循环流化床锅炉介绍

循环流化床锅炉12目录

第一章锅炉基础知识1

第二章流化床锅炉介绍2第三章循环流化床锅炉结构特点33锅炉的基本概念发电厂锅炉部分示意图4炉锅+锅炉什么是锅炉？一、什么是锅炉生产蒸汽或热水的换热设备任务：燃料（煤、油、天然气等）的化学能转化为热能二、锅炉的重要性1．锅炉及锅炉房是供热系统中热源产生的主要设备2．锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动力及供热设备3．锅炉是能源工业发展的主要组成部分——火力发电站三大主机之一4．锅炉及锅炉房设备在节能、环保等科技改造及研究方面具有重要地位5

锅炉的基本概念三、锅炉的分类1．根据用途的不同分为：电站锅炉——在火电厂，蒸汽驱动汽轮机组发电工业锅炉——用于工业及采暖动力锅炉——驱动蒸汽动力装置2．按载热工质的不同分为：蒸汽锅炉热水锅炉6

锅炉的基本概念3．按能源分为：燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉废热锅炉太阳能锅炉4．按燃烧方式分；5．按出口介质压力分；6．按锅炉容量大小分；7．按介质流动方式分；8．按组装方式分；9．按换热方式分……7

锅炉的基本概念基本结构1.锅炉本体构成锅炉的基本组成部分称为锅炉本体，由汽锅、炉子及安全附件组成。1）汽锅——锅炉本体中汽水系统，高温燃烧产物烟气通过受热面将热量传递给汽锅内温度较低的水，水被加热，沸腾汽化，生成蒸汽。2）炉子——锅炉本体中燃烧设备，燃烧将燃料的化学能转化为热能3）安全附件——水位计、压力表、安全阀2．锅炉金属钢架及平台楼梯8

锅炉的基本概念9链条锅炉10煤粉锅炉11循环流化床锅炉系统

锅炉的基本概念锅炉工作过程锅炉存在汽水系统三个系统：煤灰系统风烟系统燃烧过程三个过程：传热过程锅内过程（流动过程）

锅炉的基本概念定义：燃料在炉内（燃烧室内）燃烧生成高温烟气，并排出灰渣的过程高温烟气

给煤斗燃料（煤）炉排面（燃烧室）除渣板（入灰渣斗）

空气在一定的燃烧烧设备内，正常燃烧应具备的条件：

高温环境

必需的空气量及空气与燃料的良好混合

燃料的供应机灰渣和烟气的排放燃料的燃烧过程

锅炉的基本概念烟气向水(汽等工质)的传热过程辐射辐射+对流对流高温烟气水冷壁过热器（凝渣管）对流管束对流尾部受热面(省、空)除尘引风机烟囱

工质(水)的加热和汽化过程——蒸汽的生产过程1）给水：水省煤器汽锅2）水循环：汽锅下降管下集箱水冷壁

3）汽水分离

锅炉的基本概念锅炉本体

锅炉的基本概念A组燃烧器B组燃烧器给水省煤器入口省煤器出口去汽包汽包下降管烟囱

锅炉的基本概念低瓦和高瓦分液罐A、B燃烧器省煤器入口和出口汽包下降管和水冷壁管减温器

锅炉的基本概念科元塑胶公司35吨燃气锅炉高温过热器汽包上部重锤式安全阀防爆式安全门A、B燃烧器观火孔鼓风机引风机

锅炉的基本概念科元塑胶公司35吨燃气锅炉除尘塔脱硫塔汽包水位膨胀指示器烟囱A、B观火孔20目录第二章流化床锅炉介绍2第一章锅炉基础知识1第三章循环流化床锅炉结构特点3循环流化床锅炉简介

流化床锅炉我国火力发电以燃煤锅炉为主，最常见的是：层燃锅炉、煤粉锅炉和流化床锅炉。流化床锅炉是利用气固流态化燃烧方式生产蒸汽的装置。

流化床锅炉近年来，在火力发电领域，一个新名词越来越多地被人们听到，这就是“循环流化床”。“循环流化床”似乎与环保脱硫有关，还经常与“清洁燃烧”联系在一起。那么，“循环流化床”到底是什么？电站锅炉领域的“循环流化床”指的就是锅炉家族的后起之秀——循环流化床锅炉。概括地说，它是一种环保锅炉。我国是世界上少数几个以煤为主要能源的国家之一，目前每年煤炭消费量约13亿吨，其中80%通过燃烧被利用。然而，燃烧设备陈旧、效率低、排放无控制造成了能源和环境污染严重，能源节约与环境保护已成为现有燃煤技术所需解决的主要问题。因此，寻求一种高效、低污染燃烧技术，开发新的燃烧设备成为当务之急。循环流化床锅炉介绍循环流化床锅炉燃烧技术（CFBBC：CirculatingFluidizedBedBoilerCombustion)是新一代高效、低污染清洁燃烧技术。循环流化床锅炉介绍主要特点1、低温动力的控制燃烧。其燃烧速度主要取决于化学反应速度，决定于温度水平。物理因素不再是控制燃烧的主导因素。循环流化床锅炉的典型结构2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态循环过程。循环流化床锅炉的所有燃烧都在这两种形式的循环运动中逐步完成的。3、高强度的热量、质量和动量传递过程。循环流化床锅炉的热量主要靠高速度、高浓度、高通量的固体物料来实现循环的，炉内的热量、质量和动量的传递交换非常迅速，从而使整个炉膛内温度分布很均匀。循环流化床锅炉介绍流化床锅炉是一种可燃用劣质燃料及添加脱硫剂来产生蒸汽的装置。锅炉的燃烧室运行在一种特殊的流体动力特性下，细颗粒以超过平均粒径终端速度的气流输送离开流化床，并存在着大量物料的返混，以保证流化床的温度分布均匀及足够大的热容量。离开流化床的大部分颗粒通过炉膛进入到旋风分离器被捕捉下来并以足够的速度经返料装置重新送回到炉膛。流化床锅炉的原理物料在炉膛内的循环称为内循环物料在炉膛外通过旋风分离器捕捉并经返料装置被送回的循环过程称为外循环

颗粒浓度沿床截面径向分布规律：循环床内径向颗粒浓度分布存在不均匀性，在床层中心区颗粒浓度低，而靠近壁面处颗粒浓度较高。床截面平均颗粒浓度高时，沿径向的颗粒浓度变化就比较大，反之则小。根据固体颗粒径向分布的规律，我们可以看出，在循环流化床中，除了固体颗粒在分离器内被分离再送回床内的外部循环外，固体颗粒在核心和边壁处的上升和下落也构成了床内的内循环，床层的温度能保持均匀分布是内外循环共同作用的结果。

循环流化床锅炉的主要优点优点1、燃料适应性广2、有利于环境保护3、负荷调节性能好4、燃烧热强度大5、炉内传热能力强6、灰渣综合利用性能好循环流化床锅炉的主要缺点缺点1、大型化问题2、烟风系统阻力较高，风机用电量大3、自动化水平要求高4、磨损问题5、对辅助设备要求较高6、理论和技术问题循环流化床锅炉的流动状态循环流化床锅炉的流动状态快速流化态特征1.气流变为连续相，气泡消失2.固体颗粒形成絮状颗粒团，成为分散相3.絮状物形成面壁流，颗粒反混显著4.颗粒滑移速度达最大5.床内颗粒浓度、温度分布趋于均匀循环流化床图“流化”——流态化当流体（液体、气体）向上流过固体颗粒床层时，其速度增大到一定值后，颗粒被流体的摩擦力所承托，呈现飘浮状态，颗粒可以在床层中自由运动，这种状态称为“流态化”。按流化介质的不同可分为液-固流态化、气-固流态化。燃煤流化床属气固流态化范畴。流化床具有流体的某些性质任一高度静压等于此高度以上固体颗粒重量大而轻的物体浮在床表面床表面总保持水平连通器作用“床”——反应场所，支承物料（床形物：机床;车床;流化床;河床;苗床）流化床类似流体的性质：

第一代流化床锅炉—鼓泡床锅炉“流化床锅炉”——燃料在流化状态下进行燃烧的锅炉叫流化床锅炉。早期的鼓泡床锅炉二十世纪60年代初，出现了“流化床锅炉”。鼓泡床锅炉特点：燃料颗粒大，流化风速低床层中有明显的气泡气固两相类似沸腾的水被称为鼓泡床锅炉或沸腾炉鼓泡床实验演示鼓泡床锅炉的工作原理沸腾燃烧

燃烧温度：850-950oC鼓泡床锅炉的主要部件：布风板风室埋管受热面冷渣口与溢流口1、燃料适应性广可以燃烧各种煤、煤矸石、焦碳、油页岩、垃圾等（劣质燃料）原因：下部密相区提供了燃料着火和燃烧的最佳条件：（1）充足的热源（2）混合强烈，热质传递快（3）适当高浓度的氧床层物料中含碳低（2-5%），只供热而不争夺氧鼓泡床燃烧有以下优点2清洁燃烧（1）高效、廉价脱硫脱硫率达90%脱硫反应

1CaO+SO2+—O2==CaSO4

2（煤粉炉炉内喷钙脱硫，钙停留时间短，脱硫剂利用率不到20%）炉膛温度为最佳脱硫反应温度850oC脱硫最佳温度：850-870oC；（但煤粉炉在此温度下不能稳定燃烧，所以其脱硫不能保持在最佳反应温度下进行。）（2）减少NOx排放燃煤NOx的主要来源：燃料型：挥发分中的有机氮、固定碳中的碳基氮被氧化；氧化性气氛中容易生成热力型：空气中的氮在高温下被氧化。高温下容易生成流化床NOx生成量为煤粉燃烧的1/3—1/4a.低温燃烧，减少热力型NOx生成1200oC以下时，热力型NOx生成不明显；（煤粉炉因燃烧温度高，热力型NOx占总NOx生成量的25%-30%）b.分级燃烧，减少燃料型NOx生成空气分级供入，浓相区处于还原性气氛，抑制燃料型NOx生成

分级燃烧是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空气从底部给入，它供应燃烧所需氧量的50－60％，二次风在离一次风有一定距离的炉膛上方给入。在二次风给入的水平，炉膛气氛由还原性转变成氧化性。燃料挥发分逸出和着火发生在贫氧区，因此NOX总体排放量降低。低NOx排放的原因：3.负荷调节性能好低负荷下仍可保持燃烧稳定；负荷调节比达4：1，甚至可以压火备用。4.灰渣综合利用性能好低温燃烧后的灰渣没有经历烧结过程，活性好，非常适合做水泥填料

鼓泡床锅炉的缺点：1.燃烧损失大燃料宽筛分（0-10mm)，未燃尽细颗粒飞出量大2.埋管磨损严重为了控制密相区床温，密相区布置有埋管，但其磨损问题不易解决3.大型化受到限制截面热负荷低，为煤粉炉的1/4，如一台400t/h的鼓泡床截面积约200m24.脱硫剂利用效率低脱硫剂颗粒大(细颗粒易飞出），利用率低CaOCaSO4这些问题的存在使流化床煤燃烧技术的发展一度受到限制；但其固有的优点如燃料适应性广、清洁燃烧特性使得人们不忍放弃它；

第二代流化床锅炉—循环流化床锅炉循环流化床锅炉在保留沸腾床锅炉的优点的基础上，克服了其不足的方面。“循环”的概念——飞出炉膛的物料被气固分离器收集，返回炉膛，循环燃烧和利用。——循环流化床锅炉循环流化床锅炉的结构特点1、炉膛2、旋风分离器3、过热器4、外置式换热器5、煤仓6、返料装置7、石灰石进料口8、灰冷却器9、省煤器10、空气预热11、除尘器12、引风机13、尾部烟道14、汽包循环流化床锅炉53循环流化床锅系统图54目录第一章锅炉基础知识1第二章流化床锅炉介绍2第三章流化床锅炉结构特点3燃烧室、回料阀、分离器共同构成了循环流化床锅炉的—物料循环系统燃烧室分离器回料阀一、锅炉炉膛（燃烧器）锅炉炉膛1、炉膛高度：保证分离器不能捕集的细粉在炉膛内一次通过时全部燃烧尽；炉膛高度应能够容纳全部或大部分蒸发受热面或过热受热面；保证回料机构料腿一侧有足够的静压头，使返料能够连续均匀地进行；保证锅炉在设计压力有足够的自然循环；炉膛高度和循环流化床锅炉的尾部烟道内布置的对流受热面所需高度相一致；应能保证脱硫所需最短气体停留时间2、水冷布风板水冷壁管拉稀成膜式板，折向后墙；焊接罩式风帽，共同构成水冷布风板；CFB锅炉燃烧室的密相区CFB锅炉燃烧室上部稀相区布置的膜式氺冷壁作用有二：一是支撑物料；二是使布风板下方的风室起到匀压作用，让通过布风板的气流速度趋向均匀一致，以维持流化床层的稳定。布风板的作用布风板阻力越大，布风越均匀布风板阻力应为床层阻力的25%—30%才可维持床层稳定运行布风板阻力的要求3、风帽：风帽是循环流化床锅炉的布风装置，安装于布风板上，将一次风机送来的一次风高速均匀的送入炉膛，用以流化炉内床料

风帽作为循环流化床锅炉的重要部件之一,对锅炉的安全运行起着重要的作用。常用的风帽主要有：大直径T型风帽、大直径钟罩型风帽、小直径蘑茹状风帽、小直径柱状风帽、定向“7”字型风帽。风帽的种类T型风帽定向“7”字型风帽大直径钟罩型风帽用途：一是定向吹动，有利于大渣块的排出；二是增加床层底部料层的扰动。大直径钟罩型风帽优点：

布风均匀、风室不漏渣二、循环流化系统——返料装置返料装置中的阀有机械阀和非机械阀两大类。机械阀靠机械构件的动作来达到控制和调节固体颗粒流量的目的。但由于循环流化床锅炉中的循环物料温度较高。机械阀的工作环境较为恶劣，所以现在循环流化床锅炉很少采用机械阀。非机械阀无需任何外界机械力的作用，仅采用气体推动固体颗粒运动，高温工作条件下简单、可靠地输送固体物料。非机械阀的形式主要包括L阀、V阀、换向密封阀、J阀、H阀等返料装置的分类返料装置工作示意图工作过程小循环量大循环量J阀回料器的结构及工作过程汽冷式旋风分离器分离的床料和灰向下流经衬有耐火材料的回料立管排出到“J”阀。“J”阀有两个关键功能，使再循环床料从旋风分离器连续稳定的回送到炉膛，提供旋风分离器的负压和下燃料室正压之间的密封。分离器的静压非常接近大气压，而燃料回料点由于一次风和二次风，压力非常高，故必须实现他们之间的密封，否则，燃烧室烟气将回流到分离器。“J”阀通过分离器底部出口的物料在立管中建立的料位差，来实现这个目的，物料返送的动力源于回料器上升段和下降段的不同配风，使上升段和下降段呈现不同的流态化回料阀内部三、分离器分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一。其主要作用是将大量的高温固体物料从炉膛出口的气流中分离出来。通过返料装置送回炉膛，以维持燃烧室快速流态化状态，燃料剂和脱硫剂多次循环，反复燃烧和反应。（1）按分离原理分类离心分离惯性分离组合分离（2）按进口温度分类高温分离中温分离低温分离（3）按是否冷却分类绝热式水（汽）冷式分离器的种类基本原理高速旋转运动,密度大的颗粒被甩到筒壁面,实现了与密度小的气体的分离旋风分离器工作原理旋风分离器的旋流示意图组成及结