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4D节能型超低排放循环流化床
4D节能型超低排放循环流化床
basic information
4D--低床压、低磨损、低排放、低运行成本
湘潭锅炉和清华大学合作，深入分析了常规循环流化床锅炉面临的问题和挑战，提出了节能型超低排放循环流化床锅炉设计理论和方法，形成了低能耗循环流化床锅炉全套设计导则和产品结构设计。我公司技术顾问清华大学岳光溪院士组织研发的新型循环流化床锅炉完成了流化床锅炉运行及排放从末端处理向源头治理的转变，达到了超低排放的效果。
传统CFB锅炉优缺点
优点：燃料适应性广、环保性能优异、负荷调节范围宽。
缺点：可靠性上与煤粉炉相比有差距，经济性方面煤耗高于煤粉炉1～3个百分点，厂用电率高于煤粉炉2～3个百分点,磨损严重。
4D节能型超低排放CFB锅炉核心技术
1、在低床压运行时，要维持炉膛物料浓度和流经分离器的循环物料量基本不变，实现节煤、节电、低磨损。
2、降低床料平均粒度、提高循环量、低过量空气系数、炉膛最佳燃烧温度抑制NOx生成，实现低氮燃烧。
3、降低石灰石粒度、提高分离器效率，延长小直径石灰石停留时间，实现炉内高效脱硫。
“4D”技术指标
低床压：将床压设定在3.2KPa～7KPa之间运行；低流速：循环床锅炉下部为鼓泡床，上部为“快速床”，流速为5m/s左右，循环床锅炉内的流型具备多态性。
低磨损：飞灰中位粒径降至d50=12μm ；受热面几乎没有磨损；连续运行不小于6500h；年运行不小于8000h。
低排放：低成本干法燃烧中脱硫，低氮氧化物排放。
氮氧化物原始排放 NOx≤ 50mg/Nm3
炉内脱硫Ca/S=1.5（Sar≤1 %） SO2 ≤ 50mg/Nm3，达到了超低排放的效果。
低运行成本：节电：风机节电30%；节煤：节煤达到2～3%；不需要湿法脱硫，不需要炉内脱硝或炉外脱硝，减少了运行成本和“二次污染”。
性能保障
1、采用浙江大学编制的“热力性能计算”软件。
以定态设计理论为基础，总结了国内外数百台循环流化床锅炉的实际运行工况及相应煤种的大数据，充分考虑了环境地质条件、燃料、脱硫、锅炉汽水参数、司炉运行操作等因素。
2、一整套具有自主知识产权的设计导则
锅炉各类性能及结构计算软件；锅炉整体结构布置及受热面安排准则；主要部件基本结构尺寸准则；防磨密封膨胀技术准则；炉墙设计准则；烟风系统结构设计准则；燃料基配准则；辅机系统设计选配准则。
结构设计
1、炉型
15t/h～1020t/h CFB-D锅炉产品系列采用高温绝热旋风分离的主流炉型，采用了多项专利和专有技术。
2、布置
锅炉整体布置、热量分配和部件结构优化，保证锅炉在较低风室风压下达到相同的传热需要并在流态迁移后对燃烧产生积极影响。
3、核心部件
锅炉核心部件结构优化，保证物料“品质”和“数量”达到要求，是节能型CFB锅炉最根本的结构保证。
4、炉膛
按照清华大学定态理论确定的流态选取炉膛烟气流速和炉膛出口烟气中的物料携带量；炉膛顶部采用失速区防磨结构；给煤管和二次风管等与膜式壁采用厂内预制式连接密封结构；炉膛下部交界处采用系统性防磨措施与让管结构相结合的方式；规范炉膛内烟气温度压力测点的结构及位置；炉膛出烟口结构考虑了炉内烟气流场的分布并兼顾分离器入口烟道的优化设计。
5、风帽
低阻力、不漏渣的风帽结构；吸取引进型钟罩式风帽不漏渣的结构特点，克服易磨损、阻力大、更换困难的缺点；采取合理的风帽直径和风帽小孔结构型式，选取合理的风帽阻力，风帽磨损后只需更换风帽头，缩短了检修周期，减小了检修费用。
6. 二次风
优化布置位置、布置层数、喷口结构形式、不同区域二次风量的配置、风口的数量及喷口流速；根据不同燃料特性优化选取二次风比例。
7、分离器
分离器进口烟道采用足够长的加速段并优化其高宽比；中心筒采用偏置、缩径等一系列结构措施；根据优选的烟气上升流速确定分离器圆筒截面；锥体角度尺寸与烟气流场相协调，同时与料腿结构相匹配。
8、返料
采用低阻力、大流率、小风量回料装置，优化物料流动模型、回料阀阻力、回料腿物料下降流速以及料腿直径；优化返料隔墙结构尺寸、水平回料通道结构尺寸；按照清华大学绘制的《回料立管负压差移动床流动流谱》设计和选取返料风系统及返料风量。
9、尾部烟道
匹配循环燃烧系统的设计，确保在尾部受热面不磨损不积灰的高效换热。
10、装配
提高锅炉部件的厂内装配率，最大限度的减小现场安装质量隐患，关键部件采用整体出厂方式。
11、系统及辅机选配
优化一二次冷热风系统、返料风系统、引风系统、给煤系统、石灰石脱硫系统、出渣系统设计；规范一二次风机、罗茨风机、给煤机、冷渣器、吹灰器、耐磨耐火材料等选型。
系统介绍
超高循环效率CFB+炉内细石灰石粉脱硫+袋式除尘为基础装备，SNCR+半干法二次脱硫作为备用，保证全工况，全煤种达标。
结束语
湘潭锅炉与清华大学合作开发出了4D低能耗型超低排放的CFB-D锅炉产品，新一代产品突破了常规产品面临的可靠性、经济性、环保性方面的瓶颈问题，显示了节煤、节电、高可靠性、超低排放的突出优点，代表了CFB锅炉产品技术发展的最新方向，显示其更强大的生命力和技术优越性，从根本上解决种种弊端，为广大用户带来更大的经济效益。
公司在循环流化床锅炉技术取得多项发明专利，循环流化床锅炉技术和产品由工信部列入了《节能机电设备（产品）推荐目录》， 超低热值煤矸石循环流化床锅炉被国家发改委列入《国家重点节能低碳技术推广目录》。公司是哈工大、西安交大和长沙理工大学等产、学、研合作基地；是长沙有色冶金设计院和江西轻工业设计院工程合作单位。
2016年，通过了湖南省科技厅批准，组建湖南省高效锅炉工程技术研究中心。中心聘请中国工程院院士、清华大学教授——岳光溪为专家委员会主任，并聘请了陈汉平、赵钦新、别如山、王善武等知名专家、教授为研究中心专家委员会委员。借此平台，整合国内节能、环保、锅炉、智能制造技术与人才资源，正努力打造中南地区高效锅炉制造基地。
获奖证书
专利证书
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