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Descripción general de lecho fluidizado circulante

La tecnología de calderas de lecho fluidizado circulante es una tecnología alimentada con carbón limpia, de alta eficiencia y baja contaminación que se ha desarrollado rápidamente en las últimas décadas. Con base en el diseño teórico y el funcionamiento de las calderas de lecho fluidizado circulante publicados en mi país en los últimos años, los principios, características, arranque y funcionamiento de las calderas de lecho fluidizado circulante se presentan a continuación:

1. de caldera de lecho fluidizado:

(1) Proceso de fluidización:

Cuando el fluido fluye hacia arriba a través del lecho de partículas, su estado operativo cambia. Cuando el caudal es bajo, las partículas se detienen y el fluido sólo pasa a través de los espacios entre las partículas. Cuando el caudal aumenta a una cierta velocidad, las partículas ya no están sostenidas por la placa de distribución, sino completamente por la fricción del fluido. En este momento, una sola partícula ya no depende de la superficie de contacto con otras partículas vecinas para mantener su posición espacial. Por el contrario, después de perder el soporte mecánico anterior, cada partícula puede moverse libremente en el lecho en términos de todo el lecho, tiene muchas propiedades similares a las de un fluido; Este estado se llama fluidización. La velocidad más baja a la que el lecho de partículas cambia de un estado estático a un estado fluidizado se denomina velocidad crítica de fluidización.

Las propiedades similares a las de un fluido de un lecho fluidizado incluyen principalmente los siguientes puntos

(1) El estado estacionario a cualquier altura es aproximadamente el mismo que el sólido en la sección del lecho unitario anterior esta altura

El peso de las partículas.

(2) No importa cuán inclinada esté la cama, la superficie de la cama siempre permanece horizontal y la forma de la cama también mantiene la forma del contenedor.

(3) Sólido; Las partículas en el lecho pueden comportarse como fluidos. También se descarga por los orificios en el fondo o en el costado;

(4) Los objetos con densidad superior a las observadas en la superficie del lecho se hundirán en el lecho, mientras que los objetos con baja densidad flotará en la superficie del lecho;

(5) Las partículas en el lecho están bien mezcladas y las partículas están uniformemente dispersas en el lecho, lo que se denomina fluidización "dispersa". Por lo tanto, cuando se calienta el lecho, la temperatura en todo el lecho es esencialmente uniforme. En general, en estado gaseoso y sólido, el gas no fluye uniformemente a través del lecho de partículas. Parte del gas forma burbujas y escapa a través del cortocircuito del lecho, y las partículas se dividen en grupos para un movimiento turbulento. La proporción de vacíos en el lecho cambia con la ubicación y el tiempo, por lo que esta fluidización se denomina estado de flujo "convergente". cambiar.

El proceso de combustión del carbón es un proceso de fluidización de gases y sólidos.

2. Principios y características del lecho fluidizado circulante:

El estado de flujo del lecho de partículas sólidas en el lecho fluidizado circulante también es diferente bajo diferentes velocidades de flujo de aire. A medida que aumenta la velocidad del flujo de aire, las partículas sólidas aparecen en estados de lecho sólido, lecho fluidizado burbujeante, lecho fluidizado turbulento y transporte neumático, respectivamente. La etapa ascendente del lecho fluidizado circulante generalmente opera en un estado de lecho fluidizado rápido. La formación de las características hidrodinámicas del lecho fluidizado rápido es crucial para el lecho fluidizado circulante. En este momento, el combustible sólido se mueve a una velocidad mayor que. En la terminal de un único combustible, fluidizadas por el flujo de aire a alta velocidad, las partículas se mueven hacia arriba y hacia abajo en forma de grupos, lo que produce un alto grado de retromezcla. Los grupos de partículas se mueven en todas direcciones y se forman y desintegran constantemente. En este estado fluido, el flujo de aire también puede transportar un cierto número de partículas grandes, aunque su velocidad terminal es mucho mayor que la velocidad media del aire. En este modo de operación de gas y sólido, hay una gran diferencia de velocidad entre el gas y la fase sólida, es decir, la velocidad relativa. El lecho fluidizado circulante está compuesto por un gas de lecho fluidizado rápido (sección ascendente), un dispositivo de separación de combustible sólido y un combustible sólido. dispositivo de retorno.

Las características del lecho fluidizado circulante se pueden resumir de la siguiente manera:

(1) Ya no existe una interfaz como el lecho fluidizado burbujeante, y las partículas sólidas llenan toda la superficie ascendente. espacio.

(2) Hay una fuerte mezcla de combustible y continuamente se forman y desintegran grupos de partículas que se mueven en todas direcciones.

(3) La velocidad relativa entre las partículas y el gas es grande y está relacionada con la relación de vacíos del lecho y el caudal de circulación de partículas.

(4) La velocidad de fluidización operativa es 2-3 veces mayor que la del lecho fluidizado burbujeante.

(5) La caída de presión del lecho cambia con la velocidad de fluidización y el caudal másico de partículas.

(6) Las partículas están bien mezcladas lateralmente.

(7) La fuerte retromezcla de partículas, la circulación externa de partículas y una buena mezcla lateral hacen que la distribución de temperatura sea uniforme en toda la sección ascendente.

(8) Cambiando la cantidad de material almacenado en la sección ascendente, se puede ajustar el tiempo de residencia del combustible en el lecho desde unos minutos hasta unas horas.

(9) El comportamiento general del gas fluidizante es un flujo similar a un tapón.

(10) Se puede añadir gas fluidizante a diferentes alturas del reactor según sea necesario.

3. Principales tipos de equipos de combustible de lecho fluidizado:

La operación de lecho fluidizado se utilizó inicialmente principalmente en la industria química. Desde la década de 1960, los lechos fluidizados se han utilizado para combustible de carbón. y pronto se convirtió en uno de los tres métodos de combustible principales, a saber, combustible de lecho fijo (combustión en capas), combustible de lecho fluidizado y combustión en suspensión (combustión de carbón pulverizado). La teoría y la práctica del proceso de combustión en lecho fluidizado también promovieron en gran medida la química de fluidos. Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la combustión en lecho fluidizado se ha convertido en uno de los principales campos de aplicación de la fluidización y está recibiendo cada vez más atención.

Los equipos de combustión de lecho fluidizado se pueden dividir en calderas de lecho fluidizado burbujeante y calderas de lecho fluidizado circulante según las características dinámicas de fluidos, según las condiciones de trabajo, se pueden dividir en calderas de lecho fluidizado de presión normal y presurizadas. Las calderas de combustión de lecho fluidizado se pueden dividir en calderas de lecho fluidizado burbujeante a presión atmosférica, calderas de lecho fluidizado circulante a presión atmosférica, calderas de lecho fluidizado burbujeante presurizado y calderas de lecho fluidizado circulante presurizado, que se encuentran en la etapa de demostración industrial.

(4) Características de las calderas de lecho fluidizado circulante:

(1) Condiciones de trabajo de las calderas de lecho fluidizado circulante:

Valor del proyecto Valor del proyecto

p>

Temperatura (℃) 850-950 Caída de presión del lecho KPa 11-12

Velocidad de fluidización (m/s) 4-6 Concentración de partículas en el horno kg/m3 150-600 Fondo del horno

Tamaño de partícula del material del lecho (μm) 100-700 10-40 Parte superior del horno

Densidad del material del lecho (kg/m3) 1800-2600 Ca/s Relación molar 1,5-4

Tamaño de partícula del combustible (mm) <12 Transmisión a la pared 210-250

Tamaño de partícula del desulfurador (mm) aproximadamente 1

(2) Características de la caldera de lecho fluidizado circulante:

Las calderas de lecho fluidizado circulante se pueden dividir en dos partes. La primera parte consta de gas de horno (lecho fluidizado de velocidad de bloque), equipo de separación de material sólido y equipo de reciclaje de material sólido. separador ciclónico), etc., las partes anteriores forman un circuito de circulación de material sólido. La segunda parte es el conducto de convección, que está equipado con sobrecalentador, recalentador, economizador y precalentador de aire.

En un sistema típico de combustión de una caldera de lecho fluidizado circulante, el aire primario y secundario necesarios para la combustión se envían desde la parte inferior del horno y las paredes laterales del horno, respectivamente. La combustión del combustible se completa principalmente en. El horno, y el enfriamiento por agua está dispuesto alrededor del horno. La pared se utiliza para absorber parte del calor generado por el combustible. Los materiales sólidos que salen del horno por el flujo de aire se recogen en el dispositivo de separación de gases y sólidos y se devuelven. al horno a través del dispositivo de retorno para recombustión

Combustión en lecho fluidizado circulante Las características básicas de la caldera se pueden resumir en las siguientes:

1. Combustión controlada por potencia a baja temperatura. :

La combustión en lecho fluidizado circulante es un tipo de gas de combustión que circula a alta velocidad en el horno y sus partículas sólidas transportadas por el flujo turbulento están en estrecho contacto entre sí y tienen una gran cantidad de partículas hacia atrás. -mezcladas en el proceso de reacción de combustión fluidizada. Al mismo tiempo, la mayoría de las partículas sólidas de alta temperatura se capturan fuera del horno y estas partículas regresan al horno nuevamente. Participan en el proceso de combustión y organizan la combustión en ciclos repetidos. Obviamente, el tiempo de combustión del combustible en el horno se prolonga. En este modo de combustión, el nivel de temperatura en el horno está limitado por la temperatura óptima para la desulfuración, que generalmente es de alrededor de 850 °C. Esta temperatura es mucho más baja que el nivel de temperatura en el horno. hornos de carbón pulverizado ordinarios (generalmente 1300-1400 ℃), y más bajo que el punto de cocción de las cenizas del carbón general (1200-1400 ℃), lo que elimina todos los problemas causados ​​por la fusión de las cenizas.

Este método de combustión a baja temperatura tiene muchos beneficios. La formación de escoria y la precipitación de metales alcalinos en el horno mejoran mucho en comparación con los hornos de carbón pulverizado. La sensibilidad a las cenizas se reduce y no es necesario utilizarlo. un gran espacio para enfriar las cenizas a alta temperatura, la cantidad de óxidos de nitrógeno producidos será baja. Y puede organizar un proceso de desulfuración económico y eficiente en el horno. Desde la perspectiva de la cinética de la reacción de combustión, la reacción de combustión en la caldera de lecho fluidizado circulante se controla en la zona de combustión de potencia (o zona de transición). Dado que la temperatura de combustión en la caldera de lecho fluidizado circulante es relativamente baja y hay una fuerte mezcla de una gran cantidad de partículas sólidas, la velocidad de combustión bajo esta condición depende principalmente de la velocidad de la reacción química, que también determina el nivel de temperatura de combustión y la Factores físicos de combustión. Ya no es el factor dominante en el control de la velocidad de combustión. El grado de quemado del combustible en la caldera de lecho fluidizado circulante es muy alto. Por lo general, la velocidad de combustión de una caldera de lecho fluidizado circulante con buen rendimiento puede alcanzar más de. 98-99%.

2. Proceso de circulación de fluidización de materiales sólidos de alta velocidad, alta concentración y alto flujo:

Materiales sólidos en calderas de lecho fluidizado circulante (incluidos residuos de combustible, agente desulfurador e inertes). material del lecho, etc.) a través de la circulación externa compuesta por el horno, el separador y el dispositivo de retorno.

Al mismo tiempo, los materiales en la caldera de lecho fluidizado circulante participan en dos operaciones de circulación dentro y fuera del horno. Todo el proceso de combustión y el proceso de desulfuración se completan gradualmente en el proceso dinámico de estas dos formas de operación cíclica.

3. Proceso de transferencia de calor, masa y operación de alta intensidad:

En una caldera de lecho fluidizado circulante, una gran cantidad de material sólido pasa a través del horno bajo fuertes turbulencias y puede Ser cambiar la cantidad de circulación de material también puede cambiar la ley de distribución de materiales en el horno para adaptarse a diferentes condiciones de combustión. En este método de organización, la transferencia de calor, masa y momento en el horno es muy intensa, lo que hace que toda la altura del horno. La distribución de la temperatura es uniforme y la práctica lo ha confirmado plenamente.

4. Comparación de calderas de lecho fluidizado circulante con otros tipos de hornos:

La combustión general de combustible sólido se puede dividir en: combustión en capas, combustión en lecho fluidizado y combustión en lecho fluidizado compacto. dividirse en lecho fluidizado burbujeante y combustión en lecho fluidizado circulante. Para comprender las ventajas de las calderas de lecho fluidizado circulante y los problemas que deben resolverse mediante investigaciones adicionales, es necesario comparar las calderas de lecho fluidizado circulante con otros tipos de hornos.

(1) Comparación de procesos de combustión:

Características: horno estratificado, lecho fluidizado circulante, horno de combustión de sólidos en suspensión

Diámetro medio de partículas de combustible (mm) <300 0,05-0,1 0,02-0,08

Velocidad del viento en el área de la cámara de combustible (m/s) 1-3 3-12 15-30

Estado de funcionamiento sólido estacionario Principalmente hacia arriba, parcialmente hacia abajo Arriba

El coeficiente de transferencia de calor entre la cama y la superficie de calentamiento w.m2.k 50-150 100-250 50-100

Usar pequeño mediano pequeño

( 2) Comparación de procesos de desulfuración:

La desulfuración por inyección de calcio de un horno de carbón pulverizado consiste en rociar un desulfurizador a base de calcio (como piedra caliza, piedra blanca o cal apagada) directamente en el horno, y el desulfurizador se rociado en grandes secciones a alta temperatura La quema se produce como una reacción de melón:

500 ℃ -900 ℃

CaCO3 CaO(S)+ CO2 (g)

500℃-900℃

MgCO3?(OH2) CaO(S)+ MgO(S)+2 CO2(g)

500℃-900℃

Ca(OH2) Ca0(S )+ H2O (g) 1

A temperaturas de combustión normales, el proceso de combustión se completa básicamente en menos de 200 ms (el tamaño de partícula del desulfurizador es de aproximadamente 10 μm) , y el desulfurizador forma partículas porosas de óxido de calcio, una vez que el desulfurizador se quema para generar CaCO, reacciona con sulfato de calcio

2CaO(S)+SO2(g)+O2(g) CaSO4(S)

Según la prueba de inyección de calcio del horno de carbón pulverizado, la temperatura óptima de inyección es de aproximadamente 1100 °C. La eficiencia de desulfuración es mejor cuando el tamaño del material de piedra caliza está entre 8 y 10 μm. El agente es generalmente del 20% y la eficiencia de desulfuración es del 50%. El proceso de desulfuración por combustión de las calderas de lecho sulfurado circulante consiste en enviar el desulfurizador (cal o piedra blanca) al horno y luego reaccionar con el gas de dióxido de azufre generado por la combustión para lograr el propósito de la desulfuración. Al igual que el horno de carbón pulverizado, el desulfurizador ingresa a la caldera de lecho fluidizado circulante y se quema en grandes secciones para formar óxido de calcio, que luego reacciona con el gas dióxido de azufre.

En la caldera de lecho fluidizado circulante, debido al diseño único y las condiciones de operación, el circuito de circulación principal de toda la caldera de lecho fluidizado circulante opera dentro del rango de temperatura óptimo para la desulfuración (850-900 °C). Al mismo tiempo, debido al material sólido que circula dentro y fuera del horno (a través del dispositivo de separación y el dispositivo de retorno), el tiempo de residencia del desulfurizador en el horno se prolonga considerablemente y, por lo general, el tiempo de residencia promedio puede alcanzar decenas de minutos. Además, la fuerte mezcla turbulenta en el horno también es muy beneficiosa para el proceso de desulfuración por combustión de las calderas de lecho fluidizado circulante. Cuando Ca/S es 1,5-2,5, la eficiencia de desulfuración generalmente puede alcanzar el 90% y la tasa de utilización del agente desulfurante. alcance el 50%, lo que será mejor que el carbón. El efecto de desulfuración del polvo se duplica.

(3) Comparación de los principales indicadores técnicos y económicos de varios tipos de calderas:

Modelo de caldera

Principales indicadores técnicos y económicos YG-35/39 -M3

p>

Horno de lecho fluidizado circulante BG-35/39-M Horno de carbón pulverizado L-35/39-W/I Horno de cadena

Eficiencia térmica real de caldera (%) 87,8 87,96 50

Tipo de combustible Carbón pobre Carbón pobre Carbón pobre

Bajo poder calorífico (KJ/kg) 21736 22003 21736

Consumo de carbón de caldera (kg/h) 4959 4883 8707

Consumo estándar de carbón de la caldera (kg/h) 3684 3677 6468

Capacidad total de consumo de energía de la maquinaria auxiliar (KW) 470 587,1 362,3

Capacidad total de consumo de energía de maquinaria auxiliar Consumo estándar de carbón (kg) 100 235 145

Consumo total estándar de carbón (kg/h) 3872 4218 6613

Consumo estándar de carbón por tonelada de vapor (kg) 110,69 109,25 188,94

Eficiencia de combustión (%) 98-99 98-99 88,1

Rango de ajuste de carga Mayor Pequeña Grande

Adaptabilidad a cambios en los tipos de carbón Mayor adaptabilidad que un solo tipo de carbón Un solo tipo de carbón

Nivel de operación y mantenimiento Promedio Alto Simple

Tarifa del equipo de caldera (cuerpo) (10.000 yuanes) 82,68 97 86,59

Comisión de inversión del sistema (10.000 yuanes) 245 400 200,7

Consumo de acero para calderas (toneladas) 157 165 186

Emisiones de dióxido de azufre La adición de piedra caliza puede desulfurar Todas las emisiones Todas las emisiones

Emisiones de dióxido de nitrógeno Generar menos Generar más Generar más

Emisiones de cenizas volantes Mayor Grande Pequeño

Nota: La inversión en calderas se valoró basándose en principios de los años 1990

Calderas de lecho fluidizado circulante y Comparación de otros tipos de calderas

Calderas

Características Horno de cadena Horno de carbón pulverizado Horno de lecho circulante vulcanizado

Altura del lecho o Altura de la zona de combustión del combustible m 0,2 15-40 27- 45

Velocidad seccional del viento m/s 1,2 4-8 4-6

Coeficiente de exceso de aire 1,2-1,3 1,2-1,25 1,15- 1,3

Carga de calor seccional MW /M2 0,5-1,5 3-5 4-6

El tamaño de las partículas de carbón es superior a mm 6-32 6 o menos 0,1 o menos

Relación de ajuste de carga 4.1 3: 4.1

Eficiencia de combustión% 85-90 95-99 99

Emisión de NO2 PPM 400-600 50-200 400-600

La eficiencia de desulfuración en el horno es baja, 80-90

Se puede ver en la tabla anterior que las calderas de lecho vulcanizado circulante son significativamente mejores que otros tipos de calderas

5. de calderas de lecho vulcanizado circulante:

Ventajas: porque las calderas de lecho vulcanizado circulante Las características hidrodinámicas únicas y la estructura le otorgan muchas ventajas únicas, que se describen brevemente a continuación.

1. Adaptabilidad del combustible:

Esta es una de las principales características y ventajas de las calderas de lecho fluidizado circulante. En una caldera de lecho fluidizado circulante, el combustible constituye solo entre el 1 % y el 3 % del material del lecho en peso, y el resto son partículas sólidas no combustibles, como desulfurantes, cenizas o arena. Las características dinámicas de fluidos especiales de las calderas de lecho fluidizado circulante hacen que el gas, el sólido y el combustible sólido se mezclen muy bien, por lo que el combustible se combina rápidamente con una gran cantidad de material del lecho de concreto después de ingresar al horno, y el combustible se calienta a una temperatura superior a la La temperatura del fuego a esta velocidad, mientras que al mismo tiempo la temperatura del lecho no disminuye significativamente siempre que el poder calorífico del combustible sea mayor que el calor necesario para calentar el combustible en sí y el aire necesario para que el combustible alcance la temperatura de ignición. , la caldera de lecho fluidizado circulante no requiere combustible auxiliar y no utiliza materias primas. Las calderas de lecho fluidizado circulante pueden utilizar tanto carbón de alta calidad como varios carbones inferiores, como carbón con alto contenido de cenizas, carbón con alto contenido de azufre, carbón con alto contenido de cenizas y azufre, ganga, turba, esquisto bituminoso, coque de petróleo y escorias de árboles. . Cuero, desperdicios de madera, basura, etc.

2. Alta eficiencia de combustión:

La eficiencia de combustión de las calderas de lecho fluidizado circulante es entre un 97,5 y un 99,5 % mayor que la de los hornos de cadena, lo que es comparable a los hornos de carbón pulverizado. La alta eficiencia de combustión de las calderas de lecho fluidizado circulante se debe a las siguientes características: buena mezcla de gases y sólidos, alta tasa de combustión, especialmente para combustible en polvo grueso, la mayor parte del combustible no quemado se recicla al horno para volver a quemarlo y, en el Al mismo tiempo, las calderas de lecho fluidizado con circulación pueden mantener una alta eficiencia de combustión dentro de un amplio rango operativo. Esto es válido incluso cuando se queman combustibles con un alto contenido de finos.

3. Desulfuración de alta eficiencia:

La desulfuración de las calderas de lecho fluidizado circulante es más efectiva que otros tipos de hornos. La desulfuración de las calderas de lecho fluidizado circulante típicas puede alcanzar el 90%. A diferencia del proceso de combustión, la reacción de desbordamiento transcurre relativamente lentamente. Para convertir completamente el óxido de calcio (piedra caliza en combustión) en sulfato de calcio, el gas de dióxido de azufre en los gases de combustión debe tener un tiempo de contacto suficientemente largo con el desulfurizador y un área de reacción. lo más grande posible. Por supuesto, el interior de las partículas del desulfurador no está completamente melonizado. El tiempo de residencia promedio del gas en la zona de combustión es de 3 a 4 segundos. El tamaño de las partículas de piedra caliza en la caldera de lecho fluidizado circulante suele ser de 0,1 a 0,3 mm. Independientemente de la tasa de utilización del desulfurizador, en términos de tasa de eliminación de dióxido de azufre, las calderas de lecho fluidizado circulante son superiores a otras calderas.

4. Bajas emisiones de óxido de nitrógeno (NO2):

Las bajas emisiones de óxido de nitrógeno son una característica muy atractiva de las calderas de lecho fluidizado circulante. La experiencia operativa muestra que el rango de emisión de dióxido de nitrógeno de las calderas de lecho fluidizado circulante es de 50 a 150 ppm o de 40 a 120 mg/mJ. Las razones de las bajas emisiones de NO2 son: primero, la combustión a baja temperatura, cuando el nitrógeno en el aire generalmente no genera NO2; segundo, la combustión por etapas inhibe la conversión del nitrógeno del combustible en NO2 y reduce parte del NO2 generado;

5. Bajas emisiones de otros contaminantes:

Las emisiones de otros contaminantes como CO, HC1, HF, etc. procedentes de las calderas de lecho fluidizado circulante también son muy bajas.

6. Alta intensidad de combustión y pequeña área de sección transversal del horno

La alta carga térmica por unidad de área de sección transversal del horno es una de las principales ventajas del fluido fluidizado circulante. calderas de cama. La carga térmica transversal de las calderas de lecho fluidizado circulante es de aproximadamente 3,5-4,5 MW/m2, que es cercana o superior a la de los hornos de carbón pulverizado

Menos puntos de alimentación de carbón:

Calderas de lecho fluidizado circulante Debido a la gran sección transversal del horno, la buena mezcla y la expansión del área de combustión, el número de puntos de alimentación de carbón requeridos se reduce considerablemente. Solo se requiere un punto de alimentación de carbón, lo que también simplifica. el sistema de alimentación de carbón.

8. El sistema de pretratamiento de combustible es simple:

El tamaño de las partículas de carbón de las calderas de lecho fluidizado circulante es generalmente inferior a 12 mm, por lo que, en comparación con los hornos de carbón pulverizado, el sistema de pulverización de combustible es mucho. simplificado. Además, las calderas de lecho fluidizado circulante pueden quemar directamente carbón con alto contenido de humedad (el contenido de humedad puede alcanzar más del 30%). Cuando se quema carbón con alto contenido de humedad, no se requiere ningún sistema de tratamiento especial.

9. Es fácil lograr una utilización integral de cenizas y escorias:

Porque el proceso de combustión de las calderas de lecho fluidizado circulante es una combustión a baja temperatura y las excelentes condiciones de combustión en el El horno hace que las cenizas y la escoria de la caldera contengan carbono. La cantidad es baja y es fácil lograr una utilización integral de las cenizas y la escoria. Por ejemplo, si las cenizas se utilizan como aditivo para cemento o como material de construcción, también será beneficioso para extraer metales raros si se calientan y queman a fondo.

10. Amplio rango de ajuste de carga y ajuste rápido de carga:

Cuando la carga cambia, cuando es necesario ajustar la cantidad de suministro de carbón, la cantidad de aire y la cantidad de circulación de material, la carga la relación de ajuste puede alcanzar (3-4): 1. Además, debido a la alta velocidad del viento transversal, la alta absorción de calor y el fácil control de la absorción de calor, la tasa de ajuste de carga de las calderas de lecho fluidizado circulante también es muy rápida, generalmente hasta al 4% por minuto.

11. No hay tubos de superficie de calentamiento enterrados en el lecho circulante:

No hay tubos de calentamiento enterrados en el lecho de la caldera de lecho fluidizado circulante, por lo que no hay problema de desgaste. Además, al arrancar, el horno se puede detener por un corto tiempo durante el tratamiento de coquización y se puede encender directamente después de un largo tiempo de presión.

12. Costos de inversión y operación moderados:

Los costos de inversión y operación de las calderas de lecho fluidizado circulante son ligeramente superiores a los de los hornos de carbón pulverizado convencionales pero un 15% inferiores a los equipados con dispositivos de desulfuración. -20%.

6. Cuestiones que necesitan más investigación sobre las calderas de lecho fluidizado circulante:

Para optimizar el diseño y el funcionamiento de las calderas de lecho fluidizado circulante, es necesario dar pleno juego a la Caldera de lecho fluidizado circulante Las ventajas requieren una investigación en profundidad sobre los siguientes aspectos.

1. Separación de materiales circulantes

El dispositivo de separación de la caldera de lecho fluidizado circulante se divide en separación de alta temperatura, media temperatura y baja temperatura según la temperatura de trabajo. y la forma de separación se puede dividir en separación ciclónica, separación inercial, etc.

A juzgar por el funcionamiento actual de los lechos fluidizados circulantes, los separadores ciclónicos de alta temperatura aún están relativamente maduros. Pero el problema del desgaste cuando se utiliza combustible con alto contenido de cenizas aún no se ha resuelto. Además, el volumen separado también es muy grande, básicamente similar al diámetro del horno. Limitadas por el tamaño máximo del separador ciclónico, las calderas de lecho fluidizado circulante de gran capacidad deben estar equipadas con múltiples separadores. Dado que el separador ciclónico está revestido con un material refractario antidesgaste grueso y tiene una gran inercia térmica, el tiempo de arranque de la caldera se prolonga. Las características dinámicas del cambio de carga empeoran, por lo que vale la pena explorar el uso de separadores inerciales, porque el equipo del separador inercial es relativamente simple, de tamaño pequeño y el diseño estructural es más conveniente. La resistencia al flujo también es relativamente pequeña. Además, no se deben utilizar separadores de temperatura media y baja. De acuerdo con los requisitos de desarrollo de las calderas de lecho fluidizado circulante, se diseñará un dispositivo de separación de materiales con alta eficiencia, pequeño volumen, baja resistencia, bajo desgaste y fácil fabricación y operación.

2. Selección de la concentración de partículas sólidas en el lecho fluidizado circulante:

La concentración de partículas sólidas en el lecho fluidizado circulante tiene un gran impacto en el proceso de combustión, proceso de desulfuración. y proceso de transferencia de calor. Sin embargo, es muy difícil determinar la concentración apropiada de partículas sólidas en el lecho fluidizado circulante. En la actualidad, un parámetro importante para la concentración de partículas en el horno utilizado por varios fabricantes de lecho fluidizado circulante es la velocidad de circulación. La relación de circulación de algunas calderas de lecho fluidizado circulante domésticas suele ser inferior a 10, mientras que la relación de circulación en el extranjero suele alcanzar 50 o incluso más. Al analizar el proceso de trabajo de una caldera de lecho fluidizado circulante, no solo se debe considerar la circulación interna de materiales, sino también la circulación fuera del horno. Cuando se opera a alta velocidad del viento, la circulación interna de materiales es más significativa. Por tanto, la selección razonable de la concentración de partículas sólidas en el lecho circulante incide en una serie de factores como la desulfuración por combustión, la transferencia de calor, el desgaste y el consumo de energía.

3. Disposición de la superficie de calentamiento del horno y control de temperatura

Para garantizar que la temperatura del horno de la caldera de lecho fluidizado circulante se controle dentro de un cierto rango, una parte de la partícula sólida El circuito de circulación debe absorber calor. En la actualidad, existen dos formas principales de absorber calor en el horno: una es colocar una pared o pared divisoria enfriada por agua en el horno y la otra es colocar algunas superficies de calentamiento (como sobrecalentadores, etc.) en el horno; y luego disponer la fluidización en el circuito de circulación de material sólido. Ambas formas son posibles. Sin embargo, los dos métodos tienen diferentes métodos de control de la temperatura del lecho. El primero se basa principalmente en ajustar la cantidad de material devuelto para ajustar la concentración de partículas sólidas en el lecho para cambiar el coeficiente de transferencia de calor de la pared enfriada por agua. Cambiando así la absorción de calor en el horno para controlar la temperatura del lecho. De lo contrario, la temperatura del lecho se puede controlar simplemente ajustando la proporción del material sólido que ingresa al intercambiador de calor de lecho fluidizado y el retorno de calor al horno. Es especialmente adecuado para aplicaciones a gran escala. Caldera de lecho fluidizado circulante de capacidad.

4. Determinación de la velocidad del viento de funcionamiento (o carga de calor transversal)

La velocidad del viento de funcionamiento de una caldera de lecho fluidizado circulante es un parámetro importante. La velocidad general del viento de funcionamiento es de 4-10 m/s/. El aumento de la velocidad del viento en funcionamiento da como resultado hornos más compactos. La carga térmica de la sección transversal aumenta correspondientemente. En este momento, para garantizar un tiempo de residencia suficiente para las partículas de combustible y piedra caliza y disponer de superficies de calentamiento suficientes, se debe aumentar la altura del horno. Esto no sólo aumenta el desgaste, sino que también aumenta el coste de construcción de la caldera. La potencia del ventilador aumentará y, en consecuencia, el consumo de energía de la fábrica también aumentará. Sin embargo, si la velocidad del viento es demasiado baja, no se pueden aprovechar las ventajas del lecho fluidizado circulante, por lo que la velocidad del viento operativa óptima debería estar disponible para diversos combustibles.

5. Mecanismo de retorno:

En el lecho fluidizado circulante, los materiales sólidos separados deben devolverse al horno a través del mecanismo de retorno. El mecanismo de retorno también debe ajustar de manera flexible la cantidad de material devuelto. Sin embargo, debido a la alta temperatura y al gran desgaste del mecanismo de retorno, si se utiliza un dispositivo de ajuste como una válvula mecánica general, se atascará fácilmente y la rotación se detendrá. no funcionan correctamente y otros fenómenos, actualmente las válvulas no mecánicas se utilizan generalmente en lechos fluidizados circulantes. (válvula L) y el mecanismo de retorno del lecho fluidizado, por un lado, regulan el flujo de material, por otro lado, evitan que el combustible regrese al separador en la cámara de combustión, provocando un cortocircuito. Actualmente, muchos fabricantes mantienen la confidencialidad de sus mecanismos de devolución.

6. Desgaste de los componentes de la caldera de lecho fluidizado circulante:

Debido a la alta concentración de partículas y la alta velocidad del viento de funcionamiento en la caldera de lecho fluidizado circulante, el desgaste de los componentes de la caldera es relativamente grave. . El desgaste está relacionado principalmente con la velocidad del viento, el tamaño de las partículas y la desigualdad del campo de flujo. El desgaste es proporcional a la velocidad y la concentración del viento. Durante el diseño, en general se debe evitar la contracción y expansión repentina del corredor de gases de combustión. La investigación actual es relativamente débil.

7. Combustible poco contaminante:

Las calderas de lecho fluidizado circulante se han desarrollado rápidamente. Una razón importante son las características del combustible poco contaminante del lecho fluidizado circulante. Actualmente, la investigación sobre la desulfuración es relativamente consistente. Sin embargo, todavía queda mucho por estudiar en términos de la temperatura óptima para la desulfuración y el uso eficiente de los agentes desulfurantes.

Es necesario realizar más estudios, como la reducción del NO2, la temperatura del lecho, la recirculación de los gases de combustión, la inyección de amoníaco y el impacto del desulfurizador sobre el NO2.

9. Diseño de la superficie de calentamiento del conducto de cola:

En la actualidad, en las calderas de lecho fluidizado circulante, el diseño de la superficie de calentamiento del conducto de cola generalmente se ignora. ¿Calentar más razonablemente? El aspecto queda por estudiar más a fondo.

10. Eliminación de polvo:

La mayoría de los conductos de humos en China ahora utilizan eliminación de polvo eléctrica.

7. Desarrollo de calderas de lecho fluidizado circulante:

En el extranjero: las investigaciones comenzaron en la década de 1960 y fue la empresa finlandesa Ochiron. La primera fue una caldera de potencia térmica de 15 MW modificada. La caldera de lecho fluidizado circulante comercial fue fabricada posteriormente por la caldera de lecho fluidizado circulante multisólido de Bartley en los Estados Unidos, Alemania, Suecia, Canadá, Italia y otros países. La más grande tiene una capacidad de generación de energía de 165 MW. La caldera de lecho fluidizado circulante correspondiente se fabricó en Canadá en 1993.

Las calderas de lecho fluidizado circulante de la década de 1990 debían cumplir los siguientes estándares técnicos:

(1) Eficiencia de combustión del 100%;

(2) Mayor eficiencia de la central eléctrica. del 40%;

(3) la emisión de SO2 es inferior a 10 PPM;

(4) la emisión de NO2 es inferior a 30 PPM;

).