The circulating fluidized bed (CFB) boiler has some problems to scale up. Several engineering solutions have been proposed by a few suppliers which had advanced CFB technology. Large-scale CFB design concepts from different suppliers were reviewed and compared. Points of the hydrodynamic and heat recovery were summarized and discussed for developing the guideline of the large-scale circulating fluidized bed boilers.
Combustion of RDF and wastewater sludge was performed in a 0.1MWth bench scale circulating fluidized bed combustor(CFBC), Combustion characteristics of the RDF and sludge mixture demonstrated stable combustion conditions. Component analysis, Combustion characteristics was measured before and after the test, and applications for commercial 1MWe CFBC boiler were prepared. The release of hazardous components such as $SO_2$ and HCl was relatively low values of 50 and 150ppm, respectively.
340 MWe circulating fluidized bed (CFB) boiler in Yeosu power station is under construction. The circulating fluidized bed boiler in the Yeosu power plant has a number of differences from other domestic boilers in terms of scale and design. Evaluation of design parameters of the Yeosu CFB boiler should be required because the direct application of existing technology is limited. In this study, design characteristics of the Yeosu CFB boiler was summarized. And thermogravimetric analysis was conducted with comparing other rank coals. Watersteam side heat absorption, flue gas temperature and heat transfer coefficient were calculated by heat and mass balance. Design parameters for the Yeosu CFB boiler were discussed along with typical value in the CFB design range.
The structure and combustion characteristics, and the economic feasibility of the circulating fluidized bed combustion(CFBC) boiler using low grade coal were introduced. The economic feasibility is evaluated by comparing a 500 MW CFBC boiler power plant using low grade coal and a pulverized combustion boiler power plant with high grade coal. As the result of the evaluation, the pulverized coal combustion boiler power plant has an internal rate of return of 12.95%, 1,395.9 billion Korean won of net present value, and 6.26 years of payback period. On the other hand, CFBC boiler power plant has an internal rate of return of 13.54%, 1,704.3 billion Korean won of net present value, and 6.02 years payback period. Therefore, the CFBC boiler power plant has better feasibility in all aspects, as 0.59% higher of internal rate of return, 308.4 billion Korean won of higher net present value and 0.24 year of shorter payback period.
Part load operation usually covers large periods of the total operation time on the economic ground and electricity demand in small-scale boilers. Performance analysis of part load behavior is very important for the purpose of boiler operation optimization. A simple thermal calculation approach is applied to predict performance of a pilot-scale circulating fluidized bed (CFB) boiler at part load operation. Verification has been carried out by comparing between calculation results an operation data of the boiler.
전세계의 인구 증가와 경제 발전은 지속적인 에너지 수요의 증가를 가져오고 있다. 특히, 전력부분에서는 아시아 및 아프리카, 그리고 중남미 등의 개발도상국을 중심으로 그 수요가 지속적으로 증가하고 있어 주요 에너지원인 석탄의 이용도 지속적으로 증가할 것으로 예측되고 있다. 그러나, 이산화탄소 및 대기오염원, 그리고 미세먼지 등의 배출 등은 석탄을 이용한 전력생산에 있어 환경친화적인 기술로의 대응방안 마련과 더불어, 고효율의 다양한 저급연료를 활용할 수 있는 발전 기술의 개발이 요구되고 있다. 이에, 기술개발 및 그 상용화 시장이 점차 증대되고 있는 초초임계 순환유동층 보일러에 대한 관심이 증대하고 있다. 초초임계 순환 유동층 보일러는 중소형의 아임계의 드럼형 구조에서 벗어나 대용량화의 기본 구조인 Once Through 형태의 증기 순환 구조를 지니고 100-300 MWe의 상업용 모듈의 복제를 통해 600 MW급이 상용화 운전 중에 있으며, 향후 설계가 완성된 800 MWe의 상업화 진행이 기대되고 있다. 초초임계 순환유동층 보일러는 2017년 이후 아임계 순환유동층 보일러 설치 용량을 추월하여 표준형 모델이 될 것으로 전망되고 있어, 본 논문에서의 이의 기술적 배경과 개발 현황 그리고 시장전망 등을 통해 기술적 이해를 도모하고자 한다.
This study investigated the characteristics of co-combustion of mixed anthracite (domestic and Vietnam) and bituminous coal (Sonoma, Australia) at circulating fluidized bed boiler in Donghae thermal power plant when mixing ratio of bituminous coal is variable. Co-combustion of bituminous coal contributes to improvement in general combustion characteristics such as moderately retaining temperature of furnace and recycle loop, reducing unburned carbon powder, and reducing discharge concentration of NOx and limestone supply owing to improvement in anthracite combustibility as the mixing ratio was increased. However, bed materials were needed to be added externally when the mixing ratio exceeded 40% because of reduction in generating bed materials based on reduction in ash production. When co-combustion was conducted in the section of 40 to 60% in the mixing ratio while the supplied particles of bituminous coal was increased from 6 mm to 10 mm, continuous operation was shown to be possible with upper differential pressure of 100 mmH2O (0.98 kPa) and more without addition of bed materials for the co-combustion of mixed anthracite and bituminous coal (to 50% or less of the ratio) and that of domestic coal and bituminous coal (to 60% of the ratio).
The circulating fluidized bed boiler has an advantage that can burn a variety of fuels from low-grade fuel to coal. In this study, for the design of a circulating fluidized bed boiler using wood pellets, a circulating fluidized bed combustion test device using no external heater was manufactured and used. According to the increase of co-combustion rate with wood pellet, combustion fraction and heat flux by combustor height were measured and pollutant emission characteristics were analyzed. In terms of combustibility, the effect on primary and secondary air ratio were also studied. In addition, as a result of analysis of the effect of corrosive nanoparticles on the combustion of coal with wood pellets, it was confirmed that coal is mostly composed of Ca and S, whereas wood pellets are mostly composed of K, Cl, and Na.
The present paper discusses thermal design parameters of different sizes of circulating fluidized bed (CFB) boilers with capacities ranging from 2 MWe pilot scale boiler to a 600 MWe utility boiler. Physical boiler size and shape of furnace were identified and dimensional data have been summarized. By performing thermal design for each of the boilers, heat transfer surface area, furnace shape and size, and allocation of heat transfer surface for water-steam side heat absorption have been recalculated, and presented. Although boilers may have significantly different capacity, the facilities have common design parameters, when they are evaluated as basic thermal design processes. The significance of thermal design procedure is explicitly discussed.
Circulating fluided bed(CFB) furnace which can use a variety of low-grade fuels because of high heat capacity and good mixing characteristic in its furnace have turned out to be effective system. There is no many research to predict performance considering total boiler system with water-steam side. Most of performance prediction model have focused on hydrodynamics or chemical mechanism in furnace. so, This study is aimed to develop performance prediction model which consider water-steam side.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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