循环流化床锅炉Baima

CFB 技术 总览Jacques Barthélemy20052005年年7 7月月moa/CFB Process/01-051327 45689CFB 锅炉实体描述moa/CFB Process/01-05CFB 一般流程moa/CFB Process/01-05Ø减少环境影响运用CFB 技术发电 :J高 SO2 捕获率 Ø 燃料源较灵活，适用许多不同类型的燃料J低 NOx 排放moa/CFB Process/01-05ALSTOM CFB 市场竞争力CFB 主要指标 :NOx : 200 mg/Nm3 SOx : 200 mg/Nm3moa/CFB Process/01-05Ø 锅炉温度的影响00,511,52850900950 Furnace Temperature炉温 (°C)Ca/S钙硫比Unburnt未燃尽的碳Nox氮氧化物主要的设计参数选择关于 : 氮氧化物, 排放物, 碳损失, 钙硫比moa/CFB Process/01-05最折中的选择在于 :达到有效燃烧所需的温度氮氧化物形成的最低温度捕获 SO2的足够温度易反应燃料 ( 褐煤 ) 低温 ( 820 °C )惰性燃料 ( 无烟煤 ) 高温 ( 890 °C 及以上)主要的设计参数选择Ø 床温选择moa/CFB Process/01-05CFB 锅炉硫化物捕获 石灰石（ CaCO3） 喷入炉膛后，其中的二氧化碳（CO2 ）在 700-750°C的炉膛温度中被除去，从而生成CaO。 燃料燃烧所产生的 SO2 通过下列化学反应被喷入的石灰 捕获。 CaO+SO2+1/2O2 => CaSO4 (最适宜的反应温度在 800-900°C之间) 石灰的消耗量依赖于： - 捕获 SO2总量 (可获得95% 甚至更多的SO2捕获率) - 石灰的反应程度 - 锅炉床温 - 石灰在炉膛内的驻留时间炉内高硫化物捕获率moa/CFB Process/01-05CFB 锅炉的煅烧和硫酸盐化作用煅烧 CaCO3 = CaO + CO2 (+ 178 kJ/mol)硫酸盐化作用 CaO + SO2 + ½ O2 = CaSO4 (- 500 kJ/mol)- CO2+SO2 + ½ O2CaCO3CaOCaSO4炉膛中石灰石反应示意图moa/CFB Process/01-05工艺流程概括- 用于燃烧 - 用于脱硫燃料被投入到灼热的循环固体物料中，而后被混合. 被加热的煤的所占比率不到混合固体物料的 1% .- 物料的强烈搅动和混合- 较长的固体物料炉内驻留时间- 均匀的高温燃烧空气空气灰 渣煤烟气石灰石Ø 相当于化学反应堆的锅炉设备 : moa/CFB Process/01-05流程控制Ø CFB锅炉主要流程控制点空气空气空气灰 渣煤烟气最适宜的燃 烧温度 : 850 °C锥形阀Ø 锅炉床温 外置床作用或调节 (A + B)锥形阀(1) Ø 床体密度 : ( P 炉膛压差) 炉膛启动旋塞阀 (2) Ø SO2 排放 : ( 烟囱处测量 ) 石灰粉流量 (3)Ø 再热蒸汽温度 外置床作用或调节 (C + D)锥形阀(4) 锥形阀1或 42石灰石3moa/CFB Process/01-05CFB锅炉状态监控上部床体压 差总床压差（反应固体物料外部循环镜像）（反应炉膛固体物料储量镜像）moa/CFB Process/01-05CFB 锅炉流程 CFB 锅炉一般流程 循环过程 : 旋风分离器moa/CFB Process/01-05旋风分离器的设计炉膛HUCHETPROVENCE烟气流向返料流向moa/CFB Process/01-05旋风分离器改进措施二次通道下倾入口管道偏心旋涡探测器 布置先进的偏心旋涡 探测器脉冲形成 电路入口区域布置高性 能耐火材料返料流向moa/CFB Process/01-05旋风分离器试验装置moa/CFB Process/01-05CFB 冷态比率模糊试验 旋风分离器全球效率对比旋风分离器新老设计对比全球效率对比气体流速法国普罗旺斯电厂的初始 设计法国普罗旺斯电厂的改进 设计红山电厂的设计白马电厂的设计moa/CFB Process/01-05旋风分离器效率 %原始设计改进设计垂直或正交入口管 道8°下倾入口管道轴向旋风分离器流速 m/s旋风分离器效率旋风分离器效率对比红山moa/CFB Process/01-05高效旋风分离器的好处Ø 使微细固体物料循环最大化 提高石灰利用率的同时，促进煤粉燃尽。提高石灰利用率的同时，促进煤粉燃尽。 提高炉膛上部的物料浓度可致使：提高炉膛上部的物料浓度可致使： 热转换的加强 产生均匀、理想的温度以及避免生成氮氧化物 ( NOx)的温度点 增强硫的捕获率 适中的物料尺寸和总量，从而产生较低的腐蚀或磨损 减少吸入到尾部烟道的固体物料，从而 减少尾部烟道腐蚀或磨损 降低尾部烟道 CO 的生成moa/CFB Process/01-05竖井烟道炉膛估计 4 x 2500 t/h旋风分离器 26 t/h中过1中过2低过高再2 x 750 t/h2 x 500 t/hd50 165 µ空气预热器电除尘灰渣排放 26 t/hd50 25 µ灰 : 44 t/h灰渣排放 18 t/h d50 380 µ140 t/h 煤 0 t/h 石灰250 MWe 普罗旺斯 CFB 锅炉 100% 负荷典型固体物料再分配图moa/CFB Process/01-05300 MWe 白马 CFB锅炉 100%负荷典型固体物料再分配图moa/CFB Process/01-05CFB 锅炉外部热交换装置（外置床）（每条裤腿处有两个）低过高再中过锅炉给水省煤器高过低再moa/CFB Process/01-05CFB 热平衡CFB锅炉热平衡图150MWe锅炉负荷热量输出锅炉水冷壁锅炉竖井带外置床锅炉常温外置床中温过热区 外置床高温再热区moa/CFB Process/01-05近期阿尔斯通公司 CFB锅炉 业绩参考 (> 100 MWe) ALSTOM : The world leader for plants > 100 MWe 世界百万MWe级以上机组的引领者。moa/CFB Process/01-05EDF 600 MW CFB 锅炉 工程扩容示意图 :锅炉和旋风分离器moa/CFB Process/01-05锅炉布局E. Huchet 4 - 125 MW CFB 锅炉moa/CFB Process/01-05Tamuin 4 x 130 MW CFB 墨西哥Converting petroleum coke to power 客户: SITHE-IPG 燃料:石油焦（炭） 商业投运时间: 2002 蒸汽参数: 容量: 4 x 395 t/h 设计压力: 154 bar 2235 psig SH/RH（过热/过热）气温 : 541/541°C1005/1005°F把石油焦（炭）变为能源moa/CFB Process/01-05Ø汽包类型 , 自然循环 Ø高灰份, 高硫 GARDANNE 煤 Ø高硫重油沉积物Ø4 旋风分离器 / 4 外置换热床 (EHE) / 2 冷渣器Ø床温控制 (以及再热温度控制) 由外置换热床热量拾取器调整Ø 锅炉体系结构Provence（法国普罗旺斯） - 250 MW CFB 锅炉moa/CFB Process/01-05Tonghae 热电厂 2 x 220 MW 再热CFB 锅炉 韩国 技术 CFB 燃料 无烟煤 容量 t/h 2 x 693 设计压力 bar 172 温度 °C 541/541 商业投运时间 1998 and 1999 国家 韩国 客户 TonghaeTonghae - 2 x 220 MW CFBmoa/CFB Process/01-05 燃料: 无烟煤 :挥发分 8.5 % 灰 35 %硫 4 % 商业投运时间: 2005 SO2 :600 mg/Nm3 消除率: > 95 % NOX: 250 mg/Nm3 蒸汽参数: 容量: 1 x 1025 t/h 压力: 175 bar 过热蒸汽温度 : 540 C 再热蒸汽温度 : 541 C中国最大的 CFB 锅炉Baima - China 300 MW :委托方: JV SP / SEPAmoa/CFB Process/01-05Kaiyuan 300 MW CFB The largest CFB 燃料:褐煤: 水份 34.7 %挥发分 28.4 % 灰 11.5 %硫 1,7 % SO2 :600 mg/Nm3 NOX: 350 mg/Nm3 蒸汽参数: 容量: 1 x 1025 t/h 压力: 175 bar 过热/再热蒸汽温度: 540/541 C客户 :云南大唐红河moa/CFB Process/01-05CFB 技术: 未来发展趋势 .即将引领超临界即将引领超临界 600 MW 600 MW 级别的锅炉制造技术级别的锅炉制造技术ü 蒸汽流量1738.8 t/hü 蒸汽压力270 barü 蒸汽温度 600/600 °C