完整版循环流化床锅炉运行中的问题本科毕业设计.docx

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完整版循环流化床锅炉运行中的问题本科毕业设计

毕业论文

循环流化床锅炉运行中的问题

网络教育学院

毕业设计（论文）任务书

一、毕业设计（论文）题目循环流化床锅炉运行中的问题

二、毕业设计（论文）工作自2012年12月14日起至2013年2月26日止

三、毕业设计（论文）基本要求：

指导教师：

孙鹏

网络教育学院

毕业设计（论文）考核评议书

指导教师评语：

建议成绩：

指导教师签名：

年月日

答辩小组意见：

负责人签名年月日

答辩小组成员

毕业设计（论文）答辩委员会意见：

负责人签名：

年月日

论文题目：

循环流化床锅炉运行中的问题

学科（专业）：

热能及动力工程

申请人：

指导教师：

孙鹏

摘　要

我国是一个以煤为主要能源的国家，煤在一次能源结构中约占75％。

煤的燃烧带来了严重的污染。

循环流化床锅炉具有高效、低污染的特点，近些年来在世界上和我国得到了迅速的发展。

结合我国国情发展循环流化床锅炉，其意义更为重大。

循环流化床锅炉的应用可以节约煤炭资源；利用劣质煤燃料；清洁能源；灰渣综合利用、保护耕地面积；改善电网调峰能力等。

循环流化床锅炉对于中国未来的能源利用，经济的发展以及社会的进步都有很重要的作用。

我国现有不同容量的循环流化床锅炉近3000台，约63000MW的容量投入商业运机组达到了13台。

与此同时，我国在建与拟建的300MW循环流化床锅炉机组也已超过了50台，超过了世界上中国外的总和；

关键词：

循环流化床锅炉；耐磨层磨损；运行控制；

论文类型：

理论研究

摘　要V

目录VII

1绪论1

1.1循环流化床锅炉特点1

1.2循环流化床锅炉简介1

1.3循环流化床锅炉特点………………………………………………………..2

2循环流化床锅炉运行中问题5

2.1循环流化床锅炉运行原理………………………………………………………..5

2.2循环流化床锅炉运行中问题分析7

3循环流化床锅炉运行事故分析及处理9

3.1循环流化床锅炉流化技术分析9

3.2炉膛爆炸事故……………………………………………………………………..11

3.3燃烧熄火…………………………………………………………………………..12

3.4床料结渣事故……………………………………………………………………..13

3.5过热器超温和低温………………………………………………………………..14

4循环流化床磨损问题分析及解决方案………………………………………………….15

4.1循环流化床锅炉磨损问题概述……………………………………………………15

4.2循环流化床金属部件的磨损………………………………………….…………15

4.3循环硫化床锅炉磨损分布及特点…..……………………………………………16

4.4循环流化床锅炉防磨措施……………………………………………………...…17

4.5磨损问题综述……………………………………………………………………..19

5结论与展望20

致谢21

参考文献23

声明……….…………....……………………………………………………………….27

一绪论

循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。

自循环流化床燃烧技术出现以来，循环流化床锅炉已在世界范围内得到广泛的应用。

循环流化床锅炉是一种国际公认的洁净煤燃烧技术，以其燃料适应性广、脱硫效果好、NOx排放量低、负荷调节性能好等优点在我国燃煤电站中方兴未艾。

我国循环流化床锅炉技术已步入世界先进水平，循环流化床锅炉总装机容量也居世界第一位，但是，我国锅炉的脱硫现状还不很乐观，脱硫系统的可用率、锅炉脱硫效率不高，因此循环流化床锅炉的应用加工还存在不少问题，离国际先进水平有一定差距。

1.1循环流化床锅炉特点

1.2循环流化床锅炉简介

循环流化床锅炉是一种新型的燃用固体燃料的锅炉。

粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又再聚集的物理衍变过程，使循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量和质量交换，形成炉内的循环。

同时气流对固体颗粒的夹带作用很大，使大量未燃尽的燃料颗粒（包括部分未完全反应的固硫剂颗粒）随烟气一起离开炉膛，被烟气气流带出炉膛的大部分物料颗粒经过旋风分离器分离出来，再经回料装置送回炉膛底部的床层内，以维持炉内床料总量不变的连续工作状态，加大可燃物燃烧深度和固硫剂的利用率，从而形成炉外的物料循环系统，这就是循环流化床。

具有循环流化床的锅炉称循环流化床锅炉。

循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成。

一些循环流化床锅炉还有外置流化床换热器。

当炉排上的燃料燃烧所需要的空气，以较低的风速从炉排进入燃料层，由于气流的吹托力小于燃料的重力。

燃料在炉排上静止不动，进入燃料层的空气只能从燃料颗粒间的缝隙中穿过，燃料层的高度没有发生变化，称为固定床。

采用这种燃烧方式的锅炉称为层燃炉。

煤粉没有炉排，煤粉的颗粒很细，输送煤粉的空气和烟气速度很高，气流的吹托力大于煤粉颗粒的重力，煤粉和随空气或烟气一起流动，这种状态称为气力输送，采用这种悬浮燃烧方式的锅炉称为室燃炉。

如果燃料的颗粒大小介于层燃炉和室燃炉燃料之间，气流的吹托力与燃料颗粒在空气中的浮力之和大于或等于燃料颗粒的重力时，燃料颗粒可以漂浮起来，燃料颗粒间的距离拉大，并能在一定高度的范围作一定程度的移动。

随着气流速度的提高，燃料层的厚度增加，燃料颗粒运动加剧，燃料颗粒上下翻滚，好像液体在沸点时的沸腾现象。

燃料在这种状态下燃烧成为流化床（也称沸腾床或鼓泡床）。

流化床锅炉通常燃用粒径在8微米以下的煤末，燃料在锅炉内进入流化后，燃料中粒径小于2微米的细粉被气流吹出流化段，进入流化段上部的悬浮段，并在那里进行悬浮燃烧，其余大部分颗粒较大的燃料则留在流化段，在流化状态下进行燃烧。

1.3循环流化床锅炉的特点

1.3.1循环流化床锅炉的特点

a、燃烧效率高

  循环流化床锅炉的燃烧效率通常为95％—99％。

燃烧效率高的主要原因是气固混合好、燃烧速率高、大量的燃料进行内循环和外循环重复燃烧，从而使得煤粒燃尽率高。

b、煤种适应性强

  循环流化床锅炉既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质煤。

不同设计的循环流化床锅炉，可以燃烧高灰煤、高硫煤、高水分煤、低挥发分煤、煤矸石、煤泥、石油焦、油页岩甚至炉渣、树皮、垃圾等。

c、添加石灰石，有较高脱硫效果，降低了氮氧化物生成量

循环流化床锅炉的低温燃烧特点与石灰石最佳脱硫温度一致，添加合适品种和粒度的石灰石，Ca/S摩尔比在1.5—2.5时，可以达到90％的脱硫效率。

又由于物料在循环流化床锅炉内滞留时间长，投入流化床锅炉的石灰石粉剂粒径小，反应比面积大，容易脱硫。

无论是脱硫剂的利用率，还是二氧化硫的脱硫率，循环流化床锅炉较鼓泡流化床锅炉要优越。

d、负荷调节范围大，负荷调节快

循环流化床锅炉的负荷调节比可达到（3—4）：

1，由于截面风速高和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调节速率快，每分钟可达4%B—MCR。

e、灰渣综合利用，前途广泛

炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低，灰渣量较煤粉炉要多，灰渣作为水泥掺和料或建筑材料，容易实现灰渣综合利用；灰渣中有一定的硫酸钙，可作各种建筑材料的掺合料，水泥行业、制砖行业利用灰渣前途最广泛。

1.3.2循环流化床锅炉的主要性能

流化床燃烧技术是洁净、高效的新一代燃煤技术。

其经历了从鼓泡流化床到循环流化床的发展过程，鼓泡流化床在进一步大型化等方面受到限制，不适应发电锅炉所需的容量和规模；循环流化床具有易于大型化等优点，其容量可以达到当今煤粉炉容量的规模，世界上单机容量最大的循环流化床锅炉发电机组已接近300MW。

循环流化床具有煤种适应面广、燃烧效率高以及炉内脱硫脱氮等特点，近二十年来，大容量的循环流化床燃煤锅炉的应用和制造技术得到了大的进展，已投运的循环流化床锅炉尚没有采用超临界蒸汽参数的，采用再热循环方式的也少见，主要注重其良好的环保效果。

目前，正在设计发电功率为300~400MW的电站循环流化床锅炉。

AhlstromPyroopower公司提出今后的循环流化床锅炉应达到以下技术指标：

（1）燃烧效率等于100%；

（2）电厂效率大于40%；

（3）SO2排放小于10ppm；

（4）NOX排放小于30ppm。

二循环流化床锅炉运行中问题

2.1循环流化床锅炉运行原理

循环流化床锅炉运行与常规煤粉锅炉在运行上的主要不同之处在于燃烧系统，其汽水系统的运行操作与煤粉炉的要求基本相同。

2.1.1．运行准备从结构和燃烧空气动力特点出发循环流化床锅炉投入运行前应满足一定条件。

1．1冷态试验由于燃烧方式的特殊性，在完成循环流化床锅炉安装或大修后，需进行系统的冷态试验，查明锅炉本体设备和各辅助设备的实际状况是否能满足热态运行要求，尤其应核实锅炉各风机出力（流量、提升大压头）和风烟系统各部阻力；标定和校验比例中给煤机、点火油枪特性及锅炉热工测量装置等；检查锅炉冷态载料时的流化、物料循环等特性，为热态流化燃烧运行做好准备工作。

耐火防磨材料养护作为循环流化床锅炉最主要的结构特点之一，在炉膛下部锥段、炉膛烟气出口处和循环灰分离、回送回路中均砌筑大量耐火防磨材料。

在新投运锅炉首次点火投煤前或每次对耐火层进行较大范围修补后，都必须按照耐火材料供货商提供的养护工艺曲线进行严格的加热养护，以保证耐火材料达到正常的设计使用寿命。

为精确控制养护过程中的温度变化率，一般宜采用燃油加热方式养护。

2.1.2冷态点火起动循环流化床锅炉冷态点火起动以流态区分，主要有鼓泡流化床点火和循环流化床点火；以加热方式划分，则有床（面以）上加热、床下加热和床下、床上联合加热的点火方式。

早期小容量循环流化床锅炉采用鼓泡流化、床上加热的方式从冷态点火起动，由布置在流化床面以上的油燃烧器火焰加热床料。

在低速流化点火过程中，从分离下来的细小颗粒不断地蓄积在循环灰回路中。

当燃煤正常着火，下部床温不断升高而需要调节时，开启回料阀，向炉内投循环灰，随负荷相应提高流化运行风速，逐步从鼓泡床方式过渡到循环床方式运行。

这种起动方式对点火加热设备的要求比较简单，但存在点火燃油热量利用率低、操作经验水平要求高、床温不易有效控制等缺点，尤其在给煤初着火瞬间的温升速率极高，若操作不当，容易发生床体超温结渣事故。

同时，过高的温升速率也会缩短炉内耐火防磨材料的使用寿命。

大容量循环流化床锅炉多采用循环流化，床上加热、床下加热或联合加热的方式点火，一般仍由手动操作起。

起动前的检查、锅炉上水等操作基本和常规煤粉锅炉相同。

在风机正常起动后，手调引风机挡板，使炉膛出口压力一般稳定在-50Pa，布风板量最小通风量应为锅炉MCR时风量的20%~40%，并向炉膛给入粒径小于1mm的河沙或稍粗的炉渣，回到至床压显示为3kPa左右，使床内物料循环流化运行，注意就地检查调整循环回料阀风量。

在每次油燃烧点点火前，都必须对锅炉通风吹扫。

例如：

吹扫风量之和必须大于MCR时50%的风量，吹扫时间应长于5min。

此后可依次燃烧器（热烟炉）和起动燃烧器，床内温度升高至约500~600℃（依燃用煤种而异）时，便可开始逐步投炼钢运行。

为了均匀加热和使入炉煤尽快着火燃烧，同时避免床内积聚过多的固粒可燃物而引起爆燃或结渣，投煤采用间歇或脉冲加入的方式。

开始给煤率约为MCR时的10%~20%，最多多运行90S，然后停机90S。

在停给煤机