2015年9月18日,東方電氣集團(tuán)東方鍋爐研制的世界首臺(tái)350兆瓦超臨界循環(huán)流化床鍋爐在山西國(guó)金電廠投運(yùn)。
超臨界循環(huán)流化床鍋爐采用爐前給煤、兩側(cè)進(jìn)風(fēng)、爐后排渣的方式最大限度地利用空間,使得整體布置更加合理。機(jī)組設(shè)計(jì)供電煤耗為306.6克/千瓦時(shí),相比當(dāng)前300兆瓦亞臨界循環(huán)流化床鍋爐主力機(jī)組煤耗降低了20克/千瓦時(shí)以上。
循環(huán)流化床鍋爐主要是指采用流化床技術(shù)的鍋爐,其因燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高、燃燒污染排放量低的優(yōu)點(diǎn)而受到社會(huì)大眾的青睞。鄭鍋循環(huán)流化床鍋爐是應(yīng)用于火力發(fā)電廠以及工業(yè)余熱利用發(fā)電行業(yè)的大型熱能設(shè)備,它具有...
簡(jiǎn)單說(shuō)就是: 煤(石灰石)被送入爐膛中燃燒,物料被一次風(fēng)帶入爐膛中上部燃燒,大顆粒(沒(méi)有燃燒充分的)通過(guò)自身重力沿著爐膛內(nèi)壁落入爐膛下部,如此循環(huán),稱為內(nèi)循環(huán)。細(xì)小的顆粒被煙氣揚(yáng)吸、夾帶入旋風(fēng)分離器中...
水冷壁下端采用讓管技術(shù)防磨。分離器入口的管子采用耐磨涂料涂覆防磨。
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600MWe 超臨界循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)研究 Design Research on a 600MWe Supercritical Circulating Fluidized Bed Boiler 岑可法 周昊 劉靜 王勤輝 駱仲泱 Cen Ke-fa Zhou Hao Liu Jing Wang Qin-hui Luo Zhong-yang (浙江大學(xué)熱能工程研究所 能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 310027) (Hang Zhou Zhejiang University Institute of Thermal Power Engineering) 摘 要:超臨界循環(huán)流化床鍋爐將循環(huán)流化床( CFB)燃燒技術(shù)與超臨界蒸汽壓力循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)相結(jié) 合,是一項(xiàng)發(fā)展前景十分廣闊的潔凈煤燃燒技術(shù)。本文討論了超臨界大型循環(huán)流化床鍋爐設(shè)計(jì)中的 諸如爐膛結(jié)構(gòu)、換熱面布置等一些重要問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上給出了一
超臨界、超超臨界火電機(jī)組具有顯著的節(jié)能和改善環(huán)境的效果,超超臨界機(jī)組與超臨界機(jī)組相比,熱效率要提高1.2%。未來(lái)火電建設(shè)將主要是發(fā)展高效率高參數(shù)的超臨界(SC)和超超臨界(USC)火電機(jī)組,它們?cè)诎l(fā)達(dá)國(guó)家已得到廣泛的研究和應(yīng)用。
超臨界火電技術(shù)由于參數(shù)本身的特點(diǎn)決定了超臨界鍋爐只能采用直流鍋爐,在超臨界鍋爐內(nèi)隨著壓力的提高,水的飽和溫度也隨之提高,汽化潛熱減少,水和汽的密度差也隨之減少。當(dāng)壓力提高到臨界壓力(22.064Mpa)時(shí),汽化潛熱為0,汽和水的密度差也等于零,水在該壓力下加熱到臨界溫度(373.99℃)時(shí)即全部汽化成蒸汽。超臨界壓力臨界壓力時(shí)情況相同,當(dāng)水被加熱到相應(yīng)壓力下的相變點(diǎn)(臨界溫度)時(shí)即全部汽化。因此超臨界壓力下水變成蒸汽不再存在汽水兩相區(qū),由此可知,超臨界壓力直流鍋爐由水變成過(guò)熱蒸汽經(jīng)歷了兩個(gè)階段即加熱和過(guò)熱,而工質(zhì)狀態(tài)由水逐漸變成過(guò)熱蒸汽。因此超臨界直流鍋爐沒(méi)有汽包,啟停速度快,與一般亞臨界汽包爐相比,超臨界直流鍋爐啟動(dòng)到滿負(fù)荷運(yùn)行,變負(fù)荷速度可提高1倍左右,變壓運(yùn)行的超臨界直流鍋爐在亞臨界壓力范圍內(nèi)超臨界壓力范圍內(nèi)工作時(shí),都存在工質(zhì)的熱膨脹現(xiàn)象,并且在亞臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)膜態(tài)沸騰;在超臨界壓力范圍內(nèi)可能出現(xiàn)類膜態(tài)沸騰。超臨界直流鍋爐要求的汽水品質(zhì)高,要求凝結(jié)水進(jìn)行100%除鹽處理。由于超臨界直流鍋爐水冷壁的流動(dòng)阻力全部依靠給水泵克服,所需的壓頭高,既提高了制造成本又增加了運(yùn)行耗電量且直流鍋爐普遍存在著流動(dòng)不穩(wěn)定性、熱偏差和脈動(dòng)水動(dòng)力問(wèn)題。另外,為了達(dá)到較高的質(zhì)量流速,必須采用小管徑水冷壁,較相同容量的自然循環(huán)鍋爐超臨界直流鍋爐本體金屬耗量最少,鍋爐重量輕,但由于蒸汽參數(shù)高,要求的金屬等級(jí)高,其成本高于自然循環(huán)鍋爐。
超臨界流體應(yīng)用
如超臨界流體萃取(supercritical fluid extraction,簡(jiǎn)稱SFE)、超臨界水氧化技術(shù)、超臨界流體干燥、超臨界流體染色、超臨界流體制備超細(xì)微粒、超臨界流體色譜(supercritical fluid chromat ography)和超臨界流體中的化學(xué)反應(yīng)等,但以超臨界流體萃取應(yīng)用得最為廣泛。很多物質(zhì)都有超臨界流體區(qū),但由于CO2的臨界溫度比較低(31.06℃),臨界壓力也不高(7.38MPa),且無(wú)毒,無(wú)臭,無(wú)公害,所以在實(shí)際操作中常使用CO2超臨界流體。如用超臨界CO2從咖啡豆中除去咖啡因,從煙草中脫除尼古丁,從大豆或玉米胚芽中分離甘油酯,對(duì)花生油、棕櫚油、大豆油脫臭等。又例如從紅花中提取紅花甙及紅花醌甙(它們是治療高血壓和肝病的有效成分),從月見草中提取月見草油(它們對(duì)心血管病有良好的療效)等。使用超臨界技術(shù)的唯一缺點(diǎn)是涉及高壓系統(tǒng),大規(guī)模使用時(shí)其工藝過(guò)程和技術(shù)的要求高,設(shè)備費(fèi)用也大。但由于它優(yōu)點(diǎn)甚多,仍受到重視。超臨界流體密度很大,具有溶解性能。在恒溫變壓或恒壓變溫時(shí),體積變化很大,改變了溶解性能,故可用于提取某些物質(zhì),這種技術(shù)稱為超臨界流體萃取。
在超臨界水中,易溶有氧氣,可使氧化反應(yīng)加快,可將不易分解的有機(jī)廢物快速氧化分解,是一種綠色的"焚化爐"。
由于超臨界流有密度大且粘稠度小的特點(diǎn),可將天然氣轉(zhuǎn)化為超臨界態(tài)后在 管道中運(yùn)送,這樣既可以節(jié)省動(dòng)力,又可以增加運(yùn)輸速率。
超臨界二氧化碳具有低粘稠度、高擴(kuò)散性、易溶解多種物質(zhì)、且無(wú)毒無(wú)害,可用于清洗各種精密儀器,亦可代替干洗所用的氯氟碳化合物,以及處理被污染的土壤。
超臨界二氧化碳可輕易穿過(guò)細(xì)菌的細(xì)胞壁,在其內(nèi)部引起劇烈的氧化反應(yīng),殺死細(xì)菌。
利用超臨界流體進(jìn)行萃取.將萃取原料裝入萃取釜。采用二氧化碳做為超臨界溶劑。二氧化碳?xì)怏w經(jīng)熱交換器冷凝成液體,用加壓泵把壓力提升到工藝過(guò)程所需的壓力(應(yīng)高于二氧化碳的臨界壓力),同時(shí)調(diào)節(jié)溫度,使其成為超臨界二氧化碳流體。二氧化碳流體作為溶劑從萃取釜底部進(jìn)入,與被萃取物料充分接觸,選擇性溶解出所需的化學(xué)成分。含溶解萃取物的高壓二氧化碳流體經(jīng)節(jié)流閥降壓到低于二氧化碳臨界壓力以下進(jìn)入分離釜(又稱解析釜),由于二氧化碳溶解度急劇下降而析出溶質(zhì),自動(dòng)分離成溶質(zhì)和二氧化碳?xì)怏w二部分,前者為過(guò)程產(chǎn)品,定期從分離釜底部放出,后者為循環(huán)二氧化碳?xì)怏w,經(jīng)過(guò)熱交換器冷凝成二氧化碳液體再循環(huán)使用。整個(gè)分離過(guò)程是利用二氧化碳流體在超臨界狀態(tài)下對(duì)有機(jī)物有特異增加的溶解度,而低于臨界狀態(tài)下對(duì)有機(jī)物基本不溶解的特性,將二氧化碳流體不斷在萃取釜和分離釜間循環(huán),從而有效地將需要分離提取的組分從原料中分離出來(lái)。
超臨界水具有非常強(qiáng)的極性,可以溶解極性極低的芳烴化合物及各種氣體(氧氣、氮?dú)狻⒁谎趸?、二氧化碳?,能夠促進(jìn)擴(kuò)散控制的反應(yīng)速率,具有重要的工程意義。
通入有機(jī)廢物進(jìn)行氧化反應(yīng),即超臨界水氧化法(supercritical water oxidation,SCWO)。其結(jié)果是有機(jī)廢物被完全氧化成二氧化碳、氮?dú)狻⑺翱梢詮乃蟹蛛x的無(wú)機(jī)鹽等無(wú)毒的小分子化合物,達(dá)到凈水的目的。