循环流化床可行性分析报告.doc
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循环流化床锅炉
可行性分析报告
一、前言
我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，96年我国煤炭产量达13.8亿吨。
占世界煤产量的25％。
而其中20％以上是通过燃烧而被利用。
但由于我国燃煤技术落后、燃料利用率极低，污染极其严重。
耗用煤炭总产量近1/3的工业锅炉，平均热效率只有60％左右。
同时我国高硫煤的产量占很大比例，SO2的排放导致严重的大气污染，在局部地区甚至下起了酸雨。
随着近年来环境状况的日益恶化，国家对传统的链条炉排锅炉的使用也逐步有了一定限制，并鼓励使用燃油（气）锅炉。
但由于种种原因燃油（气）锅炉的使用受到很大限制，据专家估计在本世纪中叶我国以燃煤为主的燃料结构不会发生大的改变。
一方面要提高燃烧效率、保护环境。
另一方面燃料结构还会发生变化，要解决这一矛盾，就需要改进燃烧方式，循环流化床燃烧技术恰恰能够解决这一矛盾。
因此这种燃烧方式在全世界范围内得到迅速发展和推广。
在国外自1979年芬兰奥斯龙公司第一台20t/h循环化床锅炉投运以来，到1987年其单台蒸汽容量已达420t/h。
法国于96年也着手开发60万kw机组循环流化床锅炉。
其发展速度是相当惊人的。
我国自1988年第一台10t循环流化床锅炉通过鉴定到96年已有150余台循环流化床锅炉投入运行，并有250余台处于安装调试阶段。
据统计1993－1995年各容量不同燃烧设备的循环锅炉占锅炉总产量的（蒸吨）的百分比列于表一：
表一：
生产年份
锅炉容量t/h
24610203565130
链1993
条1994
炉1995
13.1
23.6
10.5
11.7
4.7
4.0
1.5
－
11.2
23.4
11.5
12.8
6.4
5.8
1.3
－
10.6
22.4
12.6
15.1
6.1
3.3
0.6
－
抛机1993
1994
煤炉1995
－
－
－
0
0.5
－
0.2
－
－
－
－
0.1
0.1
－
－
－
－
－
－
0.2
0.1
1.4
－
－
往1993
复1994
炉1995
2.8
2.8
2.5
0.3
－
0.1
－
－
2.8
4.2
2.2
0.4
－
0.2
－
1.9
2.7
1.9
0.7
－
0.1
－
－
沸1993
腾1994
炉1995
0
0
0.1
0.6
1.0
1.1
－
－
－
0
0.2
0.6
0.2
0
－
0.4
－
0
0.2
0.7
0.5
0.2
－
－
循化1993
环床1994
流炉1995
－
－
－
0.3
0.5
3.3
0.9
－
－
0
0
0.6
0.6
0
－
－
－
0
0.1
0.6
0.3
0.9
3.8
0.2
煤1993
粉1994
炉1995
－
－
－
－
0.3
0.3
1.8
0.7
－
0
－
－
0.3
0.5
－
0.2
－
－
－
0
0.6
1.4
0.4
0.2
油1993
气1994
炉1995
1.1
1.2
1.0
1.2
0.7
－
－
－
1.3
1.1
1.1
1.3
0.7
0.3
0.3
－
1.6
1.4
0.8
1.1
1.0
－
0.3
－
由上表可见，循环流化床锅炉的比例呈上升的趋势。
其容量集中在10－65t/h，而以35t/h、65t/h为最多。
在这一容量范围内其产量仅低于链条炉排锅炉，可见其市场前景极为广阔。
近年来，我国许多锅炉厂家都纷纷和大专院校及科研单位联合开发循环流化床锅炉，该炉型已成了不少厂家的拳头产品，良好的市场前景和潜在的市场竞争促使我们尽快尽早地开发出该产品。
以满足市场的需求和企业的发展。
二、循环流化床锅炉特点：
循环流化床锅炉能得以迅速发展并占领市场是由它独特的优越性所决定的。
1.燃料适应性好。
只要燃料的热值大于把燃料本身和燃烧所需空气加热到稳定燃烧温度所需的热量。
这种燃料就能在循环床内稳定燃烧，不需助燃，就可达到很高的燃烧效率。
它即可燃优质燃料，又可燃劣质燃料。
这对燃料来源种类和质量多变的锅炉用户是十分适宜的。
2.燃烧效率高。
常规工业锅炉其燃烧效率仅为85－90％，而循环流化床锅炉燃烧效率可达95－99％。
大大节约了能源和运行费用。
3.负荷变化范围大，调节性能好。
只需调节给煤量和流化速度就可以满足锅炉负荷的变化。
在低负荷时不需分床压火也不需投油助燃，仍然可以正常燃烧，其负荷调节范围在25－100％之间，远远大于常规锅炉50－100％的负荷调节范围。
4.利用劣质燃料：
循环流化床以其独特的燃烧方式使其能够适应各种燃料，包括贫煤、无烟煤、煤矸石灰渣、洗煤泥、甘蔗渣、生活垃圾、工业污水甚至池塘泥。
这一方面能够降低运行成本另一方面可以最大限度的利用能源。
5.降低大气污染物的排放，保护环境。
我国煤炭产量的大约25％是含硫量超过2％的高硫煤。
SO2排放总量的90％，年排放量500万吨来自煤的燃烧。
NOX排放总量的70%，年排放量270万吨来自煤的燃烧。
而循环流化床锅炉的燃烧温度能有效地抑制NO2的产生，同时往炉内适当加入石灰石就可实现炉内脱硫，防止SO3的生成。
从而有效地保护环境。
6.灰渣可以综合利用。
流化床锅炉燃烧生成的灰渣有良好的活性。
可以用作制造水泥的掺合料，也可用于制造建筑材料。
这不但减少了二次污染，而且节约了资源，同时减少灰渣储存场地，节约了土地资源。
因为循环流化床锅炉且有以上所固有的优点，加之国家对环保要求的日益严格，以及能源结构的限制。
循环流化床锅炉的发展必将更加迅速。
三、循环流化床锅炉技术现状：
自芬兰第一台容量20t/h循环流化床锅炉投运以来。
目前世界上已有数百台蒸发量从几十蒸吨到数百蒸吨的锅炉投入运行并取得了成功，可以说循环流化床技术已日趋成熟。
目前世界循环流化床主要炉型列于表二。
而应用最多的是Pyroflow和Lurgi两种炉型。
表二：
炉型（发展商国别）
特点
发展概况
Pyroflow（原芬兰Ahlstrom现被美国Foster-Wheeler收买，成立了F/Wpyropower公司）
高温旋风分离器收集返料，炉内设置冷却受热面
1979年建成首台，截止1993年，已销售约17000t/h。
瑞典Gotaveken、德国EVT、法国CNIM、美国Keerler/Dorroliver亦采用此炉型，销售约25台
Lurgi（德国）
高温旋风分离器、外置流化床热交换器
最早开发循环流化床工艺，截止1993年，已销售了约48台，总蒸发量约10000t/h。
已运转最大容量发电250MW。
美国CombutionEngieering、法国SteinIndustrie、日本三菱重工亦采用此炉型
FosterWheeler（美国）
汽冷式高温旋风分离器，Intrex式附体式流化床换热器和颗粒流向控制阀
在早期设计的循环流化床锅炉1988年投运后又发展了这种新炉型，共销售12台，最大发电容量225MW。
Multi-Solids（Battelle美国）
床内高速并填大颗粒，高温旋风分离器，外置流化床换热器
美国RileyStoker、日本三井造船采用此炉型，已生产和销售约13台最大的300t/h已运行。
Circofluid（DeutscheBabcock德国）
中温旋风分离器收集返料，炉膛内塔式布置冷却受热面
1985年着手开发，已建约20台。
德国VKW，日本川崎重工采用此炉型，最大125t/h。
Studsvik（瑞典）
高温U型柱分离器，可控返料
约1982年着手开发，已建约12台。
美国Babocock＆Wilcox采用此炉型。
Steinmuller（德国）
炉膛内槽型分离器，后部中温多管旋风分离器
Steinmuller开始采用Pyroflow和Lurgi炉型生产，后开发此炉型，1989年锅炉投运，已销售最大290t/h。
日本NKK采用此炉型。
Ecofire（芬兰早已并入Ahlstrom公司）
水平旋风分离器，炉膛内返料
1985年首台5MWt锅炉投试，同年17MWt炉向法国销售。
C.E/Lurgi（美国、德国）
曲径分离器组合式
1988年作了20MWt炉试验。
我国循环流化床锅炉的研制开发虽然起步较晚，发展速度却十分迅速。
我国一些科研单位大专院校在吸收国外循环流化床锅炉的成功经验的基础上做了大量工作，使该技术更趋完善。
循环流化床锅炉的关键技术在于布风装置、物料分离装置和回料装置。
布风装置直接决定了流化床内物料的流化质量，从而影响锅炉的点火、运行以及锅炉的安全性和经济性。
布风装置由布风板、风室和冷渣管组成。
现在布风板一般采用技术较为成熟的风帽形布风板，随着经验的积累，在布风板的厚度、风帽布置、开孔率、风速的选取上都已有了比较成功的经验数据或计算公式，保证了布风的均匀性。
避免了沟流、腾涌等异常沸腾不良工况，保证锅炉正常运行。
近年来又有“猪尾巴”形布风装置，这种装置没有风帽，是对密孔板型布风板的改进，提高了布风均匀性，同时避免了细料漏入风室，为了保证布风的均匀性。
风室底面一般倾斜布置，称为等压风室，其倾斜角一般8-15°，进入风室的空气流速不宜大于10m/s。
以上经验数据为循环流化床锅炉的设计制造提供了可靠的技术保证。
物料分离装置是循环流化床锅炉的关键部件之一。
它的形式决定了燃烧系统和锅炉整体布置的形式和紧凑性。
分离器就其原理来分，有惯性分离器和旋风分离器两种。
惯性分离器就是当携带灰粒的气流突然转向时利用惯性将粒子分离。
旋风分离器则是利用含灰气流高速旋转时的离心作用将粒子分离。
旋风分离器效率高，但占地面积大，惯性分离器则与之相反。
旋风分离器有耐火材料制成的高温旋风分离器，水冷、汽冷高温旋风分离器，这两种分离器都各有其优缺点。
惯性分离器有平面流分离器、百叶窗分离器、迷宫式分离器等多种形式，其中百叶窗分离器由中科院工程热物理研究所推出，其高温部分采用一级百叶窗分离器。
低温部分布置第二级百叶窗分离器，它实际起到浓缩器的作用，接着采用旋风分离器。
这样不但分离效率较高，而且克服了占地大易磨损等缺点。
回料装置是循环流化床锅炉的又一关键部件。
它的正常运行对锅炉燃烧过程的可控性，负荷的调节性起到决定性的作用。
其作用就是将分离器收集下来的飞灰送回炉膛循环燃烧，而又保证炉膛内高温烟气不经过送灰器短路流入分离器。
回料装置有机械性和非机械性两种，机械回料装置因不耐高温。
磨损严重，已被非机械式回料装置所取代。
非机械式回料装置又有L阀、J阀、H阀、换向阀等形式。
他们的设计都已有了完整的理论基础，是两种比较成熟的回料装置。
四、我厂生产技术销售情况
泰安集团是国家定点生产锅炉压力容器的骨干企业，有年产2000蒸吨的锅炉生产能力。
有省级技术开发中心，技术力量雄厚，有较强的设计开发能力和丰富的产品开发经验，完全有能力组织开发生产循环流化床锅炉。
我集团在全国大部分省市设立了办事处，产品遍布长江以北的各省、市、区。
市场占有率居同行之首。
相信我们的循环流化床锅炉也会畅销全国。
五、效益分析
根据市场情况及我集团生产、技术状况，开发10t/h、20t/h、35t/h中压、低压循环流化庆的条件已经成熟，在布风、分离和回料等关键部件的设计上采用国内外成熟经验，并积极采纳新技术，新工艺，努力使我集团在循环流化床锅炉生产技术上步入国内外先进行列。
该系列产品投产后，可实现年产值3000万元，创利税900万元，并且由于其在节能、环保方面的独特优势，可带来巨大的社会效益。
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