一、循环流化床的工作原理
循环流化床的基本原理是通过气体的上升速度将固体颗粒带到床面以下,然后再通过气流的下降速度将固体颗粒带回床面上方,形成连续不断的循环。具体来说,燃料由给煤口进入炉内,助燃的一次风由炉膛底部送入,二次风由二次风口送入。燃料在炉内呈流化状态燃烧,燃烧产物——烟气携带一部分固体颗粒离开炉膛进入物料分离器。物料分离器将固体颗粒分离出来返送回炉床内再燃烧,烟气排出进入烟道。如此反复循环,形成循环流化床。
循环流化床锅炉的燃烧温度为800~1000℃,它燃用粒径在13mm以下的煤粒,流化风速很大,通常为5~10m/s。床内直接添加石灰石等脱硫剂,投资小且脱硫效率高。当Ca/S=1.5~2.0时,脱硫效率可达85%~90%。
二、循环流化床的应用领域
循环流化床技术不仅应用于燃煤领域,还广泛应用于制造、化学、石油和天然气等多个领域。按产品种类分类,循环流化床(CFB)行业可细分为循环流化床气化系统和循环流化床洗涤器。按终端应用分类,循环流化床(CFB)的应用则更加广泛。
在燃煤领域,循环流化床锅炉几乎可燃用各种品质的燃料,如泥煤、烟煤(包括高硫煤)、无烟煤、矸石、焦炭、工业废料、城市垃圾等。这种广泛的燃料适应性使得循环流化床技术具有极高的实用价值。
在制造领域,循环流化床技术被用于各种工业反应过程中,能够高效地进行物料的混合和反应。在化学领域,循环流化床则用于催化剂的再生和回收,提高了化学反应的效率和资源的利用率。
在石油和天然气领域,循环流化床技术被用于石油炼制和天然气处理过程中的脱硫和除尘,提高了能源的质量和环保性能。此外,循环流化床还在其他多个领域发挥着重要作用,如废水处理、废弃物处理等。
三、循环流化床的优点
循环流化床技术具有多种优点,使其在燃煤和其他工业领域得到广泛应用。
燃料适应性广泛:循环流化床锅炉几乎可燃用各种品质的燃料,这大大提高了其在实际应用中的灵活性。
有利于环境保护:循环流化床技术通过添加脱硫剂、脱硝剂等,可以显著降低烟气中的硫氧化物、氮氧化物等有害物质的排放,从而改善空气质量,减少环境污染。
负荷调节性能好:循环流化床锅炉的负荷调节范围宽,能够快速响应负荷变化,保持稳定的燃烧状态。
燃烧热强度大:循环流化床锅炉内的固体颗粒和烟气充分混合,燃烧效率高,热强度大,提高了锅炉的热效率。
炉内传热能力强:循环流化床锅炉内的固体颗粒和气流不断循环,强化了炉内的传热过程,提高了锅炉的传热效率。
灰渣的综合利用性能好:循环流化床锅炉产生的灰渣含碳量低,易于处理和利用,可用于建筑材料、水泥等产品的生产。
四、循环流化床的缺点
尽管循环流化床技术具有多种优点,但也存在一些缺点,需要在设计和运行过程中予以注意。
大型化困难:循环流化床锅炉在大型化过程中面临诸多技术难题,如气固分离、磨损、热膨胀等。
自动化水平要求高:循环流化床锅炉的自动化控制系统复杂,需要高精度的传感器和执行机构来监测和控制锅炉的运行状态。
磨损严重:循环流化床锅炉内的固体颗粒和气流高速运动,对锅炉内壁和部件造成严重的磨损,需要采取耐磨材料和耐磨技术来提高锅炉的寿命。
五、循环流化床的日常维护措施
为了保证循环流化床的正常运行和延长使用寿命,需要采取一系列日常维护措施。
定期检查:定期对循环流化床进行检查,包括检查设备的外观、内部结构、气体分布器等部件是否完好。如发现磨损、腐蚀等问题,应及时进行维修或更换。
清理床层:定期清理床层内的积灰、结块等杂物,保持床层的清洁和均匀。清理时应注意避免损坏床层内的颗粒和内部结构。
调整操作参数:根据循环流化床的实际情况和反应要求,合理调整操作参数,如气体流速、反应温度等。避免操作参数不当导致的不正常现象发生。
加强监控:加强对循环流化床的监控,实时监测床层内的温度、压力、浓度等参数变化。发现异常情况及时处理,防止问题扩大化。
加强培训:加强对操作人员的培训和管理,提高操作人员的技能水平和责任意识。确保操作人员能够熟练掌握设备的操作和维护技能,保障设备的正常运行。
预防性维护:根据循环流化床的使用情况和厂家建议,制定预防性维护计划。预防性维护包括定期更换易损件、检查密封件、润滑传动部件等,旨在提前发现并解决潜在问题,降低故障发生的概率。
六、结语
循环流化床技术作为一种高效、低污染的燃煤技术,在燃煤和其他工业领域具有广泛的应用前景。通过了解其工作原理、应用领域、优缺点以及日常维护措施,我们可以更好地理解和应用这项技术,为环保节能型电厂的发展做出贡献。同时,随着技术的不断进步和创新,循环流化床技术也将在更多领域发挥重要作用,为人类的可持续发展贡献力量。