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  目前我國的鍋爐燃燒率平均只達到65%左右,而要消耗掉全熱水鍋爐國產煤總量的40%,對資源的損耗十分嚴重,因此要對大型鍋爐設備進行改進,提高其燃燒效率,響應國家對能源節能減排的號召。

  一、我國傳統鍋爐燃燒效率較低的原因雖然我國傳統的大型鍋爐設計已經被廣泛的采取應用,但沒有針對節能減排進行設計改進,能耗鍋爐主要表現在大型鍋爐設備的燃燒系統設計中,目前一般使用較多的為鏈條爐排鍋爐,其燃燒效率較低,主要原因如下:

  1、鏈條鍋爐傳統的層燃方式的缺陷1、1上部煤層燃燒後形成灰渣層,覆蓋在未充分燃燒的煤層上部,隨著燃燒過程所積灰渣加厚,就造成底部煤層輻射熱量不足,並且又增加風阻,使未燃燒的下部煤層不能充分燃燒。

  2、單煤閘板給煤的局限性,燃煤厚度在橫斷面上的布煤只能是一致的,不可隨意局部調整,但鍋爐的鼓風風壓在橫斷面上卻不可能完全一致,使燃煤燃燒速度不一致,往往在爐膛尾部形成“V”形或“W”形燃燒即斷火不整齊。以至於鍋爐出力低、煤燃燒不盡、灰渣含碳量高,浪費能源。

  3、在燃燒低熱值煤或低揮發份煤炭時,因傳統分層給煤布煤方式是塊煤居底部,小顆粒煤及末煤在上部,底部塊煤在風室低溫助燃風作用下,達不到燃燒溫度,在爐排底部產生一層不燃燒或燃燒不透的塊煤層,排入灰渣除渣帶,通常稱爐排跑黑或跑紅火,造成能源浪費。

  2、煤質多變,煤塊的著火過程推遲長期以來,中國工業鍋爐用煤普遍達不到設計用煤標准,且采用沒有經過粒度分級和洗選的原煤,再加上鏈條爐排“單面著火”這一不利燃燒特點,使其在實際運行中,煤層無法及時與穩定的著火,這勢必影響到下一步煤層的充分燃燒。

  4、沿爐排長度和寬度方向配風不均勻因為蒸氣鍋爐原煤粒度不均勻,所以煤層通風阻力沿爐排長寬方向不均勻,造成送風量也很不均勻,部分空氣就會過剩,而另外一部分則缺乏燃燒所需要的空氣,燃燒就不穩定,就比較容易出現火口、飛灰及煤量增大等不良狀況,會增大各項熱損失。

  二、循環流化床鍋爐的結構特點和優點1、循環流化床鍋爐的結構特點循環流化床鍋爐不同於傳統的鏈條鍋爐,其是在鼓泡床鍋爐的基礎上發展起來的,因此鼓泡床的一些理論和概念可以用於循環流化床鍋爐,但是也有一定的差別。早期的循環流化床鍋爐流化速度比較高,因此稱作快速循環床鍋爐,其主要采用的是自然循環的方式,整體上分為前部燃燒室和後部豎井。前部燃燒室是懸吊結構,四周有膜式水冷壁。 燃燒室內部自上而下結構依次為蒸發管、懸浮段、濃相床和風室。 後部豎井是支撐結構,由省煤器、過熱器和管式空氣預熱器構成。 前部燃燒室與後部豎井之間由立式旋風分離器連接,分離器下部與灰冷卻器和回送裝置相連接。前部燃燒室及立式旋風分離器內部都設有防磨內襯。前部燃燒室用敖管做爐牆,外部裝有金屬護板,後部豎井采用輕型爐牆,由鋼柱支撐鍋爐全部質量。

  1循環流化床鍋爐的優點2、1燃料適應性廣,這是循環流化床鍋爐的重要優點循環流化床鍋爐既可燃燒優質煤,也可燃燒劣質燃料,如高灰煤、高硫煤、高硫高灰煤、高水分煤、煤矸石、煤泥,以及油頁岩、泥煤、爐渣、樹皮、垃圾等。他的這一優點,對充分利用劣質燃料具有總大意義。

  2、燃燒效率高國外循環流化床鍋爐的燃燒效率一般髙達99%,而我國自行設計的循環流化床鍋爐燃燒效率也達到95%-99%。該鍋爐燃燒效率的主要原因是燃燒盡率高。運行鍋爐的實例數據表明,該型鍋爐的爐渣可燃物圖僅有1%-2%,燃燒優質煤時,燃燒效率與煤粉爐相當,燃燒劣質煤是,循環流化床鍋爐的燃燒率比煤粉爐約高5%。

  3、燃燒污染排放量低主要是循環流化床鍋爐的脫硫性,在循環流化床內直接加入石灰石,白雲石等脫硫劑,可以脫去燃料燃燒生成的SO2。根據燃料中所含的硫量大小確定加入脫硫劑量,可達到90%的脫硫效率,大大減少了廢棄排放量。

  4、氮氧化物排放量較低因為循環硫化的整個過程是低溫燃燒鍋爐,所以空氣中的氮不會直接轉化為氮氧化物,並且還因為分段燃燒的原因,也在一定程度上抑制了燃料中氮的轉化,而且還可以使已經生成了的部分氮氧化物得到還原。在長期實踐中統計,循環流化床鍋爐的氮氧化物的排放範圍是 40~120mg/MJ 或 50~150ppm, 煙氣中氮含量小於 100~200ppm。

  5、燃燒強度高,爐膛截面積小爐膛單位截面積的熱負荷高是循環流化床鍋爐的另一主要優點。其截面熱負荷約為3、5~4、5MW/m2,接近或高於煤粉爐。同樣熱負荷下循環流化床鍋爐需要的爐膛截面積只有鼓泡流化床鍋爐的1/2或1/3。

  6、負荷調節範圍大,負荷調節快一般而言,循環流化床鍋爐的負荷調節範圍可以達到25%-100%。

  7、能夠實現爐渣和飛灰的綜合利用因為循環流化床屬於低溫燒透,其爐膛內可以提供良好的燃盡條件,從而使爐渣和飛灰的含碳量降低,並且也有利於爐渣中稀有金屬的提取。此外,燃盡剩下的灰渣還可以作為水泥摻和料或做建築材料。

  8、燃料預處理系統相對簡單循環流化床鍋爐的給煤粒度一般小於13mm,蒸氣鍋爐因此與煤粉鍋爐相比,燃料的制備破碎系統大為簡化。

  9、給煤點少循環流化床鍋爐的爐膛截面積小,同時良好的混合和燃燒區域的擴展使所需的給煤點數大大減少。既有利於燃燒,也簡化了給煤系統。
 

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