电厂燃油锅炉与循环流化床锅炉的区别

电厂的燃煤锅炉一般都是煤粉锅炉。我们对流化床和煤粉锅炉进行了研究。这里主要说一下优缺点,供大家自己参考。(1)循环流化床锅炉与煤粉锅炉相比的优点:

1)具有优秀的燃油适应性。循环流化床锅炉是一个通过分离器和回流阀组的飞灰回收系统。煤燃烧产生的飞灰循环量的变化可以调节燃烧室内的吸热和床料温度。只要燃料燃烧产生的热值大于将燃料本身和燃烧所需的空气加热到稳定温度(850 ~ 950℃)所需的热量,这种煤就能在流化床锅炉中稳定燃烧。因此,流化床锅炉几乎可以燃用各种煤,最好燃用各种劣质燃料。对于燃煤质量供应不稳定的企业是较好的选择。

但煤粉锅炉对煤质要求较高。当燃煤与设计煤种相差较大时,容易出现炉膛燃烧器和过热器结焦、给煤机断煤等现象。,导致锅炉无法正常运行,煤粉锅炉对煤种适应性差的现象明显。

2)燃油系统比较简单。流化床锅炉适用于燃用宽筛分燃料(要求煤的粒度为0-10mm,50%切割粒度d50=2mm),燃料制备和破碎系统大大简化。因此,循环流化床锅炉的造价高于同容量的煤粉锅炉,省去了复杂的制粉系统,包括土建在内的整体投资仍低于煤粉锅炉。

3)燃烧效率高。对于常规煤粉锅炉,如果煤种达不到设计值,效率一般可以达到85-95%,而循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统,燃烧效率可以达到95-99%。

4)负载调节范围宽,调节性能好。煤粉锅炉的负荷调节范围通常为70 ~ 110%。当负荷较低时,煤粉锅炉需要用油枪点火燃烧。而循环流化床锅炉床料量大,蓄热能力强,采用飞灰再循环系统,调节范围比煤粉锅炉宽得多,一般为30 ~ 110%,负荷调节率可达(5 ~ 10) b-MCR/min。因此,循环流化床特别适用于热电联产、热负荷变化大的供热锅炉或带调峰机组的锅炉。

5)燃烧污染物排放低。燃烧过程中产生的二氧化硫(SO2)可以通过在循环流化床锅炉中加入脱硫剂(石灰石或白云石粉)来脱除。石灰石的用量根据燃料中的硫含量来确定。当钙硫摩尔比为2 ~ 2.5时,脱硫效率可达90%。相比煤粉锅炉(煤粉锅炉湿法脱硫成本:采用国外技术平均成本1300 ~ 1500元/KW,国内技术平均成本1000元/KW),流化床锅炉在燃用高硫煤时具有更大的成本优势。流化床锅炉的最佳燃烧温度为850 ~ 950℃,适合脱硫反应。氮氧化合物产生量明显减少,排放浓度为100 ~ 200 ppm,低于煤粉锅炉,循环流化床锅炉的CO、HCl、HF等其他污染物也低于煤粉锅炉。对于煤粉锅炉,脱除烟气中氮氧化合物的成本远高于煤粉锅炉脱硫的成本。循环流化床锅炉SO2和氮氧化合物的排放完全可以达到国家环境排放标准,在环保排放竞争中绝对优于煤粉锅炉。

6)燃烧热强度高,炉内传热能力强。由于循环流化床锅炉采用飞灰再循环系统,燃烧热强度较高,截面热负荷可达3 ~ 8mw/m2,接近或高于煤粉锅炉,炉膛容积热负荷为1.5 ~ 2mw/m3,是煤粉锅炉的8 ~ 10倍。流化床炉内的传热主要是上升烟气和物料与受热面之间的对流传热和辐射传热。炉内气固两相混合物对水冷壁的传热系数远大于煤粉锅炉炉膛。与煤粉锅炉相比,可大大节省受热面的金属消耗。

7)给煤点数量少,布置简单。循环流化床锅炉横向混合特性更好,给煤点比煤粉锅炉少,如220T/H只有4个给煤点,给煤点的减少简化了给煤装置的布置,给煤点不易结焦,运行可靠。

8)易于实现灰渣的综合利用。一般流化床底渣含碳量为1 ~ 3%,飞灰含碳量为4 ~ 15%。流化床锅炉的最佳燃烧温度为850 ~ 950℃。与煤粉锅炉相比,属于中低温燃烧,生成的灰不会软化粘结,活性好。可用作制造水泥或建筑材料的掺合料,具有广阔的综合利用前景。

(2)循环流化床锅炉与煤粉锅炉相比的缺点:

1)循环流化床锅炉电耗高,烟道阻力大。与煤粉锅炉相比,流化床锅炉的一次风机、二次风机和流化风机的压头较高;流化床中独特的布风板装置和飞灰再循环燃烧系统,使送风系统的阻力远大于煤粉锅炉。煤粉锅炉的鼓风机风压一般在2KPa以下,而流化床锅炉的鼓风机风压一般在10 kPa以上,其特点是功耗大、噪音高、振动大。一般来说,循环流化床锅炉的电耗比至少比煤粉锅炉高4 ~ 5%。

2)锅炉部件磨损严重。由于流化床锅炉物料浓度高、风速大的特点,锅炉部件磨损较为严重。虽然采取了耐火耐磨浇注料处理、喷涂处理、浓相区和稀相区让管等防磨措施,但实际运行中循环流化床锅炉受热面的磨损速度仍远快于煤粉锅炉。处理和修复浓相区和稀相区交界处的管壁磨损比煤粉锅炉要困难得多。

3)耐火材料和耐磨层的磨损、开裂和脱落是流化床锅炉的难题。流化床锅炉所用耐火材料的种类和数量比煤粉锅炉多得多。但由于耐火耐磨材料选择不当,或施工工艺不合理,或烘烤点火启动时温度控制不当,致使耐火材料中的蒸发水汽不能及时排出,或热应力过大,造成耐火炉衬开裂脱落。密相区耐火材料的流失会破坏床料的正常流化状态,造成床料结渣。分离器、料腿和回料阀系统中耐火材料的损失将堵塞回料系统结渣,并破坏物料循环。循环流化床锅炉会变成鼓泡流化床锅炉,蒸发无法维持,锅炉会被迫停炉。而煤粉锅炉不存在这个问题,因煤粉锅炉冷灰斗耐火材料脱落结渣而影响锅炉停炉的事故很少。

4)点火启动时间长。循环流化床锅炉的点火启动时间不仅受汽包升温速率的影响,还受耐火耐磨层衬里材料的温升及其所能承受的热应力的限制。如果升温过快,耐火耐磨层衬里材料的热应力会超过允许的热应力而开裂。因此,循环流化床锅炉对点火启动时间和升温速率有严格的要求。带汽冷旋风分离器的循环流化床锅炉从冷态启动到满负荷的时间一般控制在6 ~ 8小时。而煤粉锅炉没有大面积的耐火耐磨衬里材料,点火启动只考虑汽包升温速率,点火时间相对较短,冷态下5 ~ 6小时即可达到设计负荷。

5)循环流化床锅炉对燃料适应性广,但对煤的粒度要求严格。循环流化床锅炉的燃煤粒度一般在0 ~ 10 mm之间,平均粒度在2.5 ~ 3.5 mm之间,如果达不到这一要求,会给运行带来不良后果,如锅炉达不到设计蒸发量,主蒸汽温度难以保证,灰渣含碳量高,受热面磨损严重等。

6)N2O产量高于煤粉锅炉。与高温煤粉锅炉燃烧过程相比,循环流化床锅炉燃烧温度较低,NOX(NO、NO2等氮氧化物)量较少,但N2O量较大。俗称“一氧化二氮”,是一种强温室气体,对大气臭氧层有破坏作用,导致紫外线直接照射地球,引发皮肤癌。目前国际上关注的是“笑气”的排放。

7)循环流化床锅炉尾部受热面磨损大于煤粉锅炉。循环流化床锅炉飞灰份额小于煤粉锅炉,但飞灰粒径远大于煤粉锅炉。如果运行中分离器效果差或烟气流速高,过热器、省煤器等受热面磨损严重。

8)循环流化床锅炉的核心部件烟罩容易磨损。烟罩通风孔之间的横向冲刷和高速床料对烟罩的磨损,容易造成风室漏渣、流化效果变差、结焦和窜槽,影响锅炉负荷。但是油烟机的维护难度极大,需要先把布风板上几十吨的惰性床料拆下来,再重新安装。维修周期长,人工需求量大。煤粉锅炉没有这个问题。

9)运维成本高,运营周期短。循环流化床锅炉的主体,包括耐火耐磨层、金属受热面和烟罩磨损严重,导致流化床的日常维护费用高于煤粉锅炉。由于主机和辅机事故比煤粉锅炉多,循环流化床锅炉连续累计运行时间比煤粉锅炉短,煤粉锅炉年运行时间可达8000h/y以上,而流化床几乎不可能,所以运行周期能达到100天就不错了。与化工系统安全、稳定、长周期运行的要求有一定差距。

10)循环流化床锅炉难以实现自动控制。循环流化床锅炉的燃烧系统比煤粉锅炉复杂得多。煤粉锅炉不具备床压、床温、回风系统风量的控制。此外,炉膛磨损严重,压力、温度测点连续运行的可靠性无法保证,自动控制比煤粉锅炉困难得多。风烟系统的自动控制可以实现单冲量自动控制,煤粉锅炉通过调试可以实现燃烧系统的自动控制,减轻了运行人员的工作量,这是很好的。这是循环流化床锅炉所不具备的。综上所述,循环流化床锅炉运行中的问题比煤粉锅炉多,连续运行小时比煤粉锅炉短。在化工选型中,如果燃料煤质可靠,燃料含硫量低,可以考虑煤粉锅炉。具有燃烧稳定、辅助技术成熟、自动化程度高、操作简便、运行周期长、维护相对较少等优点,适用于化工系统的长期安全稳定运行。另一方面,如果是以燃用劣质煤为基础,煤炭供应质量不稳定,煤质含硫量高,环保排放要求苛刻。属于供热、调峰、热电联产的供热形式,脱硫成本低,对各种煤质适应性好,可以考虑循环流化床锅炉。