A. 什么叫循环流化床锅炉
循环流化床锅炉技术是近十几年来迅速发展的一项高效低污染清洁燃烧枝术。国际上这项技术在电站锅炉、工业锅炉和废弃物处理利用等领域已得到广泛的商业应用,并向几十万千瓦级规模的大型循环流化床锅炉发展;国内在这方面的研究、开发和应用也逐渐兴起,已有上百台循环流化床锅炉投入运行或正在制造之中。未来的几年将是循环流化床飞速发展的一个重要时期。
锅炉采用单锅筒,自然循环方式,总体上分为前部及尾部两个竖井。前部竖井为总吊结构,四周有膜式水冷壁组成。自下而上,依次为一次风室、浓相床、悬浮段、蒸发管、高温过热器、低温过热器及高温省煤器。尾部竖井采用支撑结构,由上而下布置低温省煤器及管式空气预热器。两竖井之间由立式旋风分离器相连通,分离器下部联接回送装置及灰冷却器。燃烧室及分离器内部均设有防磨内衬,前部竖井用敖管炉墙,外置金属护板,尾部竖井用轻型炉墙,由八根钢柱承受锅炉全部重量。
锅炉采用床下点火(油或煤气),分级燃烧,一次风率占50—60%飞灰循环为低倍率,中温分离灰渣排放采用干式,分别由水冷螺旋出渣机、灰冷却器及除尘器灰斗排出。炉膛是保证燃料充分燃烧的关键,采用湍流床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并设计适当的炉膛截面,在炉膛膜式壁管上铺设薄内衬(高铝质砖),即使锅炉燃烧用不同燃料时,燃烧效率也可保持在98—99%以上。
分离器入口烟温在450度左右,旋风筒内径较小,结构简化,筒内仅需一层薄薄的防磨内衬(氮化硅砖)。其使用寿命较长。循环倍率为10—15左右。
循环灰输送系统主要由回料管、回送装置,溢流管及灰冷却器等几部分组成。
床温控制系统的调节过程是自动的。在整个负荷变化范围内始终保持浓相床床温860度的恒定值,这个值是最佳的脱硫温度。当自控制不投入时,靠手动也能维持恒定的温床。
保护环境,节约能源是各个国家长期发展首要考虑的问题,循环流化床锅炉正是基于这一点而发展起来,其高可靠性,高稳定性,高可利用率。最佳的环保特性以及广泛的燃料适应性,越来越受到广泛关注,完全适合我国国情及发展优势。
循环流化床锅炉是低温燃烧锅炉。燃料由炉前给煤系统送入炉膛,一次风由布风板下部送入燃烧室,主要保证料层流化;二次风沿 燃烧室高度分级多点送入,主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬;三次风进一步强化燃烧。
燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下,发生剧烈扰动,部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛,其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动,一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置,炉膛内形成气固两相流,进入分离装置的烟气经过固气分离,被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室,经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后,离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置,被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛,使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度,不仅有
的辐射传热方式,而且还有对流及热传等传热方式,大大提高了炉膛 的传导热系数,确保锅炉达到额定出力。
循环流化床锅炉的优点
1. 燃料适应性广
循环流化床锅炉不仅可以燃烧烟煤、无烟煤、贫煤、褐煤,而且对造气炉渣、煤矸石等劣质 燃料也能很好地燃烧。
2. 锅炉的效率高
由于该炉具有循环分离装置,加之国内生产厂家对分离装置的不断改进和完善,使得分离器 的效率高达99%以上,该炉型的锅炉热效率也达到了85%以上,燃烧效率在98%以上。
3. 锅炉负荷调节范围宽
从国内循环流化床锅炉用户的运行情况来看,该炉型在30-110%负荷范围内运行,汽温、汽 压均能保持在正常范围。
4. 锅炉的密封可靠
由于国内的生产厂家大多采用全密封的膜式水冷壁,取消了原有的膨胀缝,这样既提高了锅 炉的效率,又大大改善了操作人员的工作环境。
5. 锅炉的防磨措施多种多样
由于国内循环流化床锅炉的不断发展,原来让人们头疼的磨损问题现已基本得到解决 ,从而使有些循环流化床锅炉的连续运行时间达到了4000小时。通过国内600多台循环流化床锅炉的运行来看,现在采用的一些防磨措施还是比较可靠的,通常有喷涂、设计预防、密排销 钉加耐火材料、加装金属防磨片瓦、采用合理的管子避让等办法。
6. 可以通过向炉内添加石灰石进行脱硫
由于循环流化床锅炉是低温燃烧,对脱硫非常有利,且循环流化床锅炉的分离器效率高,脱 硫剂石灰石可以很细,因此石灰石利用率高。当Ca/S=2时,脱硫效率在85%以上。这样就大 大降低了SO2的排放,符合环保要求。
7. 返料可靠
现在国内循环流化床锅炉大多采用了U型阀,它是一种自动调整的非机械式返料器,是国内 最好的一种返料装置,有的厂家还采用了水冷料腿等技术,保证了锅炉的可靠运行。
8. 易于实现灰渣综合利用
循环流化床燃烧过程属于低温燃烧,同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣含碳量低,灰 渣活性好,可作为水泥的掺和料或建筑材料,同时低温烧透也有利于灰渣中稀有金属的提取 。
B. 锅炉返料器的工作原理
返料器也称回料器(或回料阀),国产的一般采用非机械式的回料器。它其实就是一个鼓泡流内化床容(或移动床),依靠从回料器底部布风板出来的流化空气将分离器收集的物料流化后送入炉膛;具有简单、可靠、自平衡的特点。
返料器是将锅炉分离器分离下来的高温固体物料稳定的送回压力较高的燃烧室内,并且保证气体反窜进入分离器的量为最小。分类有:机械阀和非机械阀两种。
锅炉是一种能量转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能,锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。锅的原义指在火上加热的盛水容器,炉指燃烧燃料的场所,锅炉包括锅和炉两大部分。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接为工业生产和人民生活提供所需热能,也可通过蒸汽动力装置转换为机械能,或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉,主要用于生活,工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉,常简称为锅炉,多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。
C. "U"型阀的作用是什么
u型阀是目前循环流化床锅炉最常用的返料装置,作用如下:
(1)维持稳定的物料流率,这是保证循环流化床稳定运行的一个基本条件。
(2)有效控制物料流率,使其不但具有开启或关闭循环的能力,还具有一定的调节特性。具体来讲,u型阀的调节特性就是循环回料量gs随着外部变量改变而改变的特性。
(3)防止烟气反窜,达到既能将燃料送到流化床,又能有气体密封作用。
D. 循环流化床锅炉u回料阀的工作原理
U阀是连接分离器立管与返料管的设备,目的是保证外循环物料稳定输送入炉膛,同时防止烟气反串进分离器。其原理其实就是一台鼓泡流化床(或移动床),从底部布风板送入的流化空气将分离器收集的物料流化,在立管与炉膛压差的作用下将物料送入炉膛。当外循环减弱时,立管与炉膛压差小,返料量减少,具有自平衡的作用;立管内物料高度变化减小(即维持一定的料位高度),防止烟气反串。
E. 返料风的作用是什么
料装置是循环流化床锅炉的关键部位之一,如果返料器突然停止工作,将会造成炉内循环物料量不足,床温将会急骤上升难以控制,危及锅炉的负荷与正常运行。三、耐火材料相关信息脱落造成返料器不流化而堵塞。五、流化风机故障,致使流化风消失。七、立管上的松动风管堵塞或未开。农夫三拳有点强强 。第二级为旋风分离、高效燃烧方式。U型回料阀结构如图1所示、前言循环流化床燃烧作为一种新型的洁净,阀的底部布置有一定数量的风帽、返料器的结构回送装置必须保证产生足够的压差来克服负压差,有更多的物料被送回炉内.隔板5。这种阀主要是将固体颗料从低压处送到高压处,炉内颗粒浓度增加。我厂循环流化床锅炉为中科热物理研究所与济南锅炉厂联合开发的75t/,左侧为上升段,直接影响锅炉安全稳定运行,运行操作人员必须监视控制好返料器的稳定运行,也必然降低分离器捕捉量:分离器效率对物料回送量的影响是很大的,当空气作用于颗粒上的作用力大于弯段阻力时.返料风室3.回料口3,炉膛上部的物料浓度也降低,并起着灰封的作用。
返料风是推动循环灰旋风分离器分离下来的高温物料重新返回炉膛的源动力,对自平衡回料装置对应的分离器料腿下方落灰侧和回料斜腿侧的J阀两个区域的循环物料分别起到疏松和流化的作用。返料风占总风量的比例很小,但对压头要求较高们一般配备独立的低流量、高压头的罗茨风机或者多级增压离心风机。但小型CFB锅炉可以从一次风机出口冷段风道取用风源,实现风机公用,降低厂用电率并且达到整体风压自动平衡的目的。
F. 循环流化床锅炉返料器烟气断流的现象
回答:
循环流化床锅炉的物料循环系统对锅炉的安全稳定和经济运行起着决定性的作用。返料中止是制约循环流化床锅炉实现长周期运行的关键问题,运行操作人员必须监视控制好返料器的稳定运行。
1、前言
循环流化床燃烧作为一种新型的洁净、高效燃烧方式,最基本的特点之一是大量的固体颗粒在燃烧室、分离机构和回送装置所组成的固体颗粒循环回路中循环再燃烧。固体物料回送装置是循环流化床锅炉的关键部件,直接影响锅炉安全稳定运行。运行中返料器正常工作是实现物料循环的关键;锅炉要达到其额定出力必须保证炉膛稀相区物料的平衡,因此循环灰量的多少决定着锅炉带负荷能力。一旦返料器运行异常,诸如堵灰、结焦等,只有停炉压火处理,影响循环流化床锅炉长周期连续安全运行。
2、返料器的结构
回送装置必须保证产生足够的压差来克服负压差,既起到气体的密封作用,又能将固体颗粒送回床层。我厂循环流化床锅炉为中科热物理研究所与济南锅炉厂联合开发的75t/h次高压循环流化床锅炉。设计为两级高温分离,第一级为惯性分离;第二级为旋风分离,回送装置为U型回料阀。U型回料阀结构如图1所示。
U型阀是非机械阀中的一种,阀的底部布置有一定数量的风帽,阀体由隔板和挡板分成三部分。隔板的右侧与立管连通,左侧为上升段,两侧之间一长方形孔口使物料通过,它实际上是一个小流化床,并起着灰封的作用。回料风由下部风室通过流化风帽进入阀体内。这种阀主要是将固体颗料从低压处送到高压处,而对固体颗粒流量的调节作用很小,阀和立管依据自身的压力平衡自动地平衡固体颗粒的流量,当空气作用于颗粒上的作用力大于弯段阻力时,颗粒就开始流动。
图1U型回料阀结构
1.挡板
2.回料口
3.立管
4.隔板
5.风帽
6.返料风室
3、运行控制最佳循环倍率
物料循环倍率是循环流化床锅炉独有的概念,它是由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃煤量之比,它直接影响锅炉的燃烧和传热,影响它的因素主要有:
(1)一次风量:一次风量大小,将直接影响物料回送量。尤其是一次风量过小,炉内物料的流化状态将发生变化,燃烧室上部物料浓度降低,进入分离器的物料量也相对减少,这样不仅影响分离器效率,也必然降低分离器捕捉量,回送量也自然减少。
(2)燃料颗粒特性:运行中煤的颗粒特性(即粒度、粒比度)发生变化,也将影响回料量的多少,如果入炉煤的颗粒较粗,且所占份额较大(与设计值比),在一次风量不变的情况下,炉膛上部的物料浓度也降低。滁州市锅炉安装http://www.czxinshuai.com
(3)分离器效率:分离器效率对物料回送量的影响是很大的,实际上循环倍率在很大程度上是靠分离器的效率来保证的。分离器效率提高后,有更多的物料被送回炉内,炉内颗粒浓度增加,受热面传热系数增加。影响分离器效率的因素有旋风筒进口风速,内套筒的高度及内套筒是否变形裂缝等,旋风筒的进口风速与引风机出力及烟道、除尘器漏风量有关。
(4)煤质的优劣:该炉设计燃用烟煤,烟煤的灰份大部分在炉渣中,飞灰量相当。
G. CFB锅炉自动控制
CFB锅炉的结构及运行方式具有自身的特殊性,其控制系统需要针对相应特点进行设计。下面分别对各控制子系统予以描述。
1 .主蒸汽压力控制
采用DEB直接能量平衡策略。控制煤粉量来保证母管蒸汽压力恒定。燃料及风量之间设有交叉限制,以保证增负荷时先加风后加煤,减负荷时先减煤后减风。对于变频控制的给粉机进行高低速的限制。控制系统输出一前馈信号至送风控制系统,使送风量能及时跟上煤量的变化,以保持适当的风煤配比。
此控制系统通过改变锅炉燃烧平衡维持机前压力恒定,当汽机负荷改变时,风量和煤量的调节协调动作,以使锅炉快速响应这一负荷变化,同时也部分补偿了负荷变化时锅炉热量的改变。
2 .床温控制
床温是CFB锅炉运行状态的重要表征参数,也是较难控制的参数之一。这是因为床温是燃料燃烧发热和床料放热综合作用的结果,而影响燃料发热和床料放热的因素较多,如燃料热值、粒度尺寸、物料流速、物料浓度、入炉风量、入炉风温以及吸热工质参数等等。
床温通过在燃烧室密相区布置多支热电偶进行测量。将多个测量值进行综合运算后得出床温表征值。为了保证循环流化床锅炉的稳定燃烧并有利于获得最佳脱硫和脱硝效果,床温最好控制在850℃至900℃之间。
对于采用高温回料系统的CFB锅炉,循环灰(回料)温度与炉内床温十分接近,循环灰量不能明显影响床温且在正常运行中不单独调整(保证返料风在正常范围时,循环灰量具有平衡能力)。影响床温的主要因素是一次风与二次风比率和燃料量。一次风为床料提供流化动力和初始燃烧氧气,但同时对密相区有明显的冷却效果;二次风为床料提供燃尽风,从不同高度送入可均衡各段床温,二次风还主要承担调节烟气含氧量的任务。燃料量直接影响炉内发热量,与锅炉负荷相适应的风煤比是决定床温的最终因素。
为达到控制床温的目的,采取串级校正调节方式。床温信号进入床温调节器与床给定值比较所得偏差经不同的函数转换后生成校正指令分别送至一次风调节器、二次风调节器和燃料调节器对其给定值进行修正,这样通过调节一、二次风的比率来实现床温调节基本满足床温控制的要求,同时一次风量的调整还必须受安全流化风量的限制。床温调节器输出信号转换函数考虑调节床温时对负荷的影响最小。
床温校正函数可参考同型锅炉预设,但需在锅炉运行后通过试验加以修正,最终达到床温调节的最佳效果。
3 .床层厚度(床压)控制
在循环流化床锅炉中,床层厚度对炉内流化状态、床温和传热效率有直接影响,锅炉一定的负荷对应一个适当的床层厚度。
床层厚度基本同床压(或料层差压)成正比。床压控制系统的任务就是通过调节排渣量维持床料厚度在适当值。
循环流化床没有明显的流化料层界面,但有密相区和稀相区之分,床层厚度是指密相区内静止时料层厚度,一定的床压(或料层差压)对应着一定的料层厚度。在运行中,料层厚度必须控制在一定的范围内。若料层太薄,一方面炉膛内传热强度低,限制锅炉出力,对锅炉稳定运行不利;另一方面炉料的保有量少,放出炉渣可燃物含量也高。若料层太厚,料层阻力必然增加,虽然锅炉运行容易控制,炉渣可燃物含量低,但增加了风机电耗。所以为了经济运行,床压(或料层差压)控制在负荷对应的适当值,运行中床压(或料层差压)超过此值,可以通过放渣来调整,放渣的原则是少放、勤放,最好能连续适量排放,一次放渣量太多,将影响锅炉的稳定运行、出力和效率。
采用床压信号作为床压调节器的测量值,同床压设定值比较后经PI调节器运算,其输出控制底渣的排放量。
4 .燃料控制
锅炉燃料量指令是由锅炉负荷指令与实际进入锅炉的总风量取小值,并经床温控制校正信号修正后获得。锅炉燃料量指令作为燃料主控的给定值,所有输入锅炉的燃煤量测量值的总和经发热量补偿运算后所得值,与燃油折算煤量之和作为反馈值,燃料主控PID输出值经分配后调整各给煤机的出力,保证总热量输入满足锅炉负荷及床温调整的要求。
在锅炉的冷态启动过程中,先启动点火燃烧器,按预定的升温曲线对启动床料加热,当床温升高到可以燃烧主燃料的程度,允许间断投运给煤机。破碎的煤粒进入炉膛燃烧,床温继续升高,当床温超过某限定值,允许停止投油,并保持合适给煤量。
对于采用气力播煤装置的系统,还需对播煤风压和风量进行调节,使之与给煤量相适应,才能实现煤粒在密相区床面上的均匀分布。
在由DEB为基础构成的燃料控制系统中,不同于其它控制策略之处在于:根据热负荷计算出来的锅炉指令在燃料调节器的入口直接同锅炉的热量指令信号比较,使热负荷与锅炉之间的能量供求关系得到快速平衡。热量信号反映锅炉内总燃料所释放的热量,用于该系统中无需精确计量燃料量,这正表明该系统对燃料的适应性很强。
本设计的燃料控制系统,同时考虑了煤和油的控制。在锅炉的冷态启动过程中,先启动床下风道燃烧器,按预定的升温曲线对启动床料加热,把床温提高到可以燃烧煤燃料的程度,少量间断投入煤粒,破碎的煤粒进入炉膛燃烧,使床温继续升高。当床温超过某限定值,就可以停止投油,并保持合适给煤量。在锅炉启动的初始阶段必须加强对床温和烟气含氧量的监视,以判断煤燃料是否真正燃烧。
5 .主蒸汽温度控制
在屏式热器喷出口至高温过热器之间管道布置二级喷水减温器。调节二级喷水量是控制主汽蒸温度最后的和最直接的手段。
典型的过热蒸汽温度控制分两级完成,通过串级方式控制一、二级喷水减温使锅炉的主蒸汽温度控制在允许范围。
第一级喷水主调节器响应二级过热器出口温度和给定值(根据锅炉负荷计算确定)之间的偏差,副调节器响应由主调节器修改的温度和一级减温器出口温度之间的偏差,为了克服负荷扰动下的过热器喷水调节过程的滞后和惯性,还将代表负荷扰动的主蒸汽流量作为前馈信号加到副调节器的给定值。一旦负荷发生变化,则提前调节减温水流量,快速消除扰动,维持二级过热器出口蒸汽温度在期望值。
第二级喷水主调节器响应末段过热器出口蒸汽温度和手动调节设定值之间的偏差,副调节器响应由主调节器修改的温度和二级减温器出口温度之间的偏差,为了克服负荷扰动下的过热器喷水调节过程的滞后和惯性,还将代表负荷扰动的主蒸汽流量作为前馈信号加到副调节器的给定值。一旦负荷发生变化,则提前调节减温水流量,快速消除扰动,提高了控制品质,确保主汽温度稳定在严格规定范围。
6 .再热器蒸汽温度控制
再热蒸汽温度的精确控制通常是通过喷水减温控制来实现的。
控制回路采用串级方式,主调节器响应再热器出口蒸汽温度和设定值之间的偏差,副调节器响应由主调节器修改的温度和减温器出口温度之间的偏差,调节减温水流量,确保再热器蒸汽温度稳定在严格规定范围。
7 .燃油压力控制
本系统采用单回路PID调节,根据燃油压力控制油泵转速维持压力正常。保证油枪进油压力满足机械雾化和出力要求。
8.总风量控制
本系统主要以产生正确的一、二次风量为目的,根据实际进入锅炉的总燃料量需要的燃烧风量与锅炉负荷要求的总风量取大值,以保证升负荷时,先增风量,后增燃料;降负荷时先降燃料,后降风量,防止燃料富余。并结合烟气含氧量的校正,和锅炉设定的最小总风量取大值作为总风量的设定值,通过与实际总风量的偏差,经总风量调节器运算后,产生锅炉总风量信号。根据此总风量信号按特定函数关系分配锅炉一次风量和二次风量的控制指令。
一次风量控制
一次风量必须保证炉膛内物料能够流化,并为燃料的燃烧提供初始燃烧空气;本系统就是以提供适当的床下一次风量为目的,根据总风量按分配函数计算一次风量的预定值,引入床温信号的修正,与最小一次风量取大值(确保最低流化风量),作为一次风量的给定,与实际进入炉膛的一次风量的偏差,通过一次风量调节器运算生成控制信号,控制相应调节挡板的开度,使一次风量满足运行要求。
二次风量控制
二次风为床料提供燃尽风,主要承担调节烟气含氧量的任务,从不同高度送入还可均衡各段床温。根据总风量指令分配的二次风量(床上配风)指令,经烟气含氧量修正和床温控制校正信号修正,作为二次风量的给定值。通过PID调节回路,控制相应的二次风挡板开度使二次风量满足运行要求。
烟气含氧量调节器的输出作为二次风量(床上配风)指令的有限幅的修正系数,并设置手/自动切换接口。在正常运行时调整烟气含氧量为期望值,保证锅炉燃烧经济性;当氧量信号故障时也不会造成二次风量的大幅突变,有利于炉内流化稳定。
大中型CFB锅炉的二次风由单独配置的一台甚至两台二次风机提供。通过调节二次风机入口挡板或二次风机转速,控制二次风母管风压为需要值。
9 .汽包水位控制
该系统的目标是保证锅炉汽包中的水位稳定在安全运行的范围内,并实现汽包水位全程控制。
在启动和低负荷期间,由汽包水位单冲量调节回路控制启动给水调节阀开度,调整给水流量,实现汽包水位控制。在正常运行时,由汽包水位、主蒸汽流量和给水流量构成的三冲量调节回路控制主给水调节阀开度或给水泵转速,调整给水流量,实现汽包水位控制。
三冲量与单冲量调节间的自动切换过分配算法功能实现。
给水采用单冲量控制时,经压力补偿的汽包水位信号(三取中)作为水位调节器的反馈信号,与给定值的偏差通过比例积分运算,所得输出值控制启动给水调节阀开度,调整给水流量,维持水位在给定值。
给水采用串级三冲量控制时,经压力补偿的汽包水位信号(三取中)作为水位调节器(PI)的反馈信号,与水位给定值的偏差通过比例积分运算,再与主蒸汽流量(前馈)相加后作为主给水调节器(ID)的给定值。此给定值与作为反馈信号的主给水流量的偏差通过PID运算,所得输出值控制主给水调节阀开度或给水泵转速,调整给水流量,维持水位在给定值。
10 .炉膛压力控制
本控制回路是一个带前馈的单回路PID调节系统,控制引风机入口挡板开度或引风机转速,改变引风量,以维持炉膛压力的平衡。为减小动态偏差,引入送风(含一、二次风)执行机构位置(经适当加权运算后)作为前馈信号,可使引风机迅速响应总风量的变化,维持炉膛压力在设定值。
由于炉内床料存量随负荷而变化,从运行的经济性考虑,炉膛压力设定值随负荷变化应进行适当调整。
11 .回料器配风控制(返料风控制)
CFB锅炉最基本的工况之一就是要建立物料按照炉膛—分离器—回料器—炉膛的流程的单向循环。而回料器是这一循环中的关键部件,它是一个具有自密封特性的非机械式物料输送装置。通过对回料器下降段用风、底部用风和上升段用风的合理控制,实现回料器的畅通和物料单向输送,即单向返料。在回料器进口立管中的物料形成的静压与炉膛床压之间的差压是物料循环的根本动力。
回料器用风要求有较高压力。小容量CFB锅炉的回料器用风由一次风提供,回料器用风压力由一次风机保证。大中型CFB锅炉的回料器用风则由专门的罗茨风机(组)提供,回料器用风压力通过罗茨风机(组)出口母管至一次风管的旁路阀(溢流阀)来调节,该压力控制回路是一个单回路PID调节系统。在保证回料器用风压力足够的前提下,还需控制各段用风风量均达到相应的必须值,且各段风量应保持一定比例,才能保证物料的可靠循环。
12 .风道燃烧器控制
大多数CFB锅炉采用风道燃烧器完成点火启动。每台风道燃烧器装有一支油枪,布置有内通道风、外通道风和出口冷却风。内通道风和外通道风由一次风经点火风机增压后提供。内通道风为油枪提供稳燃风,外通道风为油枪提供燃尽风,出口冷却风调节风道燃烧器烟温。
风道燃烧器控制的任务是控制其出力并合理配置各部分风量,达到安全运行,快速点燃床料中的煤燃料,或稳定流化床燃烧的目的。
风道燃烧器的配风需要加以控制。根据油枪的流量计算出所需内、外通道风量,经PID调节控制相应挡板开度,保证油枪稳定和完全燃烧。出口烟温按单回路PID调节,通过控制出口冷却风挡板开度调整冷却风量稳定出口烟温,以避免烟温过高造成风道燃烧器内衬的保温材料坍塌甚至穿壁事故。
风道燃烧器的配风分三部分,第一部分为初始稳燃风,第二部分为燃烬风,第三部分为风道燃烧器出口调温风。其中第一、第二部分风量根据进油量按比例调节。第三部分风量根据风道燃烧器出口烟气温度调节,其目的是通过调整对应风门挡板控制风道燃烧器出口烟气温度维持在给定值。
13 .石灰石控制
石灰石量的给定值由石灰石量与煤量的比值(Ca/S)乘以给煤量得到预估值,再由SO 2调节器输出值作为修正系数与预估值相乘后获得。石灰石量给定值与测量值的偏差经调节器PI运算,其输出控制石灰石给料装置,从而改变石灰石量来保证烟气中SO 2排放量达到环保要求。另外石灰石颗粒的几何尺寸应严格控制,颗粒太大或太小都会降低整个脱硫效率,在运行过程中造成不良影响。
SO 2调节器输出设置手/自动切换和限值功能(如:0.8—1.2)。在SO 2调节回路投入自动运行时,回路可由SO 2调节器精确调整所需石灰石量,控制烟气中SO 2含量为给定值。当SO 2调节回路未处于自动状态时(如SO 2测量信号故障时回路退出自动),回路也可获得一个相对合适的石灰石量的给定值,进而给入相应的石灰石量。
这一回路结构还减小了尾部烟气中SO 2含量变化相对于给煤量变化的滞后对匹配石灰石量调节带来的延迟,提高了石灰石量调节的快速性。
石灰石由给料装置给出后,多数CFB锅炉采用高压空气通过管道完成其后续的输送任务。这种系统中,还需要控制高压输送空气的风压和风量,以保证石灰石颗粒被可靠输送到炉膛。
14 .暖风器控制
该控制系统用于控制末级空气预热器冷端温度,以保证这一温度高于烟气中硫酸露点,从而防止冷端金属腐蚀。在空气进入末级预热器前,调整进入暖风器的蒸汽量以保证进入空气预热器的风温度足够高,使得空气预热器冷端烟气温度高于酸露点。
本系统采用单回路PID调节,采用末级预热器空气入口风温和烟气温度的平均值为反馈值,通过控制加热蒸汽调节阀开度,调整加热蒸汽流量,维持末段空气预热器冷端烟气温度在安全范围。
15 .冷渣器控制
通过冷渣器内各床的床压和温度控制进入相应床内的风量,以保证排渣温度符合输渣系统的要求。
当冷渣器内某床的温度高于允许值时,开启相应冷却水阀,对该冷渣器进行强制冷却,直到床温恢复到正常值。
16 .高压加热器水位控制
本系统采用单回路PID调节,根据高压加热器水位控制疏水阀开度,调整疏水量,维持水位在正常范围。当高压加热器水位超过高限水位,应停运高压加热器。
17 .低压加热器水位控制
本系统采用单回路PID调节,根据高压加热器水位控制疏水阀开度,调整疏水量,维持水位在正常范围。
18 .凝汽器水位控制
本系统采用单回路PID调节,通过控制补给水调节阀开度,调整补给水流量,维持凝汽器水位在正常范围。
19 .除氧器压力控制
本系统采用单回路PID调节,通过控制加热蒸汽调节阀开度,调整加热蒸汽量,维持除氧器压力为给定值。
20 .除氧器水位控制
除氧器水位控制回路,在启动和低负荷时采用单冲量调节,正常负荷时采用三冲量调节,通过调节除氧器水位调节阀和凝结水再循环阀来维持水位,保持凝结水流量和给水流量的平衡。当水位高报警时,系统保护逻辑超驰控制凝结水再循环阀开,直至水位恢复正常。
21 .轴封压力控制
本系统采用单回路PID调节,在汽机启停时通过控制进汽调节阀开度,调整进汽流量,维持轴封压力在规定范围。
在汽机正常工作时通过控制排汽调节阀开度,调整排汽流量,维持轴封压力在规定范围。
22 .播煤风量控制
对每台气力播煤装置,通过给煤量按比例设定播煤风量给定值,测量值与给定值之差经PID运算,调整播煤风风门的开度,使播煤风量满足给煤要求。
23 .密封风压控制
本系统采用单回路PID调节,通过调节各密封风挡板开度,以维持密封风压在正常值。
H. 回料器由哪几部分组成,作用分别是什么
回料器是CFB锅炉主循环回路的重要组成部件。它和分离器下的立管一起有以下三个方面的作用:(1)将循环物料从压力较低的区域(分离器)送到压力较高的区域(炉膛);(2)起密封作用,保证立管、回料器中的气固两相流向炉膛方向流动,防止炉膛烟气短路进入分离器,破坏物料循环;(3)在有外置换热器时调节物料循环量,适应锅炉负荷的变化需要。回料器的种类现代大型CFB锅炉中一般都采用非机械型回料器,非机械型回料器分为阀型和自动调整型两大类。阀型回料器的物料靠重力以非流态化状态沿立管下流,如送入松动风,则以移动床型式流入阀型回料器,如L型阀,然后送入炉膛燃烧。自动调节型回料器,靠流化空气自动将物料送入炉膛。 回送装置包括料腿和回料阀。料腿的结构尺寸取决于循环回路的压力分布。回料阀是回送装置的主要部分,其性能决定了物料的稳定回送、防止气体反窜效果。循环流化床锅炉中一般采用密相输送阀,比较成熟的回料阀有V型阀、U型阀、L型阀、H型阀、N型阀、密封输送阀、流动密封阀等。人们对V型阀进行了详细的研究,该阀的最大特点是可以应用在较大压力差条件下。U型阀的结构类似于V型阀。H型阀含有两种流态。流动密封阀由下行立管移动床和上行鼓泡床构成,密封输送阀与此机理相同。N型阀的中间立管的流化状况是启停开关,物料的回送量与其供风量有关。L型阀作为典型的可控回料阀为人们高度重视,冷态实验的良好线性 和重复性鼓励人们在循环流化床锅炉应用,但工业热态装置上发现松动风量与输送能力的关系并非一一映射,出现输送的稳定性和气体反窜问题,破坏了物料循环系统的可靠性。J型阀是由V型阀演化而来,并进行工程简化,其良好的输送能力和简洁的整体结构比较适合循环流化床锅炉的布置。
I. 哪里的焚烧炉拥有发明专利技术
目前国内、外城市生活垃圾处理方式采用的主要有卫生填埋、高温堆肥和焚烧等三种处理方式。卫生填埋、高温堆肥由于占地面积大、二次环境污染,其的使用比例越来越少。但是以无害化、资源化、减量化为最终处理目标的焚烧处理越发地得到高速发展,使得城市生活垃圾的焚烧技术获得了广泛的应用。焚烧处理的技术特点是:减容效果显著、无害化程度高;焚烧处理设施占地面积小,对周围环境没有二次污染;在垃圾热值较高、处理达到一定规模时,还可以利用其余热发电或供热。焚烧处理方式能最快地、最大限度地实现固体废物无害化、稳定化、减量化,大型的处理系统还备有热能回收与利用装置,使其变废为宝、废旧利用回收能源,成了垃圾处理的环保主流。焚烧技术正朝着高效、节能、低造价、低污染的方向发展。因此,经济发达、垃圾热值较高的城市,因此采用先进的焚烧技术来进行城市垃圾的处理是最佳选择和投资。垃圾焚烧处理工艺技术和设备已日趋成熟。我国主流垃圾处理焚烧炉型包括:Basic1脉冲抛动式垃圾焚烧炉、马丁炉往复式机械炉排炉、LXRF系列立式旋转窑焚烧炉、流化床焚烧炉等。而且其它配套发电或供热的生产技术及设备如:余热锅炉、汽机、烟气脱硫、水处理系统、电气、自动控制等基本上都是大同小异,并且已经很成熟。在此浅析我国国内常见的几种垃圾处理焚烧炉。
2、几种常用焚烧炉型号
2、1Basic1脉冲抛动式垃圾焚烧炉
Basic1脉冲抛动式垃圾焚烧炉是由美国John . N Basic Sr发明地,专门用于焚烧处理固体废物的专利技术。经过不断改进、完善,现已拥有7百多项受美国和世界其它国家保护的独立专利技术,该项技术被广泛用于处理生活垃圾、工业垃圾、医院卫生废弃物、淤泥和废橡胶轮胎等,在全世界共建共有1百多座采用该项技术的垃圾焚烧装置。
2、1、1脉冲抛动式垃圾焚烧炉的主要特点
1)处理垃圾范围广泛。能够处理工业垃圾、生活垃圾、医疗废弃物、废弃橡胶轮胎等,并且垃圾入炉焚烧前不需进行任何预处理。
2)脉冲抛动炉排技术的焚烧炉,有自清洁功能。炉排上空气通道向下倾斜设计,吹入的空气一方面起道吹扫炉排功能;另一方面防止垃圾堵塞空气通道。另外炉排的悬吊机构和动力装置全部设置在炉膛外部,便于检修维护。
3)炉排结构新颖。该炉每块炉排为整体炉排,采用悬吊式阶梯形结构,垃圾的运动轨迹始终在凹槽内,与四周水冷壁接触较少。
4)燃烧热效率高。正常燃烧热效率80%以上,除焚烧炉点火以及偶尔连续性的雨天造成垃圾中水份过大(60%以上)时,为使二燃室的温度保持在8500C以上,需喷入少量燃油助燃外,正常情况下即使是焚烧水份很大的生活垃圾(50%以内),也不需添加煤或重油等辅助燃料。
5)运行维护费用低。由于采用了许多特殊的设计(如整体炉排),没有庞大复杂的机械传动系统,整个传动系统都设计在炉膛之外,传动部件没有暴露在炉膛内高温下,因此本焚烧炉的事故率和维护量都很低,节省了维护费用。以及较高的自动化控制水平,因此运行维护人员少,维修工作量也较少。
6)可靠性高 。国产设备,近年来运行表明,该焚烧炉故障率低。
7)排放物控制水平高。 严格控制烟气在二、三级再燃烧烟道的燃烧过程,严格地控制燃烧温度、空气配比量和停留时间,达到减少碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物等有害气体的生成。经测试,烟气排放物中CO含量1—10 PPM,HC含量2—3 PPM,NOx含量35 PPM,低于美国及欧洲烟气排放标准,特别是系统保证烟气在燃烧系统中(850℃以上的温度)停留不少于2秒钟,使二恶英排放降到最低,完全达到欧美国家的排放标准。
2、1、2工作原理
垃圾经自动给料单元送入焚烧炉的干燥床干燥,然后送入第一级炉排,在炉排上经高温挥发、裂解,炉排在脉冲空气动力装置的推动下抛动,将垃圾逐级抛入下一级炉排,此时高分子物质进行裂解、其它物质进行燃烧。如此下去,直至最后燃尽后进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。助燃空气由炉排上的气孔喷入并与垃圾混合燃烧,同时使垃圾悬浮在空中。挥发和裂解出来的物质进入第二级燃烧室,进行进一步的裂解和燃烧,未燃尽的烟气进入第三级燃烧室进行完全燃烧;高温烟气通过锅炉受热面加热蒸汽,同时烟气经冷却后排出。
2、1、3焚烧机理
垃圾入炉焚烧前不需进行任何预处理。生活垃圾废物经自动或人工控制的给料机送入焚烧炉干燥炉炉排架干燥、热解,在干燥炉架上,接受主炉膛中的辐射热后,蒸发出垃圾中的水分,使固体垃圾更加容易燃烧。此阶段(干燥热解气化段)控制燃烧空气量,供氧量不足。同时部分垃圾在高温辐射作用下,开始进行化学分解,其中的部分高分子烃类和一氧化碳等可燃物挥发出来,干燥炉排处温度控制在500℃~600℃左右,这样就有了最佳的热分解温度,可以达到最好的分解效果,由于引风机的作用,这部分气体在主炉膛内的停留时间很短,只有1~2秒钟,由于氧气供应并不充分,只有25%的碳氢化合物在主炉膛燃烬,15%的固定碳在炉排燃烬,其余60%左右的挥发性碳氢化合物进入再燃室。烘干后进入第一级炉排,在炉床上经热解产生出的挥发性物质和可燃物在高温下燃烧。垃圾燃烧剩余的固体物留置在炉排上,通过与空气的剧烈混合和炉排的抛动,垃圾被抛入下一级炉排继续燃烧。共计有六级脉冲焚烧炉排。如此下去,道斯炉燃烧原理示意图直至进入最后一级炉排燃烧时,喷入的空气量使废料完全燃尽后,进入灰渣坑,由自动除渣装置排出。此时就整个焚烧炉炉膛与再燃室接口状态看,空气、燃料颗粒、挥发分略呈不完全燃烧状态由于各级炉排的燃烧强度和燃烧废物量不一样,所需的空气量不同,因此每层炉排的振动频率和摆动幅度也不一样,完全由计算机控制,准确性高。根据燃烧特点和传热方式的不同,可分为三个阶段:第一阶段在炉膛内布置有膜式水冷壁管,接受燃料燃烧的辐射热能。燃烧空气由每个炉排的下部风机送入,经喷嘴进入炉膛,在气流作用下废物保持松散浮动燃烧,因此这种焚烧炉既有炉排炉的特点,又有少量流化床的特点。炉床燃烧后的烟气中有许多焦炭颗粒和未燃烧物质,此时温度达860℃;第二阶段是随着烟气进入第一级再燃烧烟道与定量高速喷入的空气剧烈混合燃烧,仍有未燃烬继续进入第二级再燃烧烟道与过量空气剧烈混合继续燃烧,温度达1000℃,此过程没有热交换,主要目的是提高烟气的温度加快烟气中有害物质的分解;第三阶段为控制余热锅炉进口温度,从省煤器出口处抽取部分190℃的烟气回送至余热锅炉前混合,使进入余热锅炉的烟气温度保持在760℃,燃烧完全的高温烟气经过过热器、省煤器、空气预热器进行对流换热,然后经干石灰与活性碳吸收处理,再经过半干式烟气处理设备和布袋吸尘器经引风机抽出,由烟筒排往大气,吸收塔下部飞灰与石灰等混合物由排灰装置排出。
2、2马丁炉型机械炉排炉
2、2、1马丁炉型垃圾焚烧炉的主要特点
炉排的材质要求和加工精度要求高,要求炉排与炉排之间的接触面相当光滑、排与排之间的间隙相当小。1)处理垃圾范围广泛。但是,在垃圾贮坑的垃圾进行分区堆栈、发酵、翻拌混合可使垃圾的组分均匀; 2)炉排炉的炉床由众多的炉条组成。马丁炉条用高铬耐热、耐磨铸铁制造,材质性能较为优异,结构上也有独到之处,炉条的筋板作成封闭的一次风通道,利用一次风的高速流动将炉条的热量带走,起到散热翅片的作用,有效地降低炉条的工作温度,从而延长了炉条的使用寿命; 3)操作实现全部机械化、自动化; 4)很好的焚烧处理效果; 5)产生烟气量少,尾气易于处理,二恶英排放能达到环保标准。
2、2、2工作原理
垃圾通过进料斗进入倾斜向下的炉排(炉排分为干燥区、燃烧区、燃尽区),由于炉排之间的交错运动,将垃圾向下方推动,使垃圾依次通过炉排上的各个区域(垃圾由一个区进入到另一区时,起到一个大翻身的作用),直至燃尽排出炉膛。燃烧空气从炉排下部进入并与垃圾混合;高温烟气通过锅炉的受热面产生热蒸汽,同时烟气也得到冷却,最后烟气经烟气处理装置处理后排出。
2、2、3焚烧机理
垃圾由垃圾车运来后,卸入垃圾池中,垃圾吊车将卸下的垃圾进行翻拌、混合,并按垃圾贮坑的作业程序进行分区堆栈、发酵、翻拌混合可使垃圾的组分均匀,避免进炉的垃圾热值忽高忽低,从而导致炉温过大的波动;堆栈发酵是解决高水份、低热值垃圾焚烧的重要经验,其机理是析出部分水分且产生沼气,既提高了进炉垃圾的热值,又使垃圾容易着火燃烧。经过二~三天左右堆栈发酵的垃圾由吊车抓取投进垃圾料斗。料斗与料槽的接合处设有料门,用于点火起炉和熄火停炉操作过程中,料槽内没有垃圾,关闭料门可使炉膛与外界隔开,维持炉内负压。按升温曲线达到投放垃圾时,料门开启,垃圾沿料槽下落到给料平台并充满整个料槽,给料装置将垃圾推送落炉排上,垃圾在炉排翻送过程中受到燃烧器和炉内的热辐射以及一次风的吹烘,水份迅速蒸发,着火燃烧,炉温逐步升高,当炉温达到600℃时,燃烧器退出,垃圾焚烧进入正常状态,炉温继续升高并维持在850℃左右。垃圾在炉排上依次通过干燥、燃烧和燃烬三个区域,垃圾中的可燃成份完全燃烧,不可燃的灰渣由炉渣滚筒送出落入出渣机中,出渣机贮有水并保持着一定的水位起到水封作用,确保炉内负压的稳定,灰渣在出渣机内熄火和降温后被推送出来,由振动输送带送去灰渣贮坑,在抛灰机的作用下落入灰渣贮坑中,垃圾经焚烧处理后成为稳定、无害的灰渣。振动输送带还有一个作用是使灰渣中的金属物暴露出来,便于悬挂在振动输送带上方的除铁器将其吸出,汇集后打包回用。垃圾焚烧过程中,有些细灰从炉条之间的缝隙落到各风室中,这些灰称之为‘漏灰’,定时由漏灰排出系统依次打开风室下面的活门,漏灰在风室的风压作用下落入灰槽中,灰槽一端通出渣机,另一端带有风门与公共风室连接,漏灰排出系统按程序将风门瞬时打开,将漏灰吹送入出渣机中,最后与灰渣一起被排走。灰渣贮坑上方装有桥式抓斗起重机,用抓斗将汇集在灰渣贮坑中的灰渣抓取,装车外运、填埋。燃烧用的空气取自(垃圾池是密封)垃圾贮坑的上方,由鼓风机抽吸和压送进行二级加热,第一级为蒸汽暖风机,第二级为烟气暖风机,风温提高到250℃左右,然后分成一次风和二次风,一次风进入到炉排下方的公共风室,通过各风室风门的调节,获得最佳的风量分配,最后经炉条的风道穿过垃圾层进入炉膛,提供垃圾焚烧所需的氧量;二次风通过二次风风道经调节风门从燃烧室上方前、后拱处的两排喷嘴喷射进炉膛,对燃烧气进行扰动和补充氧量,达到充分燃烧的目的。燃烧空气从垃圾贮坑抽取是为了将这些被污染带有恶臭的空气送入炉内进行高温处理,并维持垃圾贮坑的负压状态,避免其外逸而造成周围环境的污染。垃圾燃烧产生的高温烟气在引风机的抽吸下首先通过锅炉第一通道,第一通道水冷壁下部用耐火材料敷设有相当长的卫燃带,用以减缓热交换的速度,使在此区域内的烟气温度保持着不低于850℃,有利于二恶英最大限度的分解。敷设卫燃带还可避免水冷壁裸露在高温烟气中而产生的高温腐蚀。烟气经凝渣管从上而下通过第二通道,采用辐射传热进行热交换,再急转进入满布对流受热面的第三通道和第四通道,加快了热交换的速度,在锅炉出口处烟温降至380℃左右。随后通过布置有管式烟气暖风机的第五通道,与空气进行最后的热交换,被冷却到270℃左右。为了保证静电除尘器入口的烟气温度稳定在设定的温度值,锅炉的第四通道设有旁路烟道和调节挡板,通过调节流经第四通道的烟气量来控制静电除尘器入口的烟温。完成热交换后的烟气进入烟气处理系统。
2、3LXRF立式旋转窑焚烧炉
LXRF系列立式旋转热解焚烧炉是由深圳市汉氏固体废物处理设备有限公司和清华大学环境科学与工程系共同研制开发、生产制造的,是垃圾焚烧过程中的关键设备。该研制项目为深圳市高新技术项目,并已申报国家863计划。国家建设部的《建设行业垃圾处理科技发展“十五”计划和2010年规划大纲》将此技术的研发列入2006-2010年的科技发展目标中,该焚烧炉采用当今世界上最为先进的热解气化焚烧技术,在焚烧炉主体设计上采用了独特的专利技术。
2、3、1LXRF系列立式旋转热解焚烧炉的特点:
设备利用率高,灰渣中含碳量低,过剩空气量低,有害气体排放量低,垃圾热值低时燃烧困难。
1)燃烧机理先进;
2)设备制造、运行成本较低;
3)对国内垃圾适应性强。适合于我国城镇低热值、高水分、不分拣的生活垃圾;特别适合于医疗废物等特种垃圾;部分工业废弃物;
4)垃圾不需要预处理,操作实现全部自动化;
5)焚烧处理效果好;
6)产生烟气量少,尾气易于处理,二恶英排放几乎为零。
2、3、2工作原理
回转式焚烧炉是用冷却水管或耐火材料沿炉体排列,炉体水平放置并略为倾斜。通过炉身的不停运转,使炉体内的垃圾充分燃烧,同时向炉体倾斜的方向移动,直至燃尽并排出炉体。
2、3、3焚烧机理
该炉从结构上分为热解气化炉和二燃室。热解气化炉内燃烧层次分布,从上往下依次分为干燥段、热解段、燃烧段、燃烬段和冷却段。进入热解气化炉的垃圾首先在干燥段由热解段上升的烟气干燥,其中的水分挥发;在热解气化段分解为一氧化碳、气态烃类等可燃物并形成混合烟气,混合烟气被吸入二燃室燃烧;热解气化后的残留物(液态焦油、较纯的碳素以及垃圾本身含有的无机灰土和惰性物质等)沉入燃烧段充分燃烧,温度高达1100-1300℃,其热量用来提供热解段和干燥段所需能量。燃烧段产生的残渣经过燃烬段继续燃烧后进入冷却段,由热解气化炉底部的一次风冷却(同时残渣预热了一次风),经炉排的机械挤压、破碎后,渣系统排出炉外。一次风穿过残渣层给燃烧段提供了充分的助燃氧。空气在燃烧段消耗掉大量氧气后上行至热解段,并形成了热解气化反应发生的欠氧或缺氧条件。由此可以看出,垃圾在热解气化炉内经热解后实现了能量的两级分配:裂解成分进入二燃室焚烧,裂解后残留物留在热解气化炉内焚烧,垃圾的热分解、气化、燃烧形成了向下运动方向的动态平衡。在投料和排渣系统连续稳定运行时,炉内各反映段的物理化学过程也持续稳定进行,从而保证了热解气化炉的持续正常运转。
2、4流化床焚烧炉
2、4、1特点:
流化床燃烧充分,炉内燃烧控制较好,但烟气中灰尘量大,操作复杂,运行费用较高,对燃料粒度均匀性要求较高,需破碎装置,石英砂对设备有磨损,设备需要定期维护。
1)利用垃圾、煤的异重比,采用特殊的布风方式,使垃圾在炉内循环燃烧,彻底清洁处理垃圾;
2)通过布置两级分离器对物料的分离和回送,可以很好地控制燃烧,提高燃烧效率且达99%以上;
3)采用中低温燃烧(炉膛出口烟温850℃)和分级送风分段燃烧的方法,有效抑制和降低SO2及NOx的排放;
4)对于含硫分和氯分高的城市生活垃圾,采用炉内添加石灰石以及尾部洗涤的方法来降低如SO2和HCl的排放;
5) 垃圾污水由污水泵送至炉内高温处理,垃圾储仓中的臭气由二次风机抽吸至焚燃炉内作为垃圾焚烧助燃空气,保持地下水和周围大气环境的清洁;
6) 采用独特的灰渣分选冷却装置,在冷却灰渣的同时,将合适的流化床料分选出并回送至流化床中。
2、4、2工作原理
炉体是由多孔分布板组成,在炉膛内加入大量的石英砂,将石英砂加热到600℃以上,并在炉底鼓入200℃以上的热风,使热砂沸腾起来,再投入垃圾。垃圾同热砂一起沸腾,垃圾很快被干燥、着火、燃烧。未燃尽的垃圾比重较轻,继续沸腾燃烧,燃尽的垃圾比重较大,落到炉底,经过水冷后,用分选设备将粗渣、细渣送到厂外,少量的中等炉渣和石英砂通过提升设备送回到炉中继续使用。
2、4、3焚烧机理
锅炉采用异重流化床燃烧方式和低倍率分级分离循环返料的燃烧系统,该系统由炉膛、物料分离收集器和返料器三部分组成。炉膛上部由膜式水冷壁组成,下部为一个倒锥体流化燃烧室,亦称为密相区。底部为水冷布风板,布风板上布置有特殊形式的风帽。布风板下由水冷管构成等压风室。一次风经等压风室、布风板风帽进入密相区使燃料开始燃烧,并将物料吹离布风板。二次风由床层上方的二次风口送人炉膛,一二次风比例约为7:3,并可根据燃料变化和运行情况进行调节,既能达到完全燃烧的目的,又能控制SO2和NOx的生成量。
另外,由一次风引出几支风管从前后墙进入密相区,分别拨动垃圾、煤和返料灰,以便垃圾、煤和返料灰等物料均匀播撒到床料中去,同时加强密相区下部的扰动。
密相区上部为悬浮段,为保证烟气在炉膛中停留时间大于2秒,炉膛断面有所扩大。烟气携带物料继续燃烧,同时向炉膛四周放热。由于断面扩大,并且烟气经悬浮段碰撞炉顶防磨层,部分粗物料返回密相区,烟气只携带细物料离开炉膛进入一级分离器。 一级分离器为四排撞击式分离器,由凝渣管构成,布置于炉膛出口处,作为炉内分离装置。烟气通过一级撞击式分离器时,物料中较粗部分被分离出来,落人分离器下方收集斗,返回炉膛后循环再燃烧。 经一级分离后的烟气携带较细的物料,再经过过热器后进入二级分离器——下排气蜗壳式旋风分离器,将细物料进一步分离和收集起来,通过U型返料器返回到密相区中,继续循环燃烧。 过热器为纯对流型,分二级,为防止高温腐蚀,布置在炉膛出口,凝渣管后面。为保证管壁温度不超温,沿烟气流动方向依次为低温过热器和高温过热器。 两级过热器之间设有面式减温器调节汽温,考虑到焚烧垃圾烟气量较大的特点,面式减温器调温幅度在0-40℃之间。为防止过热器管子磨损,除把过热器布置在一级惯性分离器之后外,过热器前两排管子还采用了喷镀镍基合金防磨技术。 锅炉采用两只蜗壳钢板式中温旋风分离器,外部为钢板结构,内部敷设保温、绝热和防磨材料。分离器人口采用蜗壳式布置,能保证分离效率达到99.3%回料阀采用非机械式“U”阀回料器,保证回料通道通畅,并能耐高温、耐磨损和防粘结。空气预热器为立置管式,分上下两级布置。 空气预热器管子采用Ø51×1.5的螺旋槽管,在入口处装有防磨套管。为防止低温腐蚀,空气预热器下级采用了防腐蚀的考登管。给料系统分为给垃圾和给煤两个系统,均布置在炉前。给垃圾系统为一链轮式给料装置,垃圾通过链轮输送到炉膛人口,在播垃圾风的吹撒下均匀地散落在床层上。给煤系统由两台正压螺旋给煤机组成,单台给煤量均大于满负荷给煤量。锅炉燃烧后产生的炉渣通过布风板后侧排渣口接至冷渣分选装置,冷却后连续出渣。当冷渣分选装置出现故障时,可利用紧急放渣管采用人工间断出渣,出渣量以维持适当的料层为准。 旋风分离器分离出来的灰,全部或部分返回炉膛作为调节床料温度、炉膛出口烟温和降低锅炉出口排尘浓度的一种手段。在锅炉正常运行时,可通过炉膛加砂口适量添加床料以维持料层高度。同时补充部分辅助燃料—原煤,以保证热电厂的正常供热和发电。余杭热电厂的垃圾焚烧炉至今已运行,运行状况良好。其运行情况 :垃圾焚烧炉,运行稳定,各项技术参数和指标均达到了设计要求,保证了发电机组的正常运行;最长连续运行时间超过一个月;平均每小时焚烧垃圾约7吨,最大量可达到11吨/小时;对垃圾成分、热值随季节性变化和适应性好。
3、小结
3、1垃圾预干燥处理系统
一般来说,在垃圾进入焚烧炉之前,在垃圾贮存库内放置3~5天时间,可以对垃圾进行初步的干燥,主要将垃圾中含有的外水,进行干燥,这部分水分根据垃圾的来源和自然情况的不同,约占垃圾重量的10%~30%左右。这部分水分主要是通过蒸发的形式离开垃圾储存库的,垃圾储存库有相当大的换气量,因此相应外水的蒸发量也是相当大的,垃圾中分离出来的水分与垃圾储存库中的空气一起离开,并进入垃圾焚烧炉通过烟囱排放大气。另有少量在垃圾坑深处的外水则向下汇集,被渗沥水泵收集后喷入焚烧炉炉膛蒸发。由于渗沥水要吸收一部分炉膛热量,且水量不大,因此炉膛并不是时刻接受渗沥水的喷入的。在渗沥水需要处理时,先将炉膛温度调整到上限,并在系统中逐步增加负荷,少量喷入渗沥水后,再逐步调整。
3、2焚烧炉内的垃圾干燥系统
被垃圾抓斗送入焚烧炉的垃圾已经含有外水已经不多了,但仍然有相当多的内水,由于水的汽化吸热相当大,如果在燃烧过程中这部分水分蒸发,就会使炉内温度场受到一定的影响甚至影响到燃烧的稳定。因此在燃烧之前将这部分内水分解出来就是十分必要的。
3、2、1在BASIC垃圾焚烧炉炉膛的进口位置,设置了一个垃圾干燥架,主要就是为了将垃圾中的内水分解出来的装置。垃圾送进焚烧炉后,不是直接送进炉排表面,而是先放置在干燥架上。在这里,垃圾通过两种方式来除去内水。一是接受炉膛的辐射热;由于炉膛内有一定的温度场分布,必然有一部分热量辐射到新进入的垃圾表面,当达到一定温度后部分水分就会蒸发,并随烟气流出焚烧炉炉膛,进入后部的余热锅炉等设备的烟道中。二是接受干燥风的对流换热;单凭炉膛辐射热是不能将垃圾中的水分彻底分离出来的,因此在BASIC焚烧炉中,还设置有一个垃圾干燥系统来进一步在燃烧前分离水分。
3、3炉排结构设计特点
3、3、1对BASIC焚烧炉来说,采用了较大的炉排面积来减低热灼减率。为此,使热量集中也是一个相当重要的环节。该炉型的炉排结构采用的是六级阶梯形,由炉排两侧向中间逐级向下,并且各个阶梯也有一定向下的倾斜度。这样,随着炉排的抛动,垃圾在向下一级炉排抛出的过程中,也随着垃圾减容,向中间汇集。在配风上,也是有中间的空气量大于两边空气量的趋势,因此垃圾能够不断减少,并集中,在炉排中部强化燃烧,这样的效果。所以,在炉排中部的传热、传质是最强烈的。炉膛其它位置的温度相对炉排中间位置的温度要低一些,但这并不影响垃圾的燃烧完成。垃圾在从一级炉排落入另外一级炉排的时候,能够变的非常疏松,这样使内部的垃圾也能充分接触新鲜空气,在内部燃烧,这样也可以使整个主要热量集中在待燃烧的垃圾中,提高垃圾的燃烧速度和燃烧效率。
3、3、2马丁炉往复逆推+顺推式机械炉排。逆推式炉排呈倾斜布置,垃圾依靠自身的重力作用在炉条逆向推动时翻转并沿炉床向前移动,炉排与水平面成26 0C夹角。炉床的宽度350吨/日的炉排宽约6米,而炉床的长度则决定于垃圾的质量和对灰渣热灼量的要求,有9段、11段、13段和15段等系列设计,采用15段的炉床长约9.5米,由于炉条的逆向推送使垃圾容易着火燃烧,并延长了垃圾在炉床上的停留时间。炉排以列为单元,根据炉排的宽度分成两列、三列或四列,列间设置固定的分隔带,每列固定炉条与活动炉条相间排列,各列活动炉条分别由油缸单独驱动,按燃烧控制装置的指令和程序协同动作。炉排的动作包括:各列给料器的往复运动;各列逆推+顺推式机械炉排的往复运动;出渣机的往复运动以及料门的开闭。这些运动都是由油缸分别驱动,由液压站集中控制。根据燃烧的要求,由燃烧控制盘的可编程序控制器(PLC)发出指令,使各动作按照预定的程序依次进行,实现燃烧过程的自动控制。炉排的炉床由众多的炉条组成,垃圾的燃烧过程是在炉床上进行,炉条的运动使垃圾移动和翻拌,由于炉条的工作条件比较恶劣,容易磨损或烧坏,是机械炉排的易损件。炉条的头部作有各种形状的凸台,炉条作往复运动时使炉床上的垃圾得到均匀的搅拌和翻转,对于燃烧时产生表面固化的垃圾团还有破碎的作用,让垃圾得到足够的空气进行燃烧,利于燃烬。炉排用高铬耐热、耐磨铸铁制造,材质性能较为优异,结构上也有独到之处,炉条的筋板作成封闭的一次风通道,利用一次风的高速流动将炉条的热量带走,起到散热翅片的作用,有效地降低炉条的工作温度,从而延长了炉条的使用寿命。
参考文献:
1、晋江市垃圾焚烧发电综合处理厂可行性研究报告
2、 顺能垃圾发电厂建设方案
3、龙岗中心城市垃圾焚烧发电厂建设方案
4、深圳汉氏固体废物处理厂建设项目方案
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J. U形阀的结构是怎样的
自力式流量平衡阀从结构上说,是一个双阀组合,即由一个手动调节阀组和自动平衡阀组组成(见图1)。手动调节阀组的作用是设定流量,自动平衡阀组的作用是维持流量恒定。对于手动调节阀组来说,流量G=Kv,式中Kv为手动调节阀阀口的流量系数,P2-P3为手动调节阀阀口两侧的压差。Kv的大小取决于开度,开度固定,Kv即为常数,那么只要P2-P3不变,则流量G不变。而P2-P3的恒定是由自动平衡阀组控制的。比如进出口压差P1-P3增大,则通过感压膜和弹簧的作用使自动平衡阀组关小,使P1-P2增大,从而维持P2-P3的恒定;反之P1-P3减小,则自动平衡阀组开大,使P1-P2减小,维持P2-P3的恒定。手动调节阀组的每一个开度对应一个流量,开度和流量的关系由试验台试验标定,并配有开度的显示和锁定装置。
自力式压差平衡阀的作用是维持施加在被控对象上的压差恒定。自力式压差平衡阀按照安装在供水管还是回水管上,分为供水式结构和回水式结构,二者不可互换使用。这种阀门由阀体、双节流阀座、阀瓣、感压膜、弹簧及压差调整装置组成。
当网路的供回水压差P1-P3增大,则感压膜带动阀瓣下移,使得P2-P3增大,从而维持P1-P2(即施加于被控制环路的压差)恒定;反之,P1-P3减小,则阀瓣上移,P2-P3减小,使P1-P2不变。