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论文
2012届毕业生热动专业毕业论文
淮北临涣二期2×300MWCFB锅炉简介
院系：
动力工程系
专业：
电厂热能动力装置
班级：
09热动一班
姓名：
李斌
学号：
090301141
指导老师：
王祥薇
实习性质：
毕业实习
目录
一、临涣300MW循环流化床锅炉简介
1.锅炉简介
2.锅炉基本尺寸
3.锅炉主要参数
4.系统概况和相关设备
4.1．热力系统
4.2．燃烧系统
4.3．燃油系统及辅助设备
5.燃煤
二、循环流化床锅炉的工作原理
1.工作原理
2.燃烧机理
3.脱硫原理
三、循环流化床锅炉的基本技术特点
1.低温的动力控制燃烧
2．高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程
3.高强度的热量、质量和动量传递过程
四、循环流化床锅炉的优点
1．燃料适应性广
2．燃烧效率高
3．高效脱硫
4.氮氧化物（NOX）排放低
5.燃烧强度高，炉膛截面积小
6.负荷调节范围大，负荷调节快
7.易于实现灰渣综合利用
8.床内不布置埋管受热面
9.燃料预处理系统简单
10．煤点少
五、参考文献
1.《临涣煤泥矸石电厂二期工程2×300MWCFBHG—1112/17.5—L.MN2型锅炉安装说明书》
一、临涣300MW循环流化床锅炉简介
1．锅炉简介
临涣煤泥矸石电厂二期工程2×300MW机组配备两台哈尔滨锅炉厂有限责任公司设计制造的1112t/hCFB锅炉，采用亚临界参数设计、自然循环、单锅筒、整体布置为单炉膛、双布风板、全钢构架、紧身封闭、平衡通风、一次中间再热、燃用脏杂煤、煤泥和中煤末矸的混合燃料、固态排渣。
受热面采用全悬吊方式。
空气预热器采用支撑结构。
锅炉启动采取床上和床下联合启动方式。
6台滚筒冷渣器在锅炉侧墙对称布置。
2．锅炉基本尺寸
炉膛宽度（两侧水冷壁中心线距离） 16650mm
炉膛深度（前后水冷壁中心线距离） 16290mm
尾部对流烟道宽度（两侧包墙中心线距离） 15250mm
尾部对流烟道深度（前后包墙中心线距离） 15250mm
锅筒中心线标高 56750mm
省煤器进口集箱标高 30226mm
高温过热器出口集箱标高 50080mm
低温再热器进口集箱标高 41567mm
高温再热器出口集箱标高 50080mm
锅炉运转层标高 12600mm
锅炉最高点标高（顶板上标高） 69700mm
锅炉宽度（两侧外支柱中心线距离） 44000mm
锅炉深度（KA柱至KE柱中心线距离） 54460mm
3.锅炉主要参数
锅炉最大连续出力工况（BMCR）参数
（注：
BMCR蒸发量等于汽机在阀门全开时的蒸汽量，此工况下考核锅炉最大连续出力）。
名称
单位
参数
高过出口处蒸汽
流量
t/h
1100
压力
MPa（g）
17.5
温度
℃
540
低再入口处蒸汽
压力
MPa（g）
3.882
温度
℃
330.4
高再出口处蒸汽
流量
t/h
913
压力
MPa（g）
3.706
温度
℃
540
省煤器进口处给水温度
℃
281
锅炉额定出力工况（BECR）参数
（相当于汽轮机额定功率TRL或最大连续出力TMCR工况进汽量，此工况下考核锅炉保证效率）。
名称
单位
参数
高过出口处蒸汽
流量
t/h
1050
压力
MPa（g）
17.5
温度
℃
540
低再入口处蒸汽
压力
MPa（g）
3.716
温度
℃
325.6
高再出口处蒸汽
流量
t/h
880
压力
MPa（g）
3.536
温度
℃
540
省煤器进口处给水温度
℃
277.9
4.系统概况和相关设备
4.1．热力系统
（1）主蒸汽及再热蒸汽系统
主蒸汽及再热蒸汽系统均为单管单元制系统，汽机旁路采用高、低压二级串联旁路系统，容量暂定为40％BMCR。
（2）回热抽汽系统
汽轮机采用8级非调节抽汽，1、2、3级抽汽分别供3台高压加热器。
4级抽汽供汽动给水泵、除氧器，5、6、7、8级抽汽分别供4台低压加热器。
（3）给水系统
给水系统为单元制。
每台机组配备2台50％BMCR容量的汽动给水泵和1台50％BMCR容量的电动调速给水泵。
两台汽动给水泵为正常运行，一台电动调速给水泵作为备用。
（4）凝结水系统
采用中压凝结水精处理装置除盐系统，设两台100％容量立式凝结水泵，其中一台备用。
4.2.燃烧系统
（1）入炉煤采用两级破碎系统制备。
（2）入炉石灰石粉采用两级破碎系统制备。
（3）一次风机：
每台炉设2台离心式一次风机。
（4）二次风机：
每台炉设2台离心式二次风机。
（5）高压流化风机：
每台炉设3台离心式高压流化风机。
（6）引风机：
每台炉设2台引风机。
（7）静电除尘器：
每台炉设两台双室四电场静电除尘器，除尘效率≥99.75％（暂定）。
（8）烟囱：
两台锅炉共用一座高210m，直径为7.5m烟囱（暂定）。
4.3．燃油系统及辅助设施
（1）燃油系统
本期工程点火及助燃油为0号轻柴油。
燃油系统与一期共用。
（2）启动汽源
本期工程机组所需启动汽源从一期工程引接。
（3）空气压缩机室
本工程两台机组设置一套仪用和杂用压缩空气系统考虑。
空压机设备布置在空压机室内
5.燃煤
燃煤：
本工程燃煤为脏杂煤、煤泥、末矸的混合燃料，脏杂煤、末矸混合后，经相关输送设备送入炉膛，煤泥直接管道泵送至炉膛燃烧。
5.1脏杂煤、煤泥、末矸混合燃料的煤质分析如下：
项目
单位
设计煤质
校核煤质一
校核煤质二
校核煤质三
收到基低位发热量
Qnet,ar
kJ/kg
13641
12658.5
14790
14902.5
收到基碳
Car
%
36.34
34.19
38.89
39.06
收到基氢
Har
%
2.63
2.53
2.75
2.78
收到基氧
Oar
%
5.16
5.01
5.36
5.27
收到基氮
Nar
%
0.63
0.56
0.73
0.67
收到基硫
St.ar
%
0.37
0.30
0.46
0.46
空气干燥基水份
Mad
%
0.71
0.71
0.67
0.84
全水份
Mt
%
13.48
16.93
7.30
14.95
收到基灰
Aar
%
41.39
40.49
44.53
36.80
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
35.53
34.50
36.47
37.57
哈氏可磨性系数
HGI
%
/
/
/
/
变形温度
DT
℃
>1500
/
/
>1500
软化温度
ST
℃
>1500
/
/
>1500
熔融温度
FT
℃
>1500
>1500
>1500
/
注：
1、设计煤质配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝15％∶30％∶55％；
2、校核煤质一配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝0％∶45％∶55％；
3、校核煤质二配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝25％∶0％∶75％；
4、校核煤质三配比为：
脏杂煤∶煤泥：
末矸＝55％∶45％∶0％；
5.2末矸煤质分析如下：
项目
单位
数值
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
13770
收到基碳
Car
%
36.67
收到基氢
Har
%
2.63
收到基氧
Oar
%
5.24
收到基氮
Nar
%
0.68
收到基硫
St.ar
%
0.38
空气干燥基水份
Mad
%
0.61
全水份
Mt
%
8.2
收到基灰
Aar
%
46.2
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
35.07
哈氏可磨性系数
HGI
75
灰融熔特性
变形温度
DT
℃
>1390
软化温度
ST
℃
>1500
熔融温度
FT
℃
>1500
5.3煤泥煤质分析如下
项目
单位
数值
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
11300
收到基碳
Car
%
31.16
收到基氢
Har
%
2.41
收到基氧
Oar
%
4.73
收到基氮
Nar
%
0.42
收到基硫
St.ar
%
0.2
空气干燥基水份
Mad
%
0.83
全水份
Mt
%
27.60
收到基灰
Aar
%
33.48
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
33.80
哈氏可磨性系数
HGI
/
灰融熔特性
变形温度
DT
℃
>1500
软化温度
ST
℃
>1500
熔融温度
FT
℃
>1500
5.4脏杂煤煤质分析如下
项目
单位
数值
收到基低位发热量
Qnet.ar
kJ/kg
17850
收到基碳
Car
%
45.55
收到基氢
Har
%
3.09
收到基氧
Oar
%
5.71
收到基氮
Nar
%
0.87
收到基硫
St.ar
%
0.68
空气干燥基水份
Mad
%
0.84
全水份
Mt
%
4.6
收到基灰
Aar
%
39.50
干燥无灰基挥发份
Vdaf
%
40.65
哈氏可磨性系数
HGI
88
灰融熔特性
变形温度
DT
℃
>1500
软化温度
ST
℃
>1500
熔融温度
FT
℃
>1500
考虑所燃煤种为脏杂煤、煤泥和末矸按一定比例混合后作为设计煤质，该煤质较差（灰份大，含硫量较低，低位发热量低）。
燃烧室内受热面，特别是其焊口附近和与耐火层交接部位，尾部受热面悬吊管和尾部受热面的面对烟气侧，靠近管卡和可能造成烟速不均匀部位充分采取防止磨损的措施。
二、循环流化床锅炉的工作原理
1.工作原理
固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。
流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床锅炉。
2.燃烧机理
循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，它与鼓泡床锅炉的最大区别在于炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。
被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。
循环流化床锅炉可分为两个部分：
第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（淮北临涣二期循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。
第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。
循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。
由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
3.脱硫原理
循环流化床锅炉在830-900℃的工作温度下，在此温度下石灰石可充分发生焙烧反应，使碳酸钙分解为氧化钙，氧化钙与煤泥燃烧产生的二氧化硫进行盐化反应，生成硫酸钙，以固体形式排出达到脱硫的目的
石灰石脱硫反应方程CaCO3＝CaO＋CO2—热量Q
CaO＋SO2＋1/2O2＝CaSO4＋热量Q
因此循环流化床锅炉可以实现炉内高效廉价脱硫，一般脱硫率均在90%以上。
同时，由于较低的炉内燃烧温度，循环流化床锅炉中生成的NOX构成即燃料中的N转化成的NOX；而热力NOX即空气中的N转化成的NOX生产量很小；同时循环流化床锅炉采取分级送分的方式即一次风从布风板下送入，二次风分二层从炉膛下部密相区送入，可以有效地抑制NOX的生成，因此循环流化床锅炉中的污染物排放量很低。
三、循环流化床锅炉的基本技术特点
1．低温的动力控制燃烧
循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运动的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程；同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，并将它们送回炉内再次参与燃烧过程,反复循环地组织燃烧。
显然，燃料在炉膛内燃烧的时间延长了。
在这种燃烧方式下，炉内温度水平因受脱硫最佳温度限制，一般850℃左右。
这样的温度远低于普通煤粉炉中的温度水平，并低于一般煤的灰熔点，这就免去了灰熔化带来的种种烦恼。
这种“低温燃烧”方式好处甚多，炉内结渣及碱金属析出均比煤粉炉中要改善很多，对灰特性的敏感性减低，也无须很大空间去使高温灰冷却下来，氮氧化物生成量低，可于炉内组织廉价而高效的脱硫工艺，等等。
从燃烧反应动力学角度看，循环流化床锅炉内的燃烧反应控制在动力燃烧区（或过渡区）内。
由于循环流化床锅炉内相对来说温度不高，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种情况下的燃烧速率主要取决于化学反应速率，也就是决定于温度水平，而物理因素不再是控制燃烧速率的主导因素。
循环流化床锅炉内燃料的燃尽度很高，通常，性能良好的循环流化床锅炉燃烧效率可达95～99％以上。
2.高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程
循环流化床锅炉内的固体物料（包括燃料、残炭、灰、脱硫剂和惰性床料等）经历了由炉膛、分离器和返料装置所组成的外循环。
同时在炉膛内部因壁面效应还存在着内循环，因此循环流化床锅炉内的物料参与了外循环和内循环两种循环运动。
整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种形式的循环运行的动态过程中逐步完成的。
3.高强度的热量、质量和动量传递过程
在循环流化床锅炉中，大量的固体物料在强烈湍流下通过炉膛，通过人为操作可改变物料循环量，并可改变炉内物料的分布规律，以适应不同的燃烧工况。
在这种组织方式下，炉内的热量、质量和动量传递过程是十分强烈的，这就使整个炉膛高度的温度分布均匀。
四、循环流化床锅炉的优点
1.燃料适应性广
这是循环流化床锅炉的主要优点之一。
在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1～3%，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣等。
因此，加到床中的新鲜煤颗粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。
由于床内混合剧烈，这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用，把煤料加热到着火温度而开始燃烧。
在这个加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，因而对床层温度影响很小，而煤颗粒的燃烧，又释放出热量，从而能使床层保持一定的温度水平，这也是流化床一般着火没有困难，并且煤种适应性很广的原因所在。
2.燃烧效率高
循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高，通常在95～99%范围内，可与煤粉锅炉相媲美。
循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有下述特点：
气固混合良好;燃烧速率高，其次是飞灰的再循环燃烧。
3.高效脱硫
由于飞灰的循环燃烧过程，床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的石灰石、石灰能送回至床内再利用;另外，已发生脱硫反应部分，生成了硫酸钙的大粒子，在循环燃烧过程中发生碰撞破裂，使新的氧化钙粒子表面又暴露于硫化反应的气氛中。
这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相比脱硫性能大大改善。
当钙硫比为1.5～2.0时，脱硫率可达85～90%。
而鼓泡流化床锅炉，脱硫效率要达到85～90%，钙硫比要达到3～4，钙的消耗量大一倍。
与煤粉燃烧锅炉相比，不需采用尾部脱硫脱硝装置，投资和运行费用都大为降低。
4.氮氧化物（NOX）排放低
氮氧化物排放低是循环流化床锅炉另一个非常吸引人的特点。
运行经验表明，循环流化床锅炉的NOX排放范围为50～150ppm或40～120mg/MJ。
循环流化床锅炉NOX排放低是由于以下两个原因：
一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NOX;二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOX，并使部分已生成的NOX得到还原。
5.燃烧强度高，炉膛截面积小
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。
其截面热负荷约为3.5～4.5MW/m2，接近或高于煤粉炉。
同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2～3倍。
6.负荷调节范围大，负荷调节快
当负荷变化时，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，不必像鼓泡流化床锅炉那样采用分床压火技术。
也不象煤粉锅炉那样，低负荷时要用油助燃，维持稳定燃烧。
一般而言，循环流化床锅炉的负荷调节比可达（3～4）：
1。
负荷调节速率也很快，一般可达每分钟4%。
7.易于实现灰渣综合利用
循环流化床燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含炭量低（含炭量小于1%），属于低温烧透，易于实现灰渣的综合利用，如作为水泥掺和料或做建筑材料。
同时低温烧透也有利于灰渣中稀有金属的提取。
8.床内不布置埋管受热面
循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，因而不存在鼓泡流化床锅炉的埋管受热面易磨损的问题。
此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉、结焦处理时间短，可以长时间压火等。
9.燃料预处理系统简单
循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于13mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。
10.给煤点少
循环流化床锅炉的炉膛截面积小，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少。
既有利于燃烧，也简化了给煤系统。
便携式里氏硬度计的使用原理除湿机原理疏水阀的类型和工作原理无堵塞泵叶轮的结构形式及特点坩埚的用途不锈钢管的种类。
五、参考文献
《临涣煤泥矸石电厂二期工程2×300MWCFB机组HG—1112/17.5—L.MN2型锅炉安装说明书》
李斌
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