CFB锅炉结构原理

1、循环流化床锅炉,循环流化床锅炉,概述 基本工作过程 主要部件名称,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,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,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,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

2、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,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K15； （2）中倍率循环流化床锅炉，K=1540； （3）高倍率循环流化床锅炉，K40。,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3kgNm； （2）中携带率循环流化床锅炉，=5kgNm3左右； （3）高携

3、带率循环流化床锅炉，8kgNm3。,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,循环流化床锅炉原理图,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,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,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

4、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。,课题二 流化床的形成,图217 气固接触形式,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

5、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。,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

6、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。,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850870。 流化床燃烧对NOX的排放控制,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

7、燃烧，燃烧温度一般控制在850900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。,循环流化床锅炉的工作过程,循环流化床锅炉主要部件名称,循环流化床锅炉系统图,循环流化床锅炉外观图,220t/h循环流化床锅炉,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,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,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

8、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。,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,燃 烧 室 结 构 形 式,图3-2 水冷壁内衬防磨简图,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,布风装置的结构、作用和种类,流化床

9、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。,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。,布风板的结构,布风板的结构,布风板的结构,图3-5 布风板结

10、构形式示意图 （a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）倾斜型,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。,布风装置的结构、作用和种类,风帽的结构,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

11、点火 床下点火 固定床点火 ：床上点火,讲义,返回,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,点火方式与点火装置,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,图3-14,给料机结构图,图3-1,给料机,给料方式,图3-16 给料方式 （a）正压给料； （b）负压给料,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