沸騰爐(fluidized bed combustion boiler)是一種燃煤鍋爐,是近年發(fā)展起來的一種新的燃燒技術(shù)之一?,F(xiàn)代沸騰爐是利用"聚式流態(tài)化床"技術(shù)的熱工設(shè)備。流體從下而上流過靜止的粒狀物料層時(shí),若流速超過一定限度,則散料層開始膨脹、蠕動(dòng)而具有流動(dòng)性,變成假流體狀態(tài),這一過程稱為散料層的流化。流化后的粒料上下翻動(dòng)與流體的沸騰相似,故又稱沸騰層,用此方法處理物料的熱工設(shè)備稱為沸騰爐。
中文名稱 | 沸騰爐 | 外文名稱 | fluidized bed combustion boiler |
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固體燃料在爐內(nèi)被向上流動(dòng)的氣流托起,在一定的高度范圍內(nèi)作上下翻滾運(yùn)動(dòng),并以流態(tài)化(或稱沸騰)狀態(tài)進(jìn)行燃燒的爐膛,又稱流化床燃燒爐。沸騰燃燒方式也用于其他的爐窯中。沸騰燃燒方式的特點(diǎn)既不像在層燃爐中那樣將固體燃料靜止地放在爐排上燃燒;也不像在室燃爐中那樣將液體、氣體或磨成細(xì)粉狀的固體燃料懸浮在爐膛空間中燃燒,而是把固體燃料破碎成一定粒度的粉末,使之在爐內(nèi)以類似沸騰的狀態(tài)燃燒。在中國,沸騰爐用煤的粒度一般為8毫米以下。
沸騰爐的優(yōu)點(diǎn)是:①不但能燒優(yōu)質(zhì)煤,也能燒一般爐排爐和室燃爐不能燒的各類劣質(zhì)煤;②床內(nèi)埋管的傳熱效果很好,約為普通鍋爐管子的5~10倍;③由于沸騰床燃燒溫度低,煙氣中NOX的生成量少,如在進(jìn)料中適量加入石灰石或白云石,即可將煤中硫分脫除,使排煙中SO2的含量下降。
沸騰爐的缺點(diǎn)是:①沸騰床中細(xì)顆粒燃料容易被煙氣帶出,所以未燃盡損失大,燃燒效率比室燃爐低;②煙氣中飛灰較多,鍋爐受熱面容易發(fā)生磨損;③鼓風(fēng)所需的送風(fēng)機(jī)風(fēng)壓高,故耗電量大;④沸騰床內(nèi)給煤和布置埋管難以均勻。⑤燒高灰分劣質(zhì)煤時(shí),為了不使大量飛灰污染環(huán)境,必須配備高效率大容量的除灰裝置。由于以上原因,發(fā)展大容量的沸騰爐鍋爐尚有困難。
工業(yè)應(yīng)用
主要應(yīng)用于接觸法制硫酸,作為FeS2制SO2的發(fā)生裝置。
沸騰爐簡介
沸騰爐主要用于處理礦石粒度為3~0毫米的一種爐型。
沸騰焙燒以流態(tài)化技術(shù)為基礎(chǔ)。固體顆粒在氣流的作用下,構(gòu)成流態(tài)化床層似沸騰狀態(tài),被稱作流態(tài)化床或沸騰床。這樣礦石可在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行加熱還原,有利于提高焙燒礦質(zhì)量。
焙燒爐由主爐和副爐組成。主、副爐中間設(shè)有隔板,上部連通,爐膛為方形斷面,主爐下部還原帶為圓形筒體,底部設(shè)有氣體分布板。副爐內(nèi)有10層檔料板。爐體為砌磚結(jié)構(gòu),金屬外殼。主、副爐在不同高度上,設(shè)有三排煤氣燒嘴,供燃燒用。此外,還有測溫和測壓裝置。
沸騰鍋爐的工作原理是將破碎到一定粒度的煤末,用風(fēng)吹起,在爐膛的一定高度上成沸 騰狀燃燒。煤在沸騰爐中的燃燒,既不是在爐排上進(jìn)行的,也不是像煤粉爐那樣懸浮在空間燃燒,而是在沸騰爐料床上進(jìn)行的。沸騰爐的突出優(yōu)點(diǎn)是,對煤種適應(yīng)性廣,可燃燒煙煤、無煙煤、褐煤和煤矸石。它的另一個(gè)好處在于使燃料燃燒充分,從而提高燃料的利用率。沸騰料層的平均溫度一般在850一1050℃,料層很厚,相當(dāng)于一個(gè)大蓄熱池,其中燃料僅占5%左右,新加入的煤粒進(jìn)入料層后就和溫度高幾十倍的灼熱顆?;旌希虼四芎芸烊紵?,故可應(yīng)用煤矸石代替。生產(chǎn)實(shí)踐表明,利用含灰分高達(dá)70%、發(fā)熱量僅7.54MJ/Kg的煤矸石,鍋爐運(yùn)行正常.40%一50%的熱可直接從床層接收。
沸騰爐產(chǎn)生結(jié)焦現(xiàn)象的原因主要有兩個(gè)方面的因素: 一是爐膛結(jié)構(gòu)本身設(shè)計(jì)不夠合理,即:(1)盲目套用現(xiàn)成圖紙,使沸騰爐供熱能力與烘干系統(tǒng)不匹配,系統(tǒng)熱平衡失調(diào);(2)爐體未嚴(yán)格按照圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求砌筑。 二、...
近年來我國推出的流化床鍋爐結(jié)構(gòu)類型已有若干種,從受熱面布置來說,有密相床帶埋管的,有不帶埋管的;流化速度有的低至3-4米/秒,有的高至5-6米/秒;分離器的種類更多,如高溫旋風(fēng)分離器;中溫旋風(fēng)分離器、...
在工業(yè)制的沸騰爐中,為什么要在爐底通入強(qiáng)大空氣流?
2.采用過量的空氣使黃鐵礦充分燃燒,依據(jù)的原理是增大廉價(jià)易得的反應(yīng)物濃度,提高另外較貴重原料的轉(zhuǎn)化率,使貴重原料得到充分利用。 1.送進(jìn)沸騰爐的礦石要粉碎成細(xì)小的礦粒,依據(jù)的原理是反應(yīng)物之間的接觸面積...
常用沸騰爐燃燒室的典型結(jié)構(gòu)包括布風(fēng)系統(tǒng)、沸騰床、進(jìn)料和排渣系統(tǒng)3個(gè)部分。
①布風(fēng)系統(tǒng)。燃燒室底部為布風(fēng)板,板上直接開孔或裝許多帶通風(fēng)小孔的風(fēng)帽。布風(fēng)板的作用是承載料層并使空氣上升速度沿爐內(nèi)截面分布均勻。
②沸騰床。布風(fēng)板上放置一定量的床料(包括固體燃料和大量的灰渣或石灰石顆粒)。運(yùn)行時(shí),當(dāng)料層中的空氣達(dá)到一定上升速度時(shí),沸騰床上的床料便從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)入沸騰狀態(tài),這一風(fēng)速稱為臨界沸騰風(fēng)速。為了保持劇烈的沸騰燃燒工況,沸騰爐正常運(yùn)行時(shí)的風(fēng)速要比臨界沸騰風(fēng)速大,使料層膨脹到一定高度。床料沸騰高度約為靜止料層的兩倍,在此容積的燃料呈沸騰狀態(tài),故稱為沸騰床,小顆粒則被氣流帶出爐外。布置在料層中的管子稱為埋管,可以垂直、水平或傾斜放置。管內(nèi)可通以水、蒸汽或空氣以吸收燃料在床中燃燒所釋放出來的熱量,使床溫保持在800~1000℃。
③進(jìn)料和排渣系統(tǒng)。一定粒度范圍的燃煤從煤倉經(jīng)給煤機(jī)送入料層內(nèi),燃盡的煤渣一般從溢流口排出。
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沸騰爐烘爐方案 為確保碳材干燥沸騰爐的使用壽命,特制定本方案。具體內(nèi)容如下: 一、組織機(jī)構(gòu): 組 長: 副組長: 現(xiàn)場負(fù)責(zé): 組 員: 二、時(shí)間: 年月日 三、烘干前的準(zhǔn)備工作: 1、工器具: 名稱 規(guī)格 數(shù)量 鉤 Φ20×4000mm 2把 平耙 長 4000mm 2把 齒耙 長 4000mm 2把 鍬 方鍬 2把 推車 3輛 粗黃砂 粒徑≤3mm 2 m3 木柴 直徑< 100mm,長 500mm 10 T 廢柴油或廢機(jī)油 15 Kg 廢棉紗 5 Kg 2、烘爐前的設(shè)備檢查: (1)關(guān)閉除塵器主煙道, 開啟除塵器的旁通煙道, 使除塵器煙道處于短路位置。 (2)檢查沸騰爐的風(fēng)帽無堵塞,且安裝牢靠到位。 (3)檢查風(fēng)機(jī)是否正常。 (4)檢查出渣系統(tǒng)是否正常。 (5)檢查各溫度控制儀表是否準(zhǔn)確。 (6)檢查干燥筒是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常。 3、烘爐準(zhǔn)備工作: (1)在主沸騰床上鋪厚 100mm 干粗黃砂
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沸騰爐的運(yùn)行操作 一、沸騰爐的工作特點(diǎn) 爐排上的煤粒受到來自爐排下方向上吹的風(fēng)力,當(dāng)此風(fēng)力略大于煤粒的 重力和摩擦阻力時(shí), 煤粒被吹起。 由于煤粒形狀是不規(guī)則的, 因此煤粒的受力也 在不斷變化。如果風(fēng)力調(diào)整得合適, 可使煤粒在一定的高度內(nèi)翻騰跳躍; 風(fēng)力過 大時(shí),煤粒將被吹走;若風(fēng)力過小,煤粒在爐排上處于靜止?fàn)顟B(tài)而不能浮起,因 此風(fēng)力過大或過小, 都起不到沸騰的作用。 為了獲得沸騰燃燒, 須將煤粒直徑控 制在一定范圍內(nèi), 并根據(jù)煤粒大小將風(fēng)速控制在一定范圍內(nèi), 這就是沸騰爐的工 作特點(diǎn)。 二、沸騰爐的點(diǎn)火操作 用木柴等引燃物將爐床上的爐料加溫,使料層逐步達(dá)到正常運(yùn)行時(shí)的溫度, 以保證連續(xù)送入爐膛的煤能夠正常燃燒。現(xiàn)將點(diǎn)火步驟簡述如下: 1 .檢查爐膛內(nèi)部,應(yīng)無結(jié)焦和雜物。 2 .在爐排上鋪一層爐渣,其粒度與燃煤相似,厚度約為 300毫米 (mm),然 后放置引燃木柴,木柴直
耐氧化、耐硫化、耐鋅蒸汽腐蝕,有較高的耐磨性能,良好的抗熱抗震性,工作溫度1100°C。經(jīng)實(shí)際使用,在鋅精礦沸騰爐壽命4個(gè)月,在硫鐵礦沸騰爐壽命12個(gè)月,在沸騰爐和循環(huán)流化床鍋爐爐堂使用壽命6個(gè)月,在球磨機(jī)、風(fēng)扇磨進(jìn)出口使用壽命6-8個(gè)月。
①沸騰爐取料口處向外冒煙。有兩種狀況:一種是間歇地向外冒,一種是連續(xù)地向外冒煙。
②沸騰爐出口負(fù)壓小,一般在 5~-5mmH2O之間。
主要有兩方面的原因:一種是沸騰爐本身的原因,另一種是系統(tǒng)方面的原因。
①系統(tǒng)方面。
a.負(fù)壓處設(shè)備、管線漏氣。特別是凈化工序,脫氣塔、空氣補(bǔ)人口開得過大,安全封被抽漏入空氣;焙燒工段的旋風(fēng)、電收塵器、鍋爐等排灰口、清理孔及管道漏氣等。
b.負(fù)壓處設(shè)備和管線堵塞,阻力上漲等。具體原因如塔內(nèi)積液、文氏管堵塞、凈化洗滌設(shè)備上酸量過大、廢熱鍋爐泄漏等。
C.轉(zhuǎn)化、干吸崗位設(shè)備阻力大。
d.轉(zhuǎn)化風(fēng)機(jī)開得小,抽氣量與爐子負(fù)荷不匹配。
②沸騰爐本身方面的原因。
a.沸騰爐鼓風(fēng)量大。有時(shí)并不是人為加風(fēng),可能因風(fēng)機(jī)閥門被震開使風(fēng)量加大。
b.排渣突然加大,爐底壓力低,鼓風(fēng)量自然增大。
C.運(yùn)行中有多個(gè)風(fēng)帽損壞漏氣,氣體走短路。
d.爐子負(fù)荷太高,所產(chǎn)爐氣量與系統(tǒng)抽氣量不匹配。
e.原料礦粒度變細(xì)等使沸騰層阻力減小,爐底風(fēng)量相應(yīng)增加,取料口冒煙。
①出現(xiàn)這種情況首先是將沸騰爐加料量減少;其次是將爐子進(jìn)風(fēng)量減小,立即使?fàn)t子處于負(fù)壓,防止燒壞喂料皮帶,改善爐前操作環(huán)境。
②檢查沸騰爐操作情況,如風(fēng)量、原料粒度、排渣的情況等,使之調(diào)節(jié)到合適的匹配范圍。
③通知后面崗位檢查設(shè)備運(yùn)行情況,如漏氣過大或堵塞等,立即消除影響因素。
④待查出沸騰爐取料口冒煙的確切原因并得到處理后,再將沸騰爐鼓風(fēng)量或轉(zhuǎn)化抽氣量等調(diào)到適當(dāng)范圍,維持正常生產(chǎn)。
①沸騰爐下料口處向外冒煙。有兩種狀況:一種是間歇地向外冒,一種是連續(xù)地向外冒煙。
②沸騰爐出口負(fù)壓小,一般在 5~-5mmH2O之間。
主要有兩方面的原因:一種是沸騰爐本身的原因,另一種是系統(tǒng)方面的原因。
①系統(tǒng)方面。
a.負(fù)壓處設(shè)備、管線漏氣。特別是凈化工序,脫氣塔、空氣補(bǔ)人口開得過大,安全封被抽漏入空氣;焙燒工段的旋風(fēng)、電收塵器、鍋爐等排灰口、清理孔及管道漏氣等。
b.負(fù)壓處設(shè)備和管線堵塞,阻力上漲等。具體原因如塔內(nèi)積液、文氏管堵塞、凈化洗滌設(shè)備上酸量過大、廢熱鍋爐泄漏等。
C.轉(zhuǎn)化、干吸崗位設(shè)備阻力大。
d.轉(zhuǎn)化風(fēng)機(jī)開得小,抽氣量與爐子負(fù)荷不匹配。
②沸騰爐本身方面的原因。
a.沸騰爐鼓風(fēng)量大。有時(shí)并不是人為加風(fēng),可能因風(fēng)機(jī)閥門被震開使風(fēng)量加大。
b.排渣突然加大,爐底壓力低,鼓風(fēng)量自然增大。
C.運(yùn)行中有多個(gè)風(fēng)帽損壞漏氣,氣體走短路。
d.爐子負(fù)荷太高,所產(chǎn)爐氣量與系統(tǒng)抽氣量不匹配。
e.原料礦粒度變細(xì)等使沸騰層阻力減小,爐底風(fēng)量相應(yīng)增加,下料口冒煙。
①出現(xiàn)這種情況首先是將沸騰爐加料量減少;其次是將爐子進(jìn)風(fēng)量減小,立即使?fàn)t子處于負(fù)壓,防止燒壞喂料皮帶,改善爐前操作環(huán)境。
②檢查沸騰爐操作情況,如風(fēng)量、原料粒度、排渣的情況等,使之調(diào)節(jié)到合適的匹配范圍。
③通知后面崗位檢查設(shè)備運(yùn)行情況,如漏氣過大或堵塞等,立即消除影響因素。
④待查出沸騰爐下料口冒煙的確切原因并得到處理后,再將沸騰爐鼓風(fēng)量或轉(zhuǎn)化抽氣量等調(diào)到適當(dāng)范圍,維持正常生產(chǎn)。