循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理第一页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉概述基本工作过程主要部件名称第二页，共四十九页，2022年，8月28日模块一概述流化床燃烧的发展

循环流化床燃烧的优缺点

循环流化床锅炉的分类发展流化床燃烧的意义与结论

第三页，共四十九页，2022年，8月28日课题一流化床燃烧的发展

常规流化床燃烧循环流化床燃烧

增压流化床燃烧

第四页，共四十九页，2022年，8月28日课题二循环流化床燃烧的优缺点

一、循环流化床锅炉的优点（1）对燃料的适应性特别好

（2）燃烧效率高（3）炉内传热能力强（4）脱硫效率高

（5）NOX排放量低

（6）负荷变化范围大，调节特性好

（7）给煤点数量少

（8）无埋管磨损

第五页，共四十九页，2022年，8月28日课题二循环流化床燃烧的优缺点二、循环流化床锅炉尚待进一步研究的问题

1.

循环物料的分离2.循环流化床内固体颗粒的浓度选取3.炉内受热面布置和温度控制4.运行风速（或截面热负荷）的确定5．返料机构6．循环流化床锅炉部件的磨损7．低污染燃烧8．炉内传热9．尾部受热面的设计

10．除尘第六页，共四十九页，2022年，8月28日课题三循环流化床锅炉的分类

以物料的循环倍率高中低来分，循环流化床锅炉可分为：（1）低循环倍率（简称低倍率）循环流化床锅炉，循环倍率K<15；（2）中倍率循环流化床锅炉，K=15～40；（3）高倍率循环流化床锅炉，K＞40。

以炉室出口单位烟气携带物料的多少即携带率大小来划分循环流化床锅炉，可分为：（1）低携带率循环流化床锅炉，携带率υ<3kg／Nm‘；（2）中携带率循环流化床锅炉，υ=5kg／Nm3左右；（3）高携带率循环流化床锅炉，υ＞8kg／Nm3。第七页，共四十九页，2022年，8月28日课题四发展流化床燃烧的

意义与结论一、节约能源

二、利用劣质燃料三、绿色能源

四、灰渣综合利用五、利用流化床燃烧技术改造旧电站锅炉、工业锅炉和窑炉第八页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉原理图第九页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉的工作原理基本概念流化床的形成炉内动力特性煤的燃烧与炉内传热流化床燃烧主要污染物排放控制第十页，共四十九页，2022年，8月28日课题一基本概念床料物料堆积密度与堆积空隙率颗粒平均直径、当量直径及形状系数燃料粒比度流化速度临界流速与临界流量物料循环倍率第十一页，共四十九页，2022年，8月28日课题一基本概念床料：锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定粒度的“原料”，称做床料。物料：所谓的物料，主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或载热的物质。它不仅包含床料成分，还包括锅炉运行中给入的燃料、脱硫剂、返送回来的飞灰以及燃料燃烧后产生的其他固体物质。分离器捕捉分离下来通过回料阀返送回炉膛的物料叫循环物料，而未被捕捉分离下来的细小颗粒一般称做飞灰，炉床下部排出的较大颗粒叫炉渣（也称做大渣）。因此飞灰和炉渣是炉内物料的废料。第十二页，共四十九页，2022年，8月28日课题二流化床的形成图2—17气固接触形式第十三页，共四十九页，2022年，8月28日课题三炉动力特性宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性

（1）在任一高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。（2）无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状。（3）床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出。（4）密度高于床层表观密度（如果把颗粒间的空体积也看作颗粒体积的一部分，这时单位体积的燃料质量就称为表观密度）的物体在床内会下沉，密度小的物体会浮在床面上。（5）床内颗粒混合良好，因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。第十四页，共四十九页，2022年，8月28日课题四煤内的燃烧与炉内传热循环流化床燃烧特点（1）燃料通过物料循环系统在炉内循环反复燃烧，使燃料颗粒在炉内的停留时间大大增加，直至燃尽。（2）采用清洁燃烧方法，即向炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂，在燃烧中直接除去SO2，炉膛下部采用欠氧燃烧（a＜

1）和二次风，采用分段给入等方式，不仅降低了NOX的排放，而且使燃烧份额的分配更趋合理，同时炉内温度场也更加均匀。循环流化床炉内热交换炉内传热主要通过物料对受热面的固体对流和固体、气体辐射换热实现的。

第十五页，共四十九页，2022年，8月28日课题五主要污染物排放控制流化床燃烧对SO2的排放控制

脱硫的基本工作过程：给煤中的硫份在炉膛内反应生成SO2及其它的一些硫化物；同时一定粒度分布的石灰石被给入炉膛，这些石灰石被迅速加热，并发生燃烧反应，产生多孔疏松的CaO。SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有氧参与的情况下，CaO吸收SO2并生成CaSO4。最佳脱硫温度一般为850~870℃。流化床燃烧对NOX的排放控制第十六页，共四十九页，2022年，8月28日课题五主要污染物排放控制流化床燃烧对NOX的排放控制

循环流化床锅炉NOX排放低的主要原因是：（1）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850~900左右，此时空气中的氮一般不会生成NOX

；（2）分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOX

，并使部分已生成的NOX得到还原。第十七页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉的工作过程第十八页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉主要部件名称第十九页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉系统图第二十页，共四十九页，2022年，8月28日循环流化床锅炉外观图第二十一页，共四十九页，2022年，8月28日220t/h循环流化床锅炉第二十二页，共四十九页，2022年，8月28日模块三循环流化床锅炉

主要设备及作用燃烧设备物料循环系统燃煤制备系统风烟系统除渣、除灰系统第二十三页，共四十九页，2022年，8月28日课题一燃烧设备一、燃烧室结构形式二、布风装置的结构、作用和种类三、点火方式与点火装置四、给料装置与给料方式第二十四页，共四十九页，2022年，8月28日燃烧室结构形式

循环流化床锅炉燃烧室（炉膛）与煤粉炉的不同，燃烧室底部有炉篦把炉膛封住，防止炉内床料从下部漏掉。以二次风喷口为界，下部为还原燃烧区，上部为氧化燃烧区。还原燃烧区布置有燃料、石灰石、循环灰进口。燃烧室底部有布风板，其作用是使一次风均匀进入炉内。目前燃烧室的结构主要有如下几种：（1）圆形炉膛；（2）方形炉膛，方形炉膛又分为正方形和长方形两种；（3）下圆上方形炉膛。第二十五页，共四十九页，2022年，8月28日燃烧室结构形式

图1-汽包；2-水冷壁；3-过热器；4-省煤器；5-空气预热器；6-分离器；7-物料返回管第二十六页，共四十九页，2022年，8月28日燃烧室结构形式图3-2水冷壁内衬防磨简图

第二十七页，共四十九页，2022年，8月28日燃烧室结构形式（a）炉膛（b）裤衩腿（c）有开口的分隔墙（d）主、副床（e）有埋管的差速床返回第二十八页，共四十九页，2022年，8月28日布风装置的结构、作用和种类

流化床布风装置主要由布风板、风室和冷渣管组成。布风装置的主要作用有：（1）支承床料；（2）使空气均匀地分布在整个炉膛的横截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、腾涌、气泡尺寸过大、流化死区等不良现象的出现。（3）那些已基本烧透、流化性能差、有在布风板上沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层，保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产。

第二十九页，共四十九页，2022年，8月28日1．布风板定义：流化床锅炉燃烧室下部的炉篦称作布风板。

布风板的主要作用有：

（1）支撑炉内物料；（2）合理分配一次风，使通过布风板及风帽的一次风流化物料，使之达到良好的流化状态。

第三十页，共四十九页，2022年，8月28日布风板的结构

第三十一页，共四十九页，2022年，8月28日布风板的结构第三十二页，共四十九页，2022年，8月28日布风板的结构图3-5布风板结构形式示意图（a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）倾斜型第三十三页，共四十九页，2022年，8月28日风帽风帽的作用在于使进入流化床的空气产生第二次分流并具有一定的动能，以减少初始气泡的生成和使底部粗颗粒产生强烈的扰动，避免粗颗粒的沉积，减少冷渣含碳损失。风帽还有产生足够的压降、均匀布风的作用。风帽的类型：（1）小孔径风帽；（2）较大孔径风帽；（3）导向风帽。第三十四页，共四十九页，2022年，8月28日布风装置的结构、作用和种类第三十五页，共四十九页，2022年，8月28日风帽的结构第三十六页，共四十九页，2022年，8月28日点火方式与点火装置循环流化床点火，就是通过外部热源使最初加入床层上的物料温度提高到煤着火所需的最低水平上，从而使投入的煤迅速着火，并自保持床层温度在煤自身着火的水平上，实现锅炉正常稳定运行。点火方式：流态化点火床上点火床下点火固定床点火：床上点火讲义返回第三十七页，共四十九页，2022年，8月28日点火方式与点火装置图3-10烟气发生器点火装置1-蒸汽锅炉；2-流化床；3-风帽；4-天然气点火系统；5-风室；6-三次风；7-二次风；8-辅助燃烧器；9-热烟气发生器；10-油点火系统；11-启动运行混合空气；12-油燃烧器；13-丙烷/天然气辅助燃烧器第三十八页，共四十九页，2022年，8月28日点火方式与点火装置第三十九页，共四十九页，2022年，8月28日给料装置与给料方式给料装置指的是将经破碎后的煤和脱硫剂送入流化床的装置，通常包括皮带、链板、埋刮板、气力输送设备以及圆盘给料机和螺旋给料机（俗称绞笼）等。循环流化床锅炉给料方式分正压给料和负压给料两种，正压给料就是给料口处炉膛内压力大于大气压，负压给料为小于大气压力

第四十页，共四十九页，2022年，8月28日图3-14给料机结构图图3-1第四十一页，共四十九页，2022年，8月28日给料机第四十二页，共四十九页，2022年，8月28日给料方式图3-16给料方式（a）正压给料；（b）负压给料第四十三页，共四十九页，2022年，8月28日课题二物料循环系统主要包括物料分离器、立管和回料阀三部分

作用是将烟气携带的大量物料分离下来并返送回炉内形成循环床燃烧。

第四十四页，共四十九页，2022年，8月28日炉膛物料分离器立管、回料器烟气飞灰烟气空气飞灰煤粒托流机物料循环系统图煤粒脱硫剂第四十五页，共四十九页，2022年，8月28日课题三燃煤制备系统制煤设备*钢棒滚筒磨*锤击式破碎机制煤系统*两级破碎系统*棒磨制煤系统*锤击磨制煤系统第四十六页，共四十九页，2022年，8月28日课题四