高或過低的原因及處理措施」 「CFB 床壓過高或過低的原因及處理措施」 返料的波動會使床壓大幅波動大量的一次風會使床壓暫時降低, 馬上又會大 幅上升冷渣器回返影響床壓 在 CFB 鍋爐的外循環系統(飛灰捕集和回送裝置) 、布風裝置工作正常時, 只要燃煤粒徑不嚴重超限,床料排放控制合理,床層流化無故障,床壓不會過高 或過低,除非是測量裝置錯誤,運行人員誤判斷。 床壓過低時可採用投飛灰再循環,增加石灰石,減少一次風等方法。對了,循 環料過多引起床壓高時, 還可以通過回料閥放渣來降低床壓----但因為這里 放料一般沒渣的冷卻裝置,比較危險。 床壓的全稱為爐膛底部壓力或者布風板壓力. 床壓=爐膛底部壓差+爐膛中 部壓差+爐膛上部壓差床壓高,最常見一是因為下部粗料過多,二是因為循環料 過多,其實爐膛底部粗床料並不多而爐膛中上部物料濃度過大.第一中問題較容 易解決,加強排渣即可.而如果是第二種,你單位採用的又是風水聯合冷渣器就 較難解決,因為循環料冷渣器很難排走,既是循環料進入了冷渣器,也會從回風 返回爐膛.遇到第二中情況時,首先應停止加石灰和飛灰再循環.然後,聯系更 換灰份較小的煤種.加強排渣.強烈向你單位建議將1或2台冷渣器改為滾筒冷 渣器,它能能將粗.細料一起排走.降低符合也是必要的,但是為維持床溫,減 少流化風量後,因為爐膛上部床料的回落和回料閥中積料量減少,床壓會有個飛 升的過程,床溫過低,你就投油吧,但如果你的啟動燃燒器配有點火增壓風機, 啟動該風機時一定要注意, 風室壓力會大幅上升-----這個參數一般都是C FB鍋爐MFT的條件之一。 CFB 床壓過高的原因:1 床料位過高、2 風室漏渣嚴重、3 床壓測點損壞 CFB 床壓過高處理措施:1 加強排渣、2 校對床壓測點、3 嚴重時停爐處理 CFB 床壓過高或過低問題的討論
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6、華西能源能製造60萬的鍋爐嘛?
公司經營范圍
公司的主營業務有:300MW及300MW以下煤粉爐、200MW及200MW以下循環流化床鍋爐等大中小電站鍋爐、工業鍋爐、特種鍋爐、電站輔機、高中壓閥門、電站控制設備、石油化工容器等產品。具備電站鍋爐島的設備成套能力。
公司主要產品:
300MW等級亞臨界自然循環中間再熱煤粉鍋爐;
440t/h、480t/h、 680t/h 超高壓中間再熱煤粉鍋爐,包括200MW液態排渣煤粉鍋爐和200MW調峰機組煤粉鍋爐;
20t/h~680t/h 多種燃料循環流化床鍋爐;
20t/h~220t/h飛灰再循環流化床鍋爐;
40t/h~1000t/h鹼液回收鍋爐
150t/h~500TDS/D垃圾焚燒鍋爐
各種容量的蔗渣鍋爐、蔗渣煤粉鍋爐、余熱鍋爐等;
電站閥門和電站鍋爐自控系統;
石油、化工、航天等部門用各種高、中、低壓容器和真空容器。
公司電站鍋爐年生產能力達8000MW當量。
7、請問發電廠鍋爐飛灰含碳量高的原因有那些?如何降低飛灰含碳量?我們廠是四角切圓煤粉鍋爐!300MW的
飛灰含碳量高的原因
a. 當排煙氧量增加,飛灰可燃物降低,燃燒效率上升。綜合考慮不致使排煙熱損失過度增大的前提下,適當提高過剩氧量。推薦的排煙氧量控制值如下: 315 % (MCR) : 412 % (85 %MCR) ; 510 % (70 %MCR) ;610 %(55 %MCR) ;810 %(30 %MCR) 。 二次風風壓低和風量不足的問題, 建議對風道和預熱器進行徹底檢查找漏, 也可將二次風小環管即播煤風改用一次風代替, 相應增加了二次風大環管即燃燒風風量。如果上述改進後二次風壓、風量還不夠, 建議對二次風機進行增容。
b. 隨著床壓升高, 飛灰可燃物有規律減小。
運行中在綜合考慮其他因素(如床體良好流化、正常排渣、合理的風機電耗) 的前提下, 可適當提高床壓在510~615 kPa 范圍, 以降低飛灰可燃物。
c. 飛灰可燃物隨著燃煤揮發分提高而降低。
大化電廠CFB 鍋爐主要燒遼寧西馬煤, 揮發分很低, 與無煙煤接近, 屬於難以著火和極難燃盡的煤種。要降低飛灰可燃物後盡可能採用高熱值、高揮發分的煤種, 但也需綜合考慮各有關技術經濟因素, 如: 鍋爐熱效率、結焦的危險、運行成本、檢修周期及費用、煤價及運費等。
要嚴格控制入爐煤粒度< 10 mm , 煤的粒度分布也要符合要求, 中位徑( X50) 在2 mm左右。這需要加強燃料設備維護, 當破碎機篩板、環錘磨損超標時及時維修或更換。在破碎機出現堵煤時, 立即安排人力扒放, 嚴禁旁路上煤。雨季期間, 保持燃料廠房內卸煤溝貯煤量, 不從露天煤場上煤, 可以有效地減少二級破碎堵煤現象。
d. 對於難燃煤種, 適當提高床溫可以降低飛灰可燃物。當然要綜合考慮脫硫反應的最佳溫度和煤的變形溫度等, 床溫的控制不宜超過950 ℃。
e. 提高旋風分離器的效率, 降低飛灰可燃物含量。將入口煙道縮口適當提高分離器進口風速,適當加長中心筒長度都可以提高分離器效率。
f . 採用飛灰再循環可以將未能燃盡的飛灰可 燃物引入爐膛再次燃燒, 可以有效地降低飛灰可燃物含量。 影響鍋爐熱效率的主要因素為排煙熱損失( q2)和固體未完全燃燒熱損失( q4) , 減少固體未完全燃燒損失主要通過降低飛灰可燃物含量來實現。大化熱電廠CFB 鍋爐設計q4 為2148 % ,實際在5 %左右。因此優化鍋爐運行方式,降低飛灰可燃物含量,對提高鍋爐的熱效率和經濟運行具有重要意義。
http://www.chd-prc.cn/bbs/ShowPost.asp?id=98
目前雖然鍋爐飛灰、制粉單耗均已達較好水平,對飛灰、制粉單耗、煤粉細度也始終進行著跟蹤調整,並已下達運行操作卡片。然而飛灰偏大問題一直未能得到根本解決。飛灰含碳量有所好轉,但仍不能控制在國家規定標准以內。我廠為節約用水而採用的干除灰系統即將全面投運,綜合利用灰渣的粉煤灰磚廠即將投產,也面臨無原料的問題。為此我們重新組織在#5爐進行了燃燒調整試驗,以期找出影響大渣含碳量大的主要因素及最佳運行方式,並相應進行了分析。
一、燃燒調整試驗:
1. 利用配風裝置按設計風速(一次風速30m/s)調平一次風。
2. 提高下排一次風速(一次風速35m/s)。
3. 調整風量,提高二次總風壓,增加氧量。改變二次風配比,採取上小,下大配風方式,增加下二次風剛性,增加下二次風的托粉能力。
4. 採取兩頭大,中間小配風方式。
5.
降低下排給粉機轉速:在能夠保持燃燒工況相對穩定的前提下,減少下排給粉機給粉量,下排給粉機轉速控制在500—550rpm,降低下一次風煤粉濃度,以進一步相對提高下二次風的托粉能力。
6. 在各個工況下,測量爐膛溫度,取灰樣、煤樣,化驗其大、小灰百分數,及煤粉細度,記錄各運行參數。
7. 改變煤粉細度。
通過運行調整,飛灰含碳量由原來的18.5%下降到13.8%。在本次燃燒調整中發現#2、#3、#4角一層二次風風速偏低,無法托住下排一次風,聯系鍋爐分場進行了處理。處理後,#2角一層二次風風速由原來的27m/s提高到37m/s,#2、#4角一層二次風風速也有所提高。並在4月份利用停機機會進行了徹底處理。目前#5爐的飛灰含碳量一般控制在10%以下。
二、分析:
通過燃燒調整可以降低飛灰含碳量,但其手段是有限的。提高一次風速及降低下排給粉機轉速均受到機組負荷的限制,負荷降低採用這種措施將影響燃燒的穩定性。在低負荷時受總風壓的限制提高一層二次風的幅度是有限的,並且提高一層二次風影響燃燒的穩定性。降低煤粉細度將導致制粉單耗的增加,影響廠用電率。而提高二次風壓將導致風機單耗增加,同時增加了預熱器漏風。目前我廠#5、#6爐在高負荷時引風量不足,漏風率的增加將進一步加劇高負荷時缺風的問題。
但所有這些手段只能降低飛灰的含碳量,而不能根本解決飛灰含碳量不合格的問題。
導致飛灰含碳量高的根本原因是下排燃燒器的問題。我廠鍋爐設計的一次風射流為直流射流水平射出。但我廠目前下排一次風所採用的富集型或開縫式鈍體燃燒器射出的一次風氣流並不是水平射流。一次風經過富集器或開縫式鈍體後,氣流分成三股。中間一部分氣流為水平射流,上下兩部分氣流分別為斜上方、斜下方,然後經出口水平段定向後變為近似水平方向。由於水平段較短,射出的氣流仍不是水平的。開縫式鈍體燃燒器較富集型燃燒器的水平段更短,氣流的下沖及上沖現象更為嚴重。一層二次風無法完全下沖的氣流,導致煤粉不能完全燃燒就落入冷灰斗。同時,氣流自這兩種燃燒器噴出後,迅速擴容,流速下降,一次風的攜帶能力下降,導致風粉分離,部分煤粉幾乎未經燃燒就落入冷灰斗。這些原因導致飛灰含碳量明顯增加,而採用開縫式鈍體燃燒器的鍋爐飛灰含碳量更高。
因此若使飛灰含碳量在整個負荷段均控制在合格範圍內,必須進行燃燒器改造。
三、對策:
導致飛灰含碳量不合格的根本原因是下排燃燒器,因此必須進行燃燒器改造。
目前低負荷穩燃型燃燒器主要有船體燃燒器、鈍體燃燒器、大速差燃燒器、偏置射流燃燒器、富集型燃燒器、開縫式鈍體燃燒器、濃淡型燃燒器、濃稀相燃燒器、多重富集燃燒器等。前面幾種燃燒器由於穩燃能力較差,已逐漸被淘汰。目前富集型燃燒器、開縫式鈍體燃燒器、濃淡型燃燒器、濃稀相燃燒器、多重富集燃燒器一般不投油負荷在50%。
清華大學設計的多重富集燃燒器是其為解決富集型燃燒器飛灰大問題而設計的燃燒器。其原理根本上仍是濃淡型燃燒器,出口射流為水平射流。目前應用在田家庵電廠。由於該燃燒器裝在中排,與我廠安裝位置不一樣,雖然飛灰含碳量不高,也不具有可比性。在其他電廠還沒有得到推廣。
濃淡型燃燒器與濃稀相燃燒器根本原理相同。主要就是利用一些特殊結構將一次風射流分為濃稀不同的兩股射流。由於濃股射流煤粉的著火熱低而首先著火,然後引燃整個煤粉氣流。
以前濃淡型燃燒器由於濃淡比例不合理,在高負荷時濃側的一次風管容易堵塞而影響其推廣,目前這個問題已經解決。同時為提高濃淡型燃燒器對負荷及機組的適應性,目前已出現了煤粉濃度可連續調節雙穩燃濃淡型燃燒器。在高負荷時降低濃股氣流的濃度防止堵管,低負荷時提高濃股氣流的濃度以提高穩燃能力。
目前濃淡燃燒技術已十分成熟,該型燃燒器已全面推廣,大部分電廠均採用濃淡型燃燒器。
目前有許多廠家生產濃淡型燃燒器。徐州電廠採用的是清華大學的產品。據徐州電廠介紹,其飛灰一般在2%左右,即使接近大修周期時也能控制在8%以內。廣州恆運電廠採用的是浙江大學技術,現場觀察飛灰含碳量不超過4%,該廠飛灰、飛灰均全部外售。
西安普華燃燒工程公司生產的煤粉直接點火燃燒器主要功能是啟動節油,穩燃能力有限。
綜上所述,建議本次燃燒器改造中採用濃淡型燃燒器。
同時影響飛灰含碳量的另一個原因是二次風。目前各角的二次風採用高位布置,由於沿途氣流分流氣壓下降,到最下層時氣壓已經很低。即使一層二次風門全開,也難以保證風速達到設計值,無法托住一層二次風。因此在有條件的情況下,將各角二次風箱向下延伸至一層二次風處,採用由下向上逐步分流,以保證一層二次風在設計值。
http://bbs2.01hr.com/club/clubPage.jsp?ccID=19&tID=4928
8、gfg型和fg型沸騰乾燥床的區別
流化床鍋爐密相床的燃燒份額大,需布置埋管受熱面以吸收燃燒釋放。埋管的傳熱系數高達220-270KW/MC比CFBB爐膛受熱面的100-500kw/m2℃離得多盡管BFBB稀相區內的傳熱系數比要低,但因在稀相層內的吸熱量所佔份額較小,總的來說,對於容量較小的鍋爐BFBB結構受熱面的鋼耗量要少小些,BFBB的燃燒主要在相床給煤的平均粒徑偏大,煤破碎設備較為簡單,電耗也底流化速度低,細煤粒在懸浮斷停留時間長,爐膛也做的低。雖埋管有磨損,但如防磨損失處理得好,一般橫埋管可用五年,豎埋管可用…….採用尾部飛灰再循環,BFBB的燃燒效率可達97%,如在爐膛出口安裝分離器實現熱態飛灰再循環,則可高達98-99%,但此時裝設分離器的目的主要是為了提高燃燒效率而不是象CFBB主要上為了改變爐內的燃燒傳熱機理。
將大量固體顆粒懸浮於運動的流體之中,從而使顆粒具有流體的某些表觀特徵,這種流固接觸狀態稱為固體流態化,即流化床。
沸騰床狀如沸騰液體的流態化固體顆粒層(見固體流態化)。一般,具有液體的一些特性,如對器壁有流體壓力的作用、能溢流和具有粘度等。由於工作的固體物的顆粒比較小,且在流體作用下處於劇烈運動的狀態,對於許多化學反應(如焙燒、催化、催化裂化等)和許多化工過程(如乾燥、吸附等)的進行有利。
9、哪裡的焚燒爐擁有發明專利技術?
目前國內、外城市生活垃圾處理方式採用的主要有衛生填埋、高溫堆肥和焚燒等三種處理方式。衛生填埋、高溫堆肥由於佔地面積大、二次環境污染,其的使用比例越來越少。但是以無害化、資源化、減量化為最終處理目標的焚燒處理越發地得到高速發展,使得城市生活垃圾的焚燒技術獲得了廣泛的應用。焚燒處理的技術特點是:減容效果顯著、無害化程度高;焚燒處理設施佔地面積小,對周圍環境沒有二次污染;在垃圾熱值較高、處理達到一定規模時,還可以利用其餘熱發電或供熱。焚燒處理方式能最快地、最大限度地實現固體廢物無害化、穩定化、減量化,大型的處理系統還備有熱能回收與利用裝置,使其變廢為寶、廢舊利用回收能源,成了垃圾處理的環保主流。焚燒技術正朝著高效、節能、低造價、低污染的方向發展。因此,經濟發達、垃圾熱值較高的城市,因此採用先進的焚燒技術來進行城市垃圾的處理是最佳選擇和投資。垃圾焚燒處理工藝技術和設備已日趨成熟。我國主流垃圾處理焚燒爐型包括:Basic1脈沖拋動式垃圾焚燒爐、馬丁爐往復式機械爐排爐、LXRF系列立式旋轉窯焚燒爐、流化床焚燒爐等。而且其它配套發電或供熱的生產技術及設備如:余熱鍋爐、汽機、煙氣脫硫、水處理系統、電氣、自動控制等基本上都是大同小異,並且已經很成熟。在此淺析我國國內常見的幾種垃圾處理焚燒爐。
2、幾種常用焚燒爐型號
2、1Basic1脈沖拋動式垃圾焚燒爐
Basic1脈沖拋動式垃圾焚燒爐是由美國John . N Basic Sr發明地,專門用於焚燒處理固體廢物的專利技術。經過不斷改進、完善,現已擁有7百多項受美國和世界其它國家保護的獨立專利技術,該項技術被廣泛用於處理生活垃圾、工業垃圾、醫院衛生廢棄物、淤泥和廢橡膠輪胎等,在全世界共建共有1百多座採用該項技術的垃圾焚燒裝置。
2、1、1脈沖拋動式垃圾焚燒爐的主要特點
1)處理垃圾范圍廣泛。能夠處理工業垃圾、生活垃圾、醫療廢棄物、廢棄橡膠輪胎等,並且垃圾入爐焚燒前不需進行任何預處理。
2)脈沖拋動爐排技術的焚燒爐,有自清潔功能。爐排上空氣通道向下傾斜設計,吹入的空氣一方面起道吹掃爐排功能;另一方面防止垃圾堵塞空氣通道。另外爐排的懸吊機構和動力裝置全部設置在爐膛外部,便於檢修維護。
3)爐排結構新穎。該爐每塊爐排為整體爐排,採用懸吊式階梯形結構,垃圾的運動軌跡始終在凹槽內,與四周水冷壁接觸較少。
4)燃燒熱效率高。正常燃燒熱效率80%以上,除焚燒爐點火以及偶爾連續性的雨天造成垃圾中水份過大(60%以上)時,為使二燃室的溫度保持在8500C以上,需噴入少量燃油助燃外,正常情況下即使是焚燒水份很大的生活垃圾(50%以內),也不需添加煤或重油等輔助燃料。
5)運行維護費用低。由於採用了許多特殊的設計(如整體爐排),沒有龐大復雜的機械傳動系統,整個傳動系統都設計在爐膛之外,傳動部件沒有暴露在爐膛內高溫下,因此本焚燒爐的事故率和維護量都很低,節省了維護費用。以及較高的自動化控制水平,因此運行維護人員少,維修工作量也較少。
6)可靠性高 。國產設備,近年來運行表明,該焚燒爐故障率低。
7)排放物控制水平高。 嚴格控制煙氣在二、三級再燃燒煙道的燃燒過程,嚴格地控制燃燒溫度、空氣配比量和停留時間,達到減少碳氫化合物、一氧化碳和氮氧化物等有害氣體的生成。經測試,煙氣排放物中CO含量1—10 PPM,HC含量2—3 PPM,NOx含量35 PPM,低於美國及歐洲煙氣排放標准,特別是系統保證煙氣在燃燒系統中(850℃以上的溫度)停留不少於2秒鍾,使二惡英排放降到最低,完全達到歐美國家的排放標准。
2、1、2工作原理
垃圾經自動給料單元送入焚燒爐的乾燥床乾燥,然後送入第一級爐排,在爐排上經高溫揮發、裂解,爐排在脈沖空氣動力裝置的推動下拋動,將垃圾逐級拋入下一級爐排,此時高分子物質進行裂解、其它物質進行燃燒。如此下去,直至最後燃盡後進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。助燃空氣由爐排上的氣孔噴入並與垃圾混合燃燒,同時使垃圾懸浮在空中。揮發和裂解出來的物質進入第二級燃燒室,進行進一步的裂解和燃燒,未燃盡的煙氣進入第三級燃燒室進行完全燃燒;高溫煙氣通過鍋爐受熱面加熱蒸汽,同時煙氣經冷卻後排出。
2、1、3焚燒機理
垃圾入爐焚燒前不需進行任何預處理。生活垃圾廢物經自動或人工控制的給料機送入焚燒爐乾燥爐爐排架乾燥、熱解,在乾燥爐架上,接受主爐膛中的輻射熱後,蒸發出垃圾中的水分,使固體垃圾更加容易燃燒。此階段(乾燥熱解氣化段)控制燃燒空氣量,供氧量不足。同時部分垃圾在高溫輻射作用下,開始進行化學分解,其中的部分高分子烴類和一氧化碳等可燃物揮發出來,乾燥爐排處溫度控制在500℃~600℃左右,這樣就有了最佳的熱分解溫度,可以達到最好的分解效果,由於引風機的作用,這部分氣體在主爐膛內的停留時間很短,只有1~2秒鍾,由於氧氣供應並不充分,只有25%的碳氫化合物在主爐膛燃燼,15%的固定碳在爐排燃燼,其餘60%左右的揮發性碳氫化合物進入再燃室。烘乾後進入第一級爐排,在爐床上經熱解產生出的揮發性物質和可燃物在高溫下燃燒。垃圾燃燒剩餘的固體物留置在爐排上,通過與空氣的劇烈混合和爐排的拋動,垃圾被拋入下一級爐排繼續燃燒。共計有六級脈沖焚燒爐排。如此下去,道斯爐燃燒原理示意圖直至進入最後一級爐排燃燒時,噴入的空氣量使廢料完全燃盡後,進入灰渣坑,由自動除渣裝置排出。此時就整個焚燒爐爐膛與再燃室介面狀態看,空氣、燃料顆粒、揮發分略呈不完全燃燒狀態由於各級爐排的燃燒強度和燃燒廢物量不一樣,所需的空氣量不同,因此每層爐排的振動頻率和擺動幅度也不一樣,完全由計算機控制,准確性高。根據燃燒特點和傳熱方式的不同,可分為三個階段:第一階段在爐膛內布置有膜式水冷壁管,接受燃料燃燒的輻射熱能。燃燒空氣由每個爐排的下部風機送入,經噴嘴進入爐膛,在氣流作用下廢物保持鬆散浮動燃燒,因此這種焚燒爐既有爐排爐的特點,又有少量流化床的特點。爐床燃燒後的煙氣中有許多焦炭顆粒和未燃燒物質,此時溫度達860℃;第二階段是隨著煙氣進入第一級再燃燒煙道與定量高速噴入的空氣劇烈混合燃燒,仍有未燃燼繼續進入第二級再燃燒煙道與過量空氣劇烈混合繼續燃燒,溫度達1000℃,此過程沒有熱交換,主要目的是提高煙氣的溫度加快煙氣中有害物質的分解;第三階段為控制余熱鍋爐進口溫度,從省煤器出口處抽取部分190℃的煙氣回送至余熱鍋爐前混合,使進入余熱鍋爐的煙氣溫度保持在760℃,燃燒完全的高溫煙氣經過過熱器、省煤器、空氣預熱器進行對流換熱,然後經干石灰與活性碳吸收處理,再經過半乾式煙氣處理設備和布袋吸塵器經引風機抽出,由煙筒排往大氣,吸收塔下部飛灰與石灰等混合物由排灰裝置排出。
2、2馬丁爐型機械爐排爐
2、2、1馬丁爐型垃圾焚燒爐的主要特點
爐排的材質要求和加工精度要求高,要求爐排與爐排之間的接觸面相當光滑、排與排之間的間隙相當小。1)處理垃圾范圍廣泛。但是,在垃圾貯坑的垃圾進行分區堆棧、發酵、翻拌混合可使垃圾的組分均勻; 2)爐排爐的爐床由眾多的爐條組成。馬丁爐條用高鉻耐熱、耐磨鑄鐵製造,材質性能較為優異,結構上也有獨到之處,爐條的筋板作成封閉的一次風通道,利用一次風的高速流動將爐條的熱量帶走,起到散熱翅片的作用,有效地降低爐條的工作溫度,從而延長了爐條的使用壽命; 3)操作實現全部機械化、自動化; 4)很好的焚燒處理效果; 5)產生煙氣量少,尾氣易於處理,二惡英排放能達到環保標准。
2、2、2工作原理
垃圾通過進料斗進入傾斜向下的爐排(爐排分為乾燥區、燃燒區、燃盡區),由於爐排之間的交錯運動,將垃圾向下方推動,使垃圾依次通過爐排上的各個區域(垃圾由一個區進入到另一區時,起到一個大翻身的作用),直至燃盡排出爐膛。燃燒空氣從爐排下部進入並與垃圾混合;高溫煙氣通過鍋爐的受熱面產生熱蒸汽,同時煙氣也得到冷卻,最後煙氣經煙氣處理裝置處理後排出。
2、2、3焚燒機理
垃圾由垃圾車運來後,卸入垃圾池中,垃圾吊車將卸下的垃圾進行翻拌、混合,並按垃圾貯坑的作業程序進行分區堆棧、發酵、翻拌混合可使垃圾的組分均勻,避免進爐的垃圾熱值忽高忽低,從而導致爐溫過大的波動;堆棧發酵是解決高水份、低熱值垃圾焚燒的重要經驗,其機理是析出部分水分且產生沼氣,既提高了進爐垃圾的熱值,又使垃圾容易著火燃燒。經過二~三天左右堆棧發酵的垃圾由吊車抓取投進垃圾料斗。料斗與料槽的接合處設有料門,用於點火起爐和熄火停爐操作過程中,料槽內沒有垃圾,關閉料門可使爐膛與外界隔開,維持爐內負壓。按升溫曲線達到投放垃圾時,料門開啟,垃圾沿料槽下落到給料平台並充滿整個料槽,給料裝置將垃圾推送落爐排上,垃圾在爐排翻送過程中受到燃燒器和爐內的熱輻射以及一次風的吹烘,水份迅速蒸發,著火燃燒,爐溫逐步升高,當爐溫達到600℃時,燃燒器退出,垃圾焚燒進入正常狀態,爐溫繼續升高並維持在850℃左右。垃圾在爐排上依次通過乾燥、燃燒和燃燼三個區域,垃圾中的可燃成份完全燃燒,不可燃的灰渣由爐渣滾筒送出落入出渣機中,出渣機貯有水並保持著一定的水位起到水封作用,確保爐內負壓的穩定,灰渣在出渣機內熄火和降溫後被推送出來,由振動輸送帶送去灰渣貯坑,在拋灰機的作用下落入灰渣貯坑中,垃圾經焚燒處理後成為穩定、無害的灰渣。振動輸送帶還有一個作用是使灰渣中的金屬物暴露出來,便於懸掛在振動輸送帶上方的除鐵器將其吸出,匯集後打包回用。垃圾焚燒過程中,有些細灰從爐條之間的縫隙落到各風室中,這些灰稱之為『漏灰』,定時由漏灰排出系統依次打開風室下面的活門,漏灰在風室的風壓作用下落入灰槽中,灰槽一端通出渣機,另一端帶有風門與公共風室連接,漏灰排出系統按程序將風門瞬時打開,將漏灰吹送入出渣機中,最後與灰渣一起被排走。灰渣貯坑上方裝有橋式抓鬥起重機,用抓鬥將匯集在灰渣貯坑中的灰渣抓取,裝車外運、填埋。燃燒用的空氣取自(垃圾池是密封)垃圾貯坑的上方,由鼓風機抽吸和壓送進行二級加熱,第一級為蒸汽暖風機,第二級為煙氣暖風機,風溫提高到250℃左右,然後分成一次風和二次風,一次風進入到爐排下方的公共風室,通過各風室風門的調節,獲得最佳的風量分配,最後經爐條的風道穿過垃圾層進入爐膛,提供垃圾焚燒所需的氧量;二次風通過二次風風道經調節風門從燃燒室上方前、後拱處的兩排噴嘴噴射進爐膛,對燃燒氣進行擾動和補充氧量,達到充分燃燒的目的。燃燒空氣從垃圾貯坑抽取是為了將這些被污染帶有惡臭的空氣送入爐內進行高溫處理,並維持垃圾貯坑的負壓狀態,避免其外逸而造成周圍環境的污染。垃圾燃燒產生的高溫煙氣在引風機的抽吸下首先通過鍋爐第一通道,第一通道水冷壁下部用耐火材料敷設有相當長的衛燃帶,用以減緩熱交換的速度,使在此區域內的煙氣溫度保持著不低於850℃,有利於二惡英最大限度的分解。敷設衛燃帶還可避免水冷壁裸露在高溫煙氣中而產生的高溫腐蝕。煙氣經凝渣管從上而下通過第二通道,採用輻射傳熱進行熱交換,再急轉進入滿布對流受熱面的第三通道和第四通道,加快了熱交換的速度,在鍋爐出口處煙溫降至380℃左右。隨後通過布置有管式煙氣暖風機的第五通道,與空氣進行最後的熱交換,被冷卻到270℃左右。為了保證靜電除塵器入口的煙氣溫度穩定在設定的溫度值,鍋爐的第四通道設有旁路煙道和調節擋板,通過調節流經第四通道的煙氣量來控制靜電除塵器入口的煙溫。完成熱交換後的煙氣進入煙氣處理系統。
2、3LXRF立式旋轉窯焚燒爐
LXRF系列立式旋轉熱解焚燒爐是由深圳市漢氏固體廢物處理設備有限公司和清華大學環境科學與工程系共同研製開發、生產製造的,是垃圾焚燒過程中的關鍵設備。該研製項目為深圳市高新技術項目,並已申報國家863計劃。國家建設部的《建設行業垃圾處理科技發展「十五」計劃和2010年規劃大綱》將此技術的研發列入2006-2010年的科技發展目標中,該焚燒爐採用當今世界上最為先進的熱解氣化焚燒技術,在焚燒爐主體設計上採用了獨特的專利技術。
2、3、1LXRF系列立式旋轉熱解焚燒爐的特點:
設備利用率高,灰渣中含碳量低,過剩空氣量低,有害氣體排放量低,垃圾熱值低時燃燒困難。
1)燃燒機理先進;
2)設備製造、運行成本較低;
3)對國內垃圾適應性強。適合於我國城鎮低熱值、高水分、不分揀的生活垃圾;特別適合於醫療廢物等特種垃圾;部分工業廢棄物;
4)垃圾不需要預處理,操作實現全部自動化;
5)焚燒處理效果好;
6)產生煙氣量少,尾氣易於處理,二惡英排放幾乎為零。
2、3、2工作原理
回轉式焚燒爐是用冷卻水管或耐火材料沿爐體排列,爐體水平放置並略為傾斜。通過爐身的不停運轉,使爐體內的垃圾充分燃燒,同時向爐體傾斜的方向移動,直至燃盡並排出爐體。
2、3、3焚燒機理
該爐從結構上分為熱解氣化爐和二燃室。熱解氣化爐內燃燒層次分布,從上往下依次分為乾燥段、熱解段、燃燒段、燃燼段和冷卻段。進入熱解氣化爐的垃圾首先在乾燥段由熱解段上升的煙氣乾燥,其中的水分揮發;在熱解氣化段分解為一氧化碳、氣態烴類等可燃物並形成混合煙氣,混合煙氣被吸入二燃室燃燒;熱解氣化後的殘留物(液態焦油、較純的碳素以及垃圾本身含有的無機灰土和惰性物質等)沉入燃燒段充分燃燒,溫度高達1100-1300℃,其熱量用來提供熱解段和乾燥段所需能量。燃燒段產生的殘渣經過燃燼段繼續燃燒後進入冷卻段,由熱解氣化爐底部的一次風冷卻(同時殘渣預熱了一次風),經爐排的機械擠壓、破碎後,渣系統排出爐外。一次風穿過殘渣層給燃燒段提供了充分的助燃氧。空氣在燃燒段消耗掉大量氧氣後上行至熱解段,並形成了熱解氣化反應發生的欠氧或缺氧條件。由此可以看出,垃圾在熱解氣化爐內經熱解後實現了能量的兩級分配:裂解成分進入二燃室焚燒,裂解後殘留物留在熱解氣化爐內焚燒,垃圾的熱分解、氣化、燃燒形成了向下運動方向的動態平衡。在投料和排渣系統連續穩定運行時,爐內各反映段的物理化學過程也持續穩定進行,從而保證了熱解氣化爐的持續正常運轉。
2、4流化床焚燒爐
2、4、1特點:
流化床燃燒充分,爐內燃燒控制較好,但煙氣中灰塵量大,操作復雜,運行費用較高,對燃料粒度均勻性要求較高,需破碎裝置,石英砂對設備有磨損,設備需要定期維護。
1)利用垃圾、煤的異重比,採用特殊的布風方式,使垃圾在爐內循環燃燒,徹底清潔處理垃圾;
2)通過布置兩級分離器對物料的分離和回送,可以很好地控制燃燒,提高燃燒效率且達99%以上;
3)採用中低溫燃燒(爐膛出口煙溫850℃)和分級送風分段燃燒的方法,有效抑制和降低SO2及NOx的排放;
4)對於含硫分和氯分高的城市生活垃圾,採用爐內添加石灰石以及尾部洗滌的方法來降低如SO2和HCl的排放;
5) 垃圾污水由污水泵送至爐內高溫處理,垃圾儲倉中的臭氣由二次風機抽吸至焚燃爐內作為垃圾焚燒助燃空氣,保持地下水和周圍大氣環境的清潔;
6) 採用獨特的灰渣分選冷卻裝置,在冷卻灰渣的同時,將合適的流化床料分選出並回送至流化床中。
2、4、2工作原理
爐體是由多孔分布板組成,在爐膛內加入大量的石英砂,將石英砂加熱到600℃以上,並在爐底鼓入200℃以上的熱風,使熱砂沸騰起來,再投入垃圾。垃圾同熱砂一起沸騰,垃圾很快被乾燥、著火、燃燒。未燃盡的垃圾比重較輕,繼續沸騰燃燒,燃盡的垃圾比重較大,落到爐底,經過水冷後,用分選設備將粗渣、細渣送到廠外,少量的中等爐渣和石英砂通過提升設備送回到爐中繼續使用。
2、4、3焚燒機理
鍋爐採用異重流化床燃燒方式和低倍率分級分離循環返料的燃燒系統,該系統由爐膛、物料分離收集器和返料器三部分組成。爐膛上部由膜式水冷壁組成,下部為一個倒錐體流化燃燒室,亦稱為密相區。底部為水冷布風板,布風板上布置有特殊形式的風帽。布風板下由水冷管構成等壓風室。一次風經等壓風室、布風板風帽進入密相區使燃料開始燃燒,並將物料吹離布風板。二次風由床層上方的二次風口送人爐膛,一二次風比例約為7:3,並可根據燃料變化和運行情況進行調節,既能達到完全燃燒的目的,又能控制SO2和NOx的生成量。
另外,由一次風引出幾支風管從前後牆進入密相區,分別撥動垃圾、煤和返料灰,以便垃圾、煤和返料灰等物料均勻播撒到床料中去,同時加強密相區下部的擾動。
密相區上部為懸浮段,為保證煙氣在爐膛中停留時間大於2秒,爐膛斷面有所擴大。煙氣攜帶物料繼續燃燒,同時向爐膛四周放熱。由於斷面擴大,並且煙氣經懸浮段碰撞爐頂防磨層,部分粗物料返回密相區,煙氣只攜帶細物料離開爐膛進入一級分離器。 一級分離器為四排撞擊式分離器,由凝渣管構成,布置於爐膛出口處,作為爐內分離裝置。煙氣通過一級撞擊式分離器時,物料中較粗部分被分離出來,落人分離器下方收集斗,返回爐膛後循環再燃燒。 經一級分離後的煙氣攜帶較細的物料,再經過過熱器後進入二級分離器——下排氣蝸殼式旋風分離器,將細物料進一步分離和收集起來,通過U型返料器返回到密相區中,繼續循環燃燒。 過熱器為純對流型,分二級,為防止高溫腐蝕,布置在爐膛出口,凝渣管後面。為保證管壁溫度不超溫,沿煙氣流動方向依次為低溫過熱器和高溫過熱器。 兩級過熱器之間設有面式減溫器調節汽溫,考慮到焚燒垃圾煙氣量較大的特點,面式減溫器調溫幅度在0-40℃之間。為防止過熱器管子磨損,除把過熱器布置在一級慣性分離器之後外,過熱器前兩排管子還採用了噴鍍鎳基合金防磨技術。 鍋爐採用兩只蝸殼鋼板式中溫旋風分離器,外部為鋼板結構,內部敷設保溫、絕熱和防磨材料。分離器人口採用蝸殼式布置,能保證分離效率達到99.3%回料閥採用非機械式「U」閥回料器,保證回料通道通暢,並能耐高溫、耐磨損和防粘結。空氣預熱器為立置管式,分上下兩級布置。 空氣預熱器管子採用Ø51×1.5的螺旋槽管,在入口處裝有防磨套管。為防止低溫腐蝕,空氣預熱器下級採用了防腐蝕的考登管。給料系統分為給垃圾和給煤兩個系統,均布置在爐前。給垃圾系統為一鏈輪式給料裝置,垃圾通過鏈輪輸送到爐膛人口,在播垃圾風的吹撒下均勻地散落在床層上。給煤系統由兩台正壓螺旋給煤機組成,單台給煤量均大於滿負荷給煤量。鍋爐燃燒後產生的爐渣通過布風板後側排渣口接至冷渣分選裝置,冷卻後連續出渣。當冷渣分選裝置出現故障時,可利用緊急放渣管採用人工間斷出渣,出渣量以維持適當的料層為准。 旋風分離器分離出來的灰,全部或部分返回爐膛作為調節床料溫度、爐膛出口煙溫和降低鍋爐出口排塵濃度的一種手段。在鍋爐正常運行時,可通過爐膛加砂口適量添加床料以維持料層高度。同時補充部分輔助燃料—原煤,以保證熱電廠的正常供熱和發電。餘杭熱電廠的垃圾焚燒爐至今已運行,運行狀況良好。其運行情況 :垃圾焚燒爐,運行穩定,各項技術參數和指標均達到了設計要求,保證了發電機組的正常運行;最長連續運行時間超過一個月;平均每小時焚燒垃圾約7噸,最大量可達到11噸/小時;對垃圾成分、熱值隨季節性變化和適應性好。
3、小結
3、1垃圾預乾燥處理系統
一般來說,在垃圾進入焚燒爐之前,在垃圾貯存庫內放置3~5天時間,可以對垃圾進行初步的乾燥,主要將垃圾中含有的外水,進行乾燥,這部分水分根據垃圾的來源和自然情況的不同,約占垃圾重量的10%~30%左右。這部分水分主要是通過蒸發的形式離開垃圾儲存庫的,垃圾儲存庫有相當大的換氣量,因此相應外水的蒸發量也是相當大的,垃圾中分離出來的水分與垃圾儲存庫中的空氣一起離開,並進入垃圾焚燒爐通過煙囪排放大氣。另有少量在垃圾坑深處的外水則向下匯集,被滲瀝水泵收集後噴入焚燒爐爐膛蒸發。由於滲瀝水要吸收一部分爐膛熱量,且水量不大,因此爐膛並不是時刻接受滲瀝水的噴入的。在滲瀝水需要處理時,先將爐膛溫度調整到上限,並在系統中逐步增加負荷,少量噴入滲瀝水後,再逐步調整。
3、2焚燒爐內的垃圾乾燥系統
被垃圾抓鬥送入焚燒爐的垃圾已經含有外水已經不多了,但仍然有相當多的內水,由於水的汽化吸熱相當大,如果在燃燒過程中這部分水分蒸發,就會使爐內溫度場受到一定的影響甚至影響到燃燒的穩定。因此在燃燒之前將這部分內水分解出來就是十分必要的。
3、2、1在BASIC垃圾焚燒爐爐膛的進口位置,設置了一個垃圾乾燥架,主要就是為了將垃圾中的內水分解出來的裝置。垃圾送進焚燒爐後,不是直接送進爐排表面,而是先放置在乾燥架上。在這里,垃圾通過兩種方式來除去內水。一是接受爐膛的輻射熱;由於爐膛內有一定的溫度場分布,必然有一部分熱量輻射到新進入的垃圾表面,當達到一定溫度後部分水分就會蒸發,並隨煙氣流出焚燒爐爐膛,進入後部的余熱鍋爐等設備的煙道中。二是接受乾燥風的對流換熱;單憑爐膛輻射熱是不能將垃圾中的水分徹底分離出來的,因此在BASIC焚燒爐中,還設置有一個垃圾乾燥系統來進一步在燃燒前分離水分。
3、3爐排結構設計特點
3、3、1對BASIC焚燒爐來說,採用了較大的爐排面積來減低熱灼減率。為此,使熱量集中也是一個相當重要的環節。該爐型的爐排結構採用的是六級階梯形,由爐排兩側向中間逐級向下,並且各個階梯也有一定向下的傾斜度。這樣,隨著爐排的拋動,垃圾在向下一級爐排拋出的過程中,也隨著垃圾減容,向中間匯集。在配風上,也是有中間的空氣量大於兩邊空氣量的趨勢,因此垃圾能夠不斷減少,並集中,在爐排中部強化燃燒,這樣的效果。所以,在爐排中部的傳熱、傳質是最強烈的。爐膛其它位置的溫度相對爐排中間位置的溫度要低一些,但這並不影響垃圾的燃燒完成。垃圾在從一級爐排落入另外一級爐排的時候,能夠變的非常疏鬆,這樣使內部的垃圾也能充分接觸新鮮空氣,在內部燃燒,這樣也可以使整個主要熱量集中在待燃燒的垃圾中,提高垃圾的燃燒速度和燃燒效率。
3、3、2馬丁爐往復逆推+順推式機械爐排。逆推式爐排呈傾斜布置,垃圾依靠自身的重力作用在爐條逆向推動時翻轉並沿爐床向前移動,爐排與水平面成26 0C夾角。爐床的寬度350噸/日的爐排寬約6米,而爐床的長度則決定於垃圾的質量和對灰渣熱灼量的要求,有9段、11段、13段和15段等系列設計,採用15段的爐床長約9.5米,由於爐條的逆向推送使垃圾容易著火燃燒,並延長了垃圾在爐床上的停留時間。爐排以列為單元,根據爐排的寬度分成兩列、三列或四列,列間設置固定的分隔帶,每列固定爐條與活動爐條相間排列,各列活動爐條分別由油缸單獨驅動,按燃燒控制裝置的指令和程序協同動作。爐排的動作包括:各列給料器的往復運動;各列逆推+順推式機械爐排的往復運動;出渣機的往復運動以及料門的開閉。這些運動都是由油缸分別驅動,由液壓站集中控制。根據燃燒的要求,由燃燒控制盤的可編程序控制器(PLC)發出指令,使各動作按照預定的程序依次進行,實現燃燒過程的自動控制。爐排的爐床由眾多的爐條組成,垃圾的燃燒過程是在爐床上進行,爐條的運動使垃圾移動和翻拌,由於爐條的工作條件比較惡劣,容易磨損或燒壞,是機械爐排的易損件。爐條的頭部作有各種形狀的凸台,爐條作往復運動時使爐床上的垃圾得到均勻的攪拌和翻轉,對於燃燒時產生表面固化的垃圾團還有破碎的作用,讓垃圾得到足夠的空氣進行燃燒,利於燃燼。爐排用高鉻耐熱、耐磨鑄鐵製造,材質性能較為優異,結構上也有獨到之處,爐條的筋板作成封閉的一次風通道,利用一次風的高速流動將爐條的熱量帶走,起到散熱翅片的作用,有效地降低爐條的工作溫度,從而延長了爐條的使用壽命。
參考文獻:
1、晉江市垃圾焚燒發電綜合處理廠可行性研究報告
2、 順能垃圾發電廠建設方案
3、龍崗中心城市垃圾焚燒發電廠建設方案
4、深圳漢氏固體廢物處理廠建設項目方案
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