[75t循环流化床锅炉原理]某热电厂扩建项目的环保节能型循环流化床锅炉选型方案分析研究

 2018-12-11 15:15:36   |    1128   |    循环流化床锅炉   |                
[导读]:本文(《某热电厂扩建项目的环保节能型循环流化床锅炉选型方案分析研究》)由来自九江的客户投稿,并经由本站(循环流化床锅炉)结合主题:75t循环流化床锅炉原理,收集整理了众多资料而成。主要记述了循环流化床锅炉,集中供热,锅炉大气污染物排放标准,锅炉热效率,供暖锅炉,环境保护,环保,脱硫,环境污染,热电联产等方面的信息。相信从本文您一定可以获得自己所需要的!

近年来,集中供热行业在我国得到快速发展,总供热面积快速增长,在今后的20~30年内,我国城镇化将达到70%,采暖区的民用建筑、采暖面积将会是原来的2倍左右。集中供热,特别是热电联产供热,对于节约能源、改善大气环境、提高居民的生活质量有着重要意义。因此,城镇集中供热行业的节能减排,尤其是热电联产机组的升级改造就显得十分必要。随着推进节能减排,淘汰落后产能政策在全国的推广,各级地方政府加快了拆除低热效率、高耗能、高污染的区域小锅炉步伐,而热电联产机组具有节约燃料能源、减少环境污染、易于科学化管理和提高供热质量的特点,是我国集中供热的主要热源形式。

2015年12月2日,国务院常务会议通过的《全面实施燃煤电厂超低排放和节能改造工程工作方案》要求东、中、西部有条件的燃煤电厂分别在2017年底、2018年底、2020年底前实现超低排放,即在基准氧含量6%条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10mg/m3、35mg/m3、50mg/m3。为达到超低排放限值要求,燃煤电厂正逐步实施超低排放改造。2016年11月7日,国家发改委、国家能源局正式发布《电力发展“十三五”规划》,规划明确:“在十三五期间,力争实现北方大中型以上城市热电联产、集中供热率达到60%以上,逐步淘汰管网覆盖范围内的燃煤供热小锅炉。”2016年12月22日国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、环境保护部四部委联合发布了《“十三五”节能环保产业发展规划》,规划指出:“推进高效环保的循环流化床锅炉产业化。”

本文针对塔河热电厂进行改扩建工程,提出使用环保节能性循环流化床锅炉替代传统燃煤锅炉的方案,论述基于流态重构理论、采用炉内脱硫和低氮燃烧技术的超低排放循环流化床锅炉的技术特点。在此基础上,针对某热电厂的改扩建工程提出两个建设方案,并对方案进行了论证、分析及研究。

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项目现状及建设背景

塔河县现有一处热电联产集中供热热源,即塔河热电厂,装机规模为4×35t/h+1×130t/h中温中压蒸汽锅炉+4×N6机,目前运行方式为:2×35t/h蒸汽锅炉停运,2×35t/h+1×130t/h蒸汽锅炉带动4×N6机低真空供热。低真空供热面积63.93×104m2,间接供热面积约78.75×104m2,集中供热总面积142.68×104m2,其热电联产集中供热已占塔河县总供热面积的73%左右。其中1#,2#锅炉为某厂沸腾炉XX-35/39-H1型锅炉,1号炉于1976年投产运行,2号炉于1977年投产运行。3#、4#锅炉为某厂层燃炉XXX-35-42/39-M1型锅炉,3号炉于1985年投产运行,4号炉于1986年投产运行。至今为止,1#,2#锅炉已运行40多年,3#、4#锅炉已运行30多年。5#锅炉于2013年投产运行,为某厂循环流化床炉XX-130/3.82-M型锅炉。由于锅炉运行时间长,锅炉运行热效率低下,目前1#~4#锅炉效率仅为65%左右,5#锅炉实际效率为75%左右,能源浪费严重,采暖季事故频发,严重影响当地居民的日常生活。因此对现有低效供热锅炉进行技改,贯彻“以大代小、高代低效”的节能政策势在必行。本项目的建设是解决塔河热电厂现有1#-5#锅炉出力不足、能耗高、超期服役等继续解决的供热问题的需要,也是环保节能、城市发展和总体规划的需要。

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建设方案及分析

2.1分析依据

相关依据有:《热电联产项目可行性研究技术规定》(计基础[2001]26号)、(GB50049)《小型火力发电厂设计规范》、(GB50041)《锅炉房设计规范》、(GB50016)《建筑设计防火规范》、(GB13223)《火电厂大气污染物排放标准》、相关部门的批复意见、塔河县塔河镇提供的基础资料及国家有关法律、法规和标准等。

2.2锅炉选型原则

根据国家对集中供热项目的政策支持,本着节约能源、减少城市污染的原则,锅炉选型设计的主要原则如下:

1)贯彻执行国家的相关政策,遵循资源合理利用与企业发展相结合,与污染防治相结合,经济效益与环境效益、社会效益相统一的原则。

2)严格执行相关标准和法规,贯彻节约能源、节省投资、保护环境的基本原则。

3)采用成熟技术、参考实用经验,在保证使用安全、操作方便的同时,提高系统运行效率,选配可靠的燃烧方式的炉型。

4)结合厂区现有机组条件,确定适合于汽机技改建设的炉型。

2.3锅炉选型及容量

图1为环保节能型循环流化床锅炉的原理图。该循环流化床锅炉基于流态重构的节能理论,采用炉内喷钙脱硫和低氮燃烧技术,通过燃烧协同控制与辅助系统集成,SO2、NOX排放可达到超低排放,实现环保又节能。

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基于流态重构理论就通过提高床质量、降低床存量,重新构建循环系统物料平衡状态。相比常规CFB锅炉,构成鼓泡床的粗颗粒量大大减少,构成快速床的细颗粒量略有增加,总的床存量大大减小且细颗粒比例大幅度提升。流态重构后带来的有益效果:1)二次风穿透深后节煤效果明显;2)床料托举力小就更节电;3)大颗粒扬析少后受热面低磨损。流态重构的实质就是确定最优的快速床状态,保证最佳细颗粒量;确定最优的鼓泡床状态,保证最佳粗颗粒量。通过锅炉核心部件结构,保证流化床内的物料达到要求的“质”和“量”。基于流态重构的理论,在燃烧过程中实现污染物的有效控制,实现了由“炉外治理”到“炉内减排”的转变。

2.3.1燃烧控制

循环流化床是靠调节循环物料流率控制床温,床温控制又是控制污染物超低排放的前提,燃料、过量空气系数、分离器返料系统结构是床温控制的保证,最终使循环流化床锅炉SO2、NOX原始低排放。锅炉BMCR工况下床温的选取,需综合考虑碳的燃尽、石灰石的利用和NOx排放三方面的因素。经大量工程试验和实践,根据不同煤燃料床温选取如表1。

2.3.2炉内脱硫技术

2.3.2炉内脱硫技术

炉内脱硫技术主要是炉内喷钙脱硫和控制锅炉燃烧温度。炉内喷入石灰石的粒度及燃烧温度控制对脱硫效率有很大影响。炉内喷钙脱硫:在燃烧过程中,燃料中的可燃硫会与氧化合生成SO2,硫酸盐硫可能分解产生SO2。如有氧原子或灰渣中的Fe2O3或V2O5等存在,约0.5%~2.0%的SO2会进一步催化生成SO3。循环流化床燃烧的优势之一是燃烧过程中炉内喷钙添加石灰石进行炉内脱硫。式(1)中,一定粒度的石灰石给入炉膛,被迅速地加热并发生煅烧反应,产生多孔疏松的CaO。

式(2)中,SO2扩散到CaO的表面和内孔,在有氧气参与的情况下,CaO吸收SO2并生成CaSO4。

生成的CaSO4逐渐地把空隙堵塞,并不断地覆盖新鲜CaO表面,当所有的新鲜表面都被覆盖后反应就停止了。当然脱硫剂颗粒也可能在还未达到上述状态时就被吹出了炉膛,这时脱硫剂颗粒的利用是不充分的。石灰石给入口应避免在还原区给入,接口宜布置返料腿上。

控制锅炉燃烧温度:燃烧温度对脱硫效率影响较大,经大量工程实践和试验,炉内喷钙脱硫效率可达到99.6%,温度约为865℃。炉膛出口温度在850℃~880℃左右适合脱硫温度并能控制氮氧化物生成。根据不同燃烧温度绘制脱硫效率图如图2:

2.3.3低氮燃烧技术

2.3.3低氮燃烧技术

床温控制是控制污染物低排放的前提,炉膛内受热面布置、一二次风比例及二次风口位置优化是床温控制的保证。为使锅炉低温运行,通过炉膛内布置更多的受热面,降低燃烧温度;调整一二次分比例,抬高二次风口位置。均对NOx生成有很好的抑制作用。低温运行:炉膛内布置更多的受热面。对燃烧温度进行控制,是在炉膛内布置水冷屏受热面,使料床温度在850℃~880℃范围内,降低NOx生成。炉膛出口温度在850℃~880℃左右能控制氮氧化物生成并适合脱硫温度。

调整一二次分比例,抬高二次风口位置:降低一次风比例,一次风量降低后,过量空气系数减小,可抑制NOx的生成。一次风压降低后,避免过渡区大颗粒床料扬析磨损炉膛受热面,同时节约电耗。二次风箱中二次风口位置上移,二次风的穿透深度增加、刚度增强,二次风出。二次风从浓相区进行上移后,在浓稀相区之间,具有更好的穿透性,可消除贫氧区,减少NOx的生成。二次风份额、风口距布风板高度与NOx的生成的关系如图3。

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该节能环保型循环流化床锅炉从结构设计上还有以下优点:

1)低阻力、防漏渣、耐磨损的钟罩式风帽结构设计。风帽设计采用钟罩式风帽不漏渣的结构特点,克服其容易磨损、阻力大和更换困难的缺点,在风帽中增加易更换夹套,采取合理的风帽直径和风帽小孔结构型式,选取合理的风帽阻力,实现低床压,风帽磨损后只需更换夹套和风帽头,缩短了检修周期,减小了检修费用。

2)低流速、双让管的防磨炉膛。炉膛空截面烟速采用低流速设计,控制在5m/s以下,对炉膛水冷壁进行有效的保护。交界处采用双让管技术,防止局部磨损,实现了防止炉膛磨损的效果。

3)采用长加速段绝旋风分离器结构设计。分离器进口烟道采用足够长的加速段并优化其高宽比,中心筒采用双偏置、缩径等一系列结构措施,分离器圆筒截面根据优选的烟气上升流速来确定,锥体角度尺寸与烟气流场相协调,同时与料腿结构相匹配,实现分离器及中心筒进行低阻力、高分离效率的功能。

4)低阻力、小风量回料装置。对回料装置的物料流动进行模拟设计,回料阀阻力、回料腿物料下降流速以及料腿直径、返料隔墙结构形式及尺寸、水平回料通道结构形式及尺寸、返料风室及布风装置结构形式和风帽结构等进行优化结构设计。回料装置配置独立的罗茨风机供风,节省电耗。

5)单层高速设计。对二次风在炉膛四周的布置位置、二次风布置的层数及喷口结构形式、不同区域二次风量的配置、二次风口的数量及喷口流速、二次风比例等进行设计,消除贫氧区。

2.4建设方案

对比本项目的热负荷主要为塔河县塔河镇城区进行集中供热,从运行经济性的角度考虑,应尽可能选择容量合理、环保节能的锅炉。从目前供热市场中的主流锅炉炉型以及再结合燃用煤质情况,本次项目推荐选用环保节能型循环流化床锅炉。可按75t/h或130t/h吨级别进行配置选用。根据可研和现场具体情况及用户需求,确定按如下两个方案进行对比和分析。

建设方案一:新建3×HHG-75/3.82-M循环流化床锅炉。建设配套的热力系统、上煤除灰系统、水处理及供水系统、电气系统、热工控制系统、脱硫脱硝系统、厂区工程等附属辅助工程。

建设方案二:拆建2×HHG-130/3.82-M循环流化床锅炉。阶段性拆除和建设,建设配套的热力系统、上煤除灰系统、水处理及供水系统、电气系统、热工控制系统、脱硫脱硝系统、厂区工程等附属辅助工程。

2.5方案分析内容

主要分析工程的建设具体条件和实际情况,论证塔河县塔河镇集中供热热源改扩建项目两个建设方案的可行性,分析内容如下:

1)对项目的总投资进行估算

建设方案一:新建3×HHG-75/3.82-M循环流化床锅炉。工程建设总投资为约1.4亿元,其中:工程建设投资为1.37亿元(包含:工程直接费,其他费用等),无建设期贷款利息。

建设方案二:拆建2×HHG-130/3.82-M循环流化床锅炉。工程建设总投资为约1.6亿元,其中:工程建设投资为1.56亿元(包含:工程直接费,其他费用等),无建设期贷款利息。

2)对项目的建设周期进行分析

建设方案一:新建3×HHG-75/3.82-M循环流化床锅炉。本工程建设期:2017年4月开工,2018年10月全部竣工,工期总计18个月。此方案周期短,不会对原系统产生任何影响,新项目建设完毕后,原4×35t/h锅炉全部拆除,新老系统互不影响,工程安全可靠。新锅炉房建成后方便运行、维护和管理。工程整体周期计划如表2:

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建设方案二:拆建2×HHG-130/3.82-M循环流化床锅炉。本工程建设期:2017年4月开工,预计2019年10月全部竣工,工期总计30个月。此方案周期长、工程投资高、涉及原系统稳定运行,不可预见因素多,工程风险大,工程重要节点难控制。需要分期拆除和建设,锅炉房需要拆除重建,原辅助系统也不可用。

建设方案二自2017年4月开工,拆除原有1、2#锅炉,扩建厂房先后延长6米、加高12米。(原有:29.5m×29m×30m)拆除原有建筑_和设备太多,所用时间过长,不确定的因素大大增加,可能边拆除边检验边更改。故施工周期延长、施工难度增大。且不能先建1台130t/h锅炉后再拆除3、4#锅炉,所以整体建设周期过长,同时,如改扩建原输煤系统也要改造,可能会影响原有锅炉运行,导致无法正常供暖。采用建设方案一,新建3×HHG-75/3.82-M循环流化床锅炉,可节约资金约0.2亿元,整体工期可提前12个月;

采用建设方案二,拆建2×HHG-130/3.82-M循环流化床锅炉,需多投资约0.2亿元,整体工期预计延约12个月,而且工程实施过程中不可预见因素过多,可能还会追加投资或工期延长。详见下表对比:

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经方案对比和可行性分析后认为,采用方案一,新建3×HHG-75/3.82-M循环流化床锅炉,从燃料供应、水电供给、总平面布置、交通运输、煤场灰场设置、环境保护等主要条件来看,都是合理的、可行的。方案无论从环保效益和节能效果来看,由于使用了燃烧效率较高的循环流化床锅炉,采用了除尘效率较好的布袋除尘器,对环境的污染减少到了最小的程度。因此,从投资、布置、经济效益、环保节能等方面综合考虑,作为本期项目的方案是可行的。本期项目主要为塔河县塔河镇城区居民供热,在技术原则上既注重了较高的实用效果,又注重了较高的经济性,方案是环保节能、安全经济的。

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结语

采用集中式大中型热电联产机组代替分散的小型区域锅炉房是供热行业的发展方向。环保节能型循环流化床锅炉能够实现由“炉外治理”向“炉内减排”的转变,具有较高的热效率和较低的污染物排放,适宜用于热电联产集中供热。本热电厂扩改建项目案例中的改造方案一具有节约资金、工期更短的优势,改造方案二则具有节能环保指标好、运行管理便捷的特点。本文工作根据改造项目对投资和工期优先考虑的原则选用了方案一,对类似改造项目具有一定参考意义。

文献信息

张福强.某热电厂扩建项目的环保节能型循环流化床锅炉选型方案分析研究[J].区域供热,2018(03):136-142.

拓展阅读

循环流化床锅炉改造,330MW循环流化床锅炉回料阀炉衬改造方案:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/61.html

【循环流化床锅炉动画】中小型循环流化床锅炉富氧-烟气再循环(O2/CO2)混合燃烧技术的可行性:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/20.html

循环流化床锅炉烧的煤,电力行业标准《超临界循环流化床锅炉运行导则》和《循环流化床锅炉燃料掺烧技术导则》编制启动会在哈召开:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/30.html

循环流化床锅炉点火风:300MW循环流化床锅炉水冷壁布风板水冷壁漏泄分析:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/33.html

58mw热水锅炉:关于热水锅炉大气污染物执行标准展开的讨论:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/19.html

循环流化床锅炉系统图,循环流化床锅炉燃烧优化:http://www.guoluliuhuachuang.cn/xh/43.html

相关问答

问:75t循环流化床锅炉汽包工作原理

答:汽包本身没有什么工作原理,它的作用是连接汽水系统、汽水分离、蓄水和蓄热等作用。汽包职能叫作用,不应该叫工作原理,因为他是静态工作。

问:求助!!关于75T循环流化床锅炉原理以及烟气走向和水走向!!

答:烟气走向:一次风从等压风室经过布风板上的风帽使物料流化,煤经过下煤口落入床料上受热燃烧产生的烟气经过高过低过、分离器省煤器、空预器、电除尘、引风机、烟筒。
循环指灰循环、燃烧方式:流态化。是1921年从化工行业引进的,1960年运用到煤上。
水走向很简单,除氧器到水泵到主给水或旁路经过省煤器到汽包。其间有个省煤器再循环。
注意事项:运行规程有事故处理。

问:请高手指教循环流化床锅炉的工作原理?

答:是以流态化模型为燃烧基础建立的锅炉。即将两个联通的成有 固体颗粒的容器,底部通以空气,物料会呈现出类似于流体的性质,比如,两个容器液面是相平的,容器内的压强随着深度的增大而增大,假如将容器倾斜,液面会自动变平,这一切看上去就像是水一样,称之流态化。
以流态化建立的床即为流化床。在流化床出口家装旋风分离器,将物料收集后返回炉膛,继续参加燃烧,就是循环流化床锅炉。

问:75吨循环流化床锅炉返料不正常

答:首先肯定的是锅炉返料不足。造成的原因有以下几点:
1,一、 二次风配比
一次风比大,必然导致高的密相床燃烧份额,此时就要求有较多的温度低的循环物料返回密相床,带走燃烧释放热量,以维持密相床温度,如循环物料量不够,就会导致流化床温度过高,无法多加煤,负荷上不去。
2,煤的粒径
燃料粒径的影响主要表现在其对密相床燃烧份额和物料平衡的影响上,燃料细粒多,密相床燃烧份额小, 有足够细煤粒吹入悬浮段进行传热,同时旋风分离器才能分离出足够的灰量,用来控制床温。
3,分离器
它必须具有足够高的效率,分离出足够的灰量,提供足够的循环物料。
4,回料风量
回料风量不足,不能将足够的返灰返送回炉膛。
5,立管或料腿有耐火砖脱落,堵住了回料系统,使返灰不能回送入炉膛。
6,煤质太差,燃烧后不能提供足够热量。(未经证实?)
7,煤中的灰分含量太低,含碳量太高,燃烧后每有足够的灰量,进行传热或作为返灰来控制床温。(未经证实?)
8,回料阀的问题。

用户评论

来自[凤城]的客户:2019-01-10 15:02:28
质量杠杠的,发货速度快,卖家服务态度好,物超所值,值得购买!

来自[格尔木]的客户:2018-12-27 16:32:10
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来自[邛崃]的客户:2018-12-18 13:57:02
价联物美

来自[湖南]的客户:2018-12-17 09:16:03
循环流化床的锅炉下有一层床,上面铺满了床料(一般是煤矸石),用风将床料吹起来,即流化风,还有一次风吹燃料,二次风吹燃烧所需的氧气,当燃烧后,锅炉旁边有旋风分离器,将未燃烧的床料循环至流化床中,循环燃烧,提高效率

来自[韶关]的客户:2018-12-16 18:33:32
试用了很好,比想象中的还要好,很满意

来自[青铜峡]的客户:2018-12-12 14:36:01
我是养殖大棚冬季采暖用的,煤的不让烧的,煤锅炉淘汰就用烧这个颗粒锅炉啦,成本算算用的比煤还低,锅炉用起来也挺方便的

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操作简单,服务好,技术型老板,合作愉快!

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这个生物质锅炉产气快,压力足,简单好用,操作简单,一键启停,总体还是比较满意。

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