生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行

引  論

    荷蘭從七十年代中期就著手進(jìn)行流化床生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒的研究和]『發(fā).197G年,FCCL研究

所和斯托克(Stork)鍋爐公司簽定了一個(gè)許可協(xié)議,并存荷蘭Enschcde的脫溫特(Twente)工業(yè)大學(xué)

建立了一套試驗(yàn)裝置.在該試驗(yàn)裝置(圖1)交付使用的最初幾年問,對(duì)床內(nèi)埋管的傳熱和利用石灰

石來脫硫的研究是試驗(yàn)研究的主要課題.自從1982年荷蘭政府批準(zhǔn)對(duì)這個(gè)常壓沸騰床的研究提供財(cái)

政資助以來,各種煤在沸騰床內(nèi)的燃燒特性一直為其主要研究課題之一.

   給出了燃燒、煙囪排放物與再循環(huán)流量的一些代表性試驗(yàn)結(jié)果.在給定的試驗(yàn)期間,床溫控制

在845℃±7℃之間,床高l,．06米,流化速度為/s.為脫硫,把石灰石加入床內(nèi)．,其鈣/

硫比為3±．

    圖4示出:波蘭3號(hào)煤,在無飛灰再循環(huán)時(shí)所達(dá)到的燃燒效率為91,8%.當(dāng)有旋風(fēng)分離器灰布袋

除塵器灰再燃燒時(shí),隨著再循環(huán)流量的增加,其燃燒效率可增加至%,

    在初期試驗(yàn)期間(燃用波蘭2號(hào)煤),僅進(jìn)行旋風(fēng)分離器灰的再循環(huán),這時(shí)燃燒效率可從91,．

2%增加到97%.以后的試驗(yàn)表明:當(dāng)把布袋除塵器中含碳量最低的灰排出再燃時(shí),其燃燒效率還能

進(jìn)一步提高到%.

    當(dāng)燃用弗吉尼亞煤時(shí),隨著旋風(fēng)分離器和布袋除塵器飛灰再循環(huán)量的增加,其燃燒效率可從

%增加到%.再進(jìn)一步增加再循環(huán)流量．其效果就不明顯了.顯然,弗≠i尼亞煤的活性要

:比波蘭煤來得小.

  2．  床內(nèi)和器潭段鄞份的燃燒

  通過分別測(cè)量在床部分和懸浮段部分的蒸汽產(chǎn)量,就可以計(jì)算出床部分和懸浮段部分的熱平衡.

根據(jù)該熱平衡,就可推出在懸/'段和床部分燃燒韻百分比.一蟬結(jié)果汞手

波蘭3號(hào)壤進(jìn)行旋風(fēng)分離器和徐塵器飛灰再燃時(shí),在懸浮段和床內(nèi)的燃燒率.

圖5中.

    在燃用波蘭3號(hào)煤時(shí),生物質(zhì)燃燒機(jī)在’床內(nèi)部分的燃燒率幾乎為91%.且隨著再循環(huán)流量的增

加而稍有增加.懸浮段的燃燒率從增加到%.從這一結(jié)果可以推論出:飛灰中相當(dāng)大部份酌

再燃碳是在懸浮段內(nèi)進(jìn)行燃燒的.圖6對(duì)其做出了進(jìn)一步的說明,該圖揭示了

    在所有試驗(yàn)期間,已對(duì)氧氣、二氧化硫、一氧化碳、氧化氮的濃度進(jìn)行了連續(xù)的測(cè)量.圖7給

出了一些測(cè)量結(jié)果.CO濃度隨著再循環(huán)流量的增加(和懸浮段燃燒率)而增加,而Oz濃度卻隨之減

少(在宅氣/燃料比為恒值時(shí)_,、整個(gè)燃燒效率增加).盡管燃用其它煤種時(shí)已經(jīng)觀察到不同的

特性,然而可能因?yàn)樗韋著再循環(huán)流量的增加,使CO、C和SOz濃度輕微降低而造成NO．n叮下降.’

N04濃度急刷地降軍-,J9-O&uot;pp由.    一

    1981年12月,斯托克鍋爐公司收到了一份為荷蘭Hengelo的AKZO Zout Chemie設(shè)計(jì)、建造和投

運(yùn)一臺(tái)工業(yè)流化床鍋爐的訂貨.這臺(tái)裝置將生產(chǎn)115t/h壓力為102bar、蒸汽溫度為525℃的蒸汽.

將燃用不同的煤種、褐煤、石油焦炭和天然氣.這臺(tái)裝置試運(yùn)始于1986年1月,1986年6月進(jìn)行了驗(yàn)

收試驗(yàn).裝置的設(shè)計(jì)參數(shù)概括在下表:

1．  設(shè)計(jì)參數(shù)

蒸汽產(chǎn)量:115t/h

蒸汽壓力:102bar

蒸汽溫度:525 0C

給水溫度:145℃

燃    料:煤一一灰份:10-20%

    水份:3 -13%

    揮發(fā)份:20-40%

    硫份:-%

    天然氣

    褐煤

    石油焦炭  ,性    能:鍋爐效率:%

  .j控制范圍l 35-110%

    二氧化硫:230g/GJ

    NOx, 190glGJ

    飛  灰l15g/GJ

    所生產(chǎn)的蒸汽被用于發(fā)電和作為工業(yè)生產(chǎn)用汽.投產(chǎn)后的最初兩年運(yùn)行期問,進(jìn){T了專門的示

范性試驗(yàn)和測(cè)量試驗(yàn),以研究在燃用各種固態(tài)燃料時(shí)鍋爐的運(yùn)行特性,以及研究該裝置對(duì)環(huán)境所造

成的影響.通過此試驗(yàn),也對(duì)該裝置的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了估價(jià).圖8大略地示出了該水管沸騰床鍋爐設(shè)

備的布置簡(jiǎn)圖,它包括有一個(gè)床下給料系統(tǒng),一個(gè)飛灰再燃系統(tǒng)和一個(gè)煙氣/空氣熱交換器.為了

把飛灰的排放量降低至所要求的水平,放在系統(tǒng)內(nèi)安裝有旋風(fēng)分離器和布袋除塵器.

    1．煤:．  2．百厭石斗  3．破碎嘰/干燥札  4．沸睛床j咼p  5．迷．≮I'i  G．上’≯

一洶i熙瑟/．床灰冷卻器    3．筇一圾空預(yù)器  9.榷閥筒  1d．飛灰再燃系;屯  1i．耵袋啥塵

囂    12．煙’e冷卻器

    圖8  90MW沸騰床鍋爐裝置

    2．  沸騰床鍋爐

    啊9示出了陔沸嗨床鍋爐n勺沸嘴床而積為,:0．t7 (11112,冉:膨聯(lián)鉍北j眨力1．

fJjm,床內(nèi)布置蒸發(fā)坦管,具有高的水冷壁懸浮段和內(nèi)裝訂一、二級(jí)過熱囂、一級(jí)Z!氣預(yù)熱器

(用其預(yù)熱用于干燥煤和氣力輸送煤的一次風(fēng))的時(shí)流煙道以及省煤‘:』;.

    圖10為其水/蒸汽流程圖.從該圖可見,給水是通過給水泵進(jìn)入鍋爐的,145℃『f0給水流經(jīng)

省煤器、后墻和鍋爐頂棚被預(yù)熱后進(jìn)入鍋爐汽包．膜式水冷壁和水冷分布板屬于自然循環(huán)回路HJ一

鄙份.床內(nèi)水平埋管由一臺(tái)循環(huán)泵供水.鍋爐水冷壁和床內(nèi)水平蟬管內(nèi)所生成的飽和蒸汽在汽包內(nèi)

與鍋水分離,并在一、二級(jí)過熱器中被過熱.二級(jí)過熱

    60圖9  流化床鍋爐

    1~10  水/蒸氣系統(tǒng)

器的出口汽溫通過一、二級(jí)過熱器之問的一個(gè)減溫器來加以控制.

    3．  沸騰床的低負(fù)荷運(yùn)行

    圖11是該沸騰床風(fēng)室的頂視圖.可以看出,該風(fēng)室被分割成許多更小的風(fēng)室.每個(gè)

    61

●一小風(fēng)室有單獨(dú)的送風(fēng),沸騰床本身未加以分隔,因而可使床料和熱量在各床之間自由地進(jìn)行交

換.燃料僅從中心床送入,床內(nèi)的熱量是經(jīng)過大部份布置在小得多的邊床內(nèi)的蒸發(fā)受熱面引出.所

有這些做法是為了能使鍋爐可在部分負(fù)荷下運(yùn)行.通過利用風(fēng)管道(見圖12)中的擋板來關(guān)閉向邊床

的送風(fēng),就可使鍋爐在部分負(fù)荷下運(yùn)行.這時(shí),邊床就會(huì)停掉,因而在這部份內(nèi)對(duì)受熱面的傳熱也

就停止.這樣,就使得仍處于沸騰的那部份床的床溫維持在部分負(fù)荷運(yùn)行所要求的水平上.使用這

種結(jié)構(gòu),就可以把沸騰床內(nèi)的熱交換和燃燒作用加以部分地分開,但是,這種分開是不完全的.由

于在中心床和邊床之間床料的自由交換,煤粒子也可進(jìn)入邊床.但是邊床中的煤濃度要比中心床內(nèi)

的要小.流入中心床和邊床的風(fēng)量要與此相適應(yīng).另外,不僅在邊床內(nèi),同樣圖11  帶有煤和飛灰

再燃噴咀的風(fēng)室劃分在中心床內(nèi)也有熱交換受熱面,其目的是在床內(nèi)布置足夠的管子,以防止中心

床和邊床之間的溫度差異.

    利用大量小邊床和僅從中心床引入燃料具有下述優(yōu)點(diǎn):一一部分負(fù)荷運(yùn)行簡(jiǎn)單,給料系統(tǒng)可一

直保持運(yùn)行,只要通過開或關(guān)閉空氣管道中的擋板就可很容易地把邊床停掉和重點(diǎn)火.一一由于有

大量的小邊床,使沸騰床溫度變化小,這樣可得到一個(gè)靈敏的負(fù)荷響應(yīng)特性.

    4．  空氣/煙氣系統(tǒng)

    圖12為該裝置的空氣/煙氣系統(tǒng)流程圖.流化空氣在送風(fēng)機(jī)內(nèi)被壓縮并在一個(gè)空氣預(yù)熱器內(nèi)被

預(yù)熱.空氣預(yù)熱器通過一個(gè)水循環(huán)回路從一個(gè)置于煙氣流中的煙氣冷卻器獲得其熱量.接下來,該

空氣被分成13股氣流:3股至中心床,8股至邊床和2股作為懸浮段中的燃盡空氣.流化空氣經(jīng)11個(gè)

風(fēng)箱和一個(gè)水冷分布板進(jìn)入床底.燃盡空氣通過懸浮段水冷壁中幾個(gè)空氣噴咀進(jìn)入懸浮段.在床內(nèi)

,空氣與燃料接觸,燃料開始燃燒.煙氣從床的上部離開并進(jìn)入懸浮段,在這里進(jìn)行最后的燃燒,

并將被夾帶的床料返回到床內(nèi).為了使懸浮段溫度為最佳值,部份懸浮段水冷壁襯以耐火材料.

    圖12  空氣/煙氣系統(tǒng)粗的粒子將從煙氣氣流中被分離出來.

    煙氣經(jīng)布袋除塵器進(jìn)行末級(jí)除塵之后,將經(jīng)過煙氣冷卻器,引風(fēng)機(jī)和煙囪離開系

統(tǒng).

    5．  煤/石灰石供料系統(tǒng)

    原煤和粒度為～的石灰石貯存在兩個(gè)煤倉和一個(gè)具有兩個(gè)料斗的石灰石倉內(nèi),見圖13

.

    圖13  煤/石灰石供料系統(tǒng)

    從煤倉出來的煤經(jīng)過刮板式給煤機(jī)進(jìn)入2個(gè)改型E型磨煤機(jī).在E型磨煤機(jī)內(nèi),通過在磨環(huán)之間

旋轉(zhuǎn)的磨煤鋼球,把煤破碎成小于8mm的煤粒.被粉碎后的煤由一次熱風(fēng)

    63進(jìn)行干燥.一次風(fēng)在一次風(fēng)機(jī)內(nèi)被壓縮,并在位于鍋爐對(duì)流煙道中的一次風(fēng)預(yù)熱器中進(jìn)行部

分預(yù)熱,然后通過在磨煤環(huán)底部的四周間隙進(jìn)入磨煤機(jī).磨過的煤粒子被空氣流攜走,并通往磨煤

機(jī)的揚(yáng)析分離區(qū).較大粒子被分離出來并落回到磨煤機(jī)的磨煤區(qū).煤和空氣的混合物通過揚(yáng)析分離

區(qū)時(shí),小于8mm的煤粒子離開磨煤機(jī)并進(jìn)入磨煤機(jī)回轉(zhuǎn)頭.在磨煤機(jī)回轉(zhuǎn)頭中,向煤粉流中加入石

灰石,然后,煤粉/石灰石/空氣混合物通過6個(gè)回轉(zhuǎn)頭的出口均勻地離開回轉(zhuǎn)頭.混合物經(jīng)六條

輸煤管路,進(jìn)入可把混合物等分成3股粉流的分配器.再經(jīng)過2×18= 26個(gè)煤噴咀,將煤/石灰石/

空氣混合物引至沸騰:床的底部.

    6．  天然氣點(diǎn)火系統(tǒng)

    為了啟動(dòng)和確保燃燒備用燃料,設(shè)置了天然氣燃燒系統(tǒng).四個(gè)沸騰床天然氣燃燒器安裝在中心

床空氣噴咀之間的分布板上,每個(gè)燃燒器由5根帶有天然氣噴孔的天然氣管構(gòu)成.通過這些燃燒器

,可以把天然氣引至沸騰床的底部.天然氣利用3個(gè)位于懸浮段壁內(nèi)的改型低壓點(diǎn)火燃燒器進(jìn)行點(diǎn)

燃.

    7．  飛灰再燃和除灰系統(tǒng)

    旋風(fēng)分離器和布袋除塵器的飛灰被收集在料斗之內(nèi)(圖14).經(jīng)過一個(gè)閉鎖料斗系統(tǒng),飛灰被

加壓并輸送到一個(gè)飛灰再燃箱.從這個(gè)飛灰再燃箱,一定量的可控飛灰經(jīng)8個(gè)薦燃管道被氣力輸送

至沸騰床的底部進(jìn)行再燃.多余的飛灰氣力輸送至一個(gè)飛灰貯倉.為了能夠更好地清除碳含量最低

的布袋除塵器飛灰,安裝了另一種用于布袋除塵器灰的排放系統(tǒng).

    圖14  飛灰再燃和除灰樂統(tǒng)

    為了維持床位,床料通過一個(gè)置于中心床部位的分布板內(nèi)的排料管予以排出.被排出的床料在

一個(gè)水冷螺旋輸送機(jī)內(nèi)被冷卻并經(jīng)過一個(gè)濃相氣力輸送系統(tǒng)排放到床灰貯倉內(nèi).

    64    為了在起動(dòng)期間或床位太低時(shí),使沸騰床有足夠的床料,床料也能從床灰貯盒排至一個(gè)

氣力輸送系統(tǒng),以使床料重新輸回到鍋爐內(nèi).    ~天然氣系統(tǒng)

生物質(zhì)燃燒機(jī)氣化站

生物質(zhì)燃燒機(jī)燃燒鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行是鄭州達(dá)冠節(jié)能環(huán)保設(shè)備有限公司的主要產(chǎn)品,我們的產(chǎn)品負(fù)責(zé)人是王成龍,有需要的朋友請(qǐng)直接撥打我的電話037156761879,我們的地址是鄭州市二七區(qū)馬寨鎮(zhèn)工業(yè)園區(qū),期待與您的合作!