循环流化床锅炉 第三章 循环流化床锅炉基本原理
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉,其工作原理如下:
1. 燃料进料:燃料(如煤、生物质等)通过给料系统进入锅炉。
2. 燃烧反应:燃料在锅炉内被氧气气化和燃烧产生热能,生成的废气和灰分被释放到锅炉内。
3. 燃烧床层:锅炉内的燃料和空气混合物形成一个循环流化床,在床层中形成了固体燃料粒子的循环,同时也形成了气体和固体颗粒之间的循环流动。
4. 气固分离:床层中的气固两相分离,固体颗粒在床层循环,而燃烧生成的气体通过分离器进入锅炉的上部。
5. 固体回流:分离器中的固体颗粒被分离后,一部分被回流到床层继续燃烧,另一部分则通过排渣系统排出锅炉。
6. 热交换:燃烧生成的高温烟气在锅炉的热交换器中与水进行换热,产生蒸汽或热水。
7. 废气处理:通过合适的废气处理系统,对燃烧废气进行脱硫、脱硝和除尘等处理,降低废气对环境的污染。
总体来说,循环流化床锅炉通过循环流化床的形成,实现了燃料和空气的良好混合,提高了燃烧效率;同时通过固体的循环回流,在保持稳定燃烧的同时,降低了燃料的耗损和废渣产生量,提高了锅炉的可持续性和经济性。
循环流化床锅炉基本原理
炉膛单位截面积的热负荷高是循环流化床锅炉的另一主要优点。其截 面热负荷约为3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉炉。同样热负荷下鼓泡流 化床锅炉需要的炉膛截面积要比循环流化床锅炉大2~3倍。
除尘器
脱硫塔
风帽
风室
旋风分离器
旋风分离器结构
流化床锅炉主要参数
上海锅炉厂 制造日期 额定蒸发量 t/h 50MW 1961~2001 220 125MW 1968~2001 300MW 1974~2001 600MW 1998~2001 2008 17..5/18..3
400/420/435/465 1025/1000/935 13.7 17.44
额 定 工 作 压 力 9.8 MPa 过热蒸汽温度 ℃ 数量 循环方式 540 97 自然 96 直流 1
540/555 188 自然 186 直流 2
540 86 自然 21 控制 42 直流 23
540 8 控制 8
3、脱硫效果好
由于飞灰的循环燃烧过程,床料中未发生脱硫反应而被吹出燃烧室的 石灰石、石灰能送回至床内再利用;另外,已发生脱硫反应部分,生成了 硫酸钙的大粒子,在循环燃烧过程中发生碰撞破裂,使新的氧化钙粒子表 面又暴露于硫化反应的气氛中。这样循环流化床燃烧与鼓泡流化床燃烧相 比脱硫性能大大改善。当钙硫比为1.5~2.0时,脱硫率可达85~90%。而 鼓泡流化床锅炉,脱硫效率要达到85~90% ,钙硫比要达到3~4,钙的
烧即利用了这一现象。流化床燃烧的床料包括化石燃料、废物和各种生物质燃料。
如果把气流流速进一步加大,气体会在已经流化的床料中形成气泡,从已流化的固 体颗粒中上升,到流化的固体颗粒的界面时,气泡会穿过界面而破裂,就像水在沸
腾时汽泡穿过水面而破裂一样。因此这样的流化床又称为“沸腾床”、“鼓泡床”
循环流化床锅炉原理
五、给煤
• 给煤经过机械或气力输煤的方式送 入燃烧室,脱硫用的石灰石颗粒经 过单独的给料管采用气力输送的方 式或与给煤一起送入炉内,燃烧形 成的灰渣经过布风板上或炉壁上的 排渣口排处炉外。
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典型的CFB锅炉系统
稀相
区 CFBB 炉膛
高温旋风分离 料腿
煤石 灰 石
二次风
密相区
一次风 室
U型阀返料装置 一次风
过热器 过热器 省煤器 省煤器 空预器 空预器
尾部 受热面
烟囱
除尘器 引风机
一次风机 二次风机
一次风
二次风
三、循环流化床优缺点
• 优点;高效、低污染清洁燃烧技术。具有 燃烧效率高、给煤点少。煤种适应性广<优 质,劣质煤。>、烟气中有害气体排放浓度 低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用。 启动,停炉,结焦处理时间较短,长时间 压火之后可直接启动。
U形回料器
• 作用:回料器是确保旋风分离器分离效果的重要 部件,它的基本任务是将分离器分离出来的高温 固体颗粒稳定地输送回压力较高的燃烧室内,并 以一定的料位压差形成灰墙,确保气体反窜进入 分离器的量最小,保证大量的固体颗粒经过分离 器和回料器再进入炉膛的良性稳定的物料流动, 是循环流化床锅炉正常运行的一个重要保证。
旋风分离器的组成:分离器进口烟道;旋风筒;中心 筒;锥体;分离器出口烟道。
旋风分离器
3、返料装置
返料装置的作用是将分离器收集下来的物料送回流 化床循环燃烧,并保证流化床内的高温烟气不经 过返料装置短路流入分离器。返料装置既是一个 物料回送器,也是一个锁气器,如果这两个作用 失常,物料的循环燃烧过程建立不起来,锅炉的 燃烧效率将大大降低,燃烧室内的燃烧工况变差, 锅炉将达不到设计蒸发量。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种高效的燃烧设备,其工作原理如下:
1. 初始状态:床层内填充了一定量的颗粒燃料(如煤粉),其中燃料颗粒的直径较小,通常为0.1-1mm,并与一定量的惰性矿物质颗粒(如石英砂)混合。
2. 启动循环:通过引风机将空气从底部进入锅炉,形成气流,同时也带动了燃料颗粒的上升。
在底部布置的燃料供给系统中,燃料被喷射到气流中,形成燃料与空气的混合物。
3. 燃烧反应:混合物在高温下发生燃烧反应,燃烧释放出的热能使床层温度升高,并引起床层中的矿物质颗粒变软,具有流动性。
4. 确保循环:通过底部的布置的反送风系统,将一部分床层颗粒物从锅炉底部循环回锅炉顶部,使得床层中的颗粒物能够保持一定的循环速度和流动状态。
5. 气固分离:在床层顶部设置的分离器中,气体和固体被高效地分离。
固体经过分离后,重新进入锅炉炉膛,继续参与燃烧反应。
6. 烟气排放:床层顶部的分离器中,未被捕捉的固体颗粒会随烟气一同排出废气通道,而废气中的固体颗粒会通过过滤等设备进行捕捉,从而减少对环境的污染。
通过上述工作原理,循环流化床锅炉可以实现燃料的高效燃烧和热能的充分利用,同时也能够降低氮氧化物的排放量,保护环境。
循环流化床锅炉原理说明
一、循环流化床锅炉及脱硫1、循环流化床锅炉工作原理煤和脱硫剂被送入炉膛后,迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料(床料)包围,着火燃烧所需的的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入,物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。
在上升气流的作用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。
大颗粒物料被上升气流带入悬浮区后,在重力及其他外力作用下不断减速偏离主气流,并最终形成附壁下降粒子流,被气流夹带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。
未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道,进一步对受热面、空气预热器等放热冷却,经除尘器后,由引风机送入烟囱排入大气。
燃料燃烧、气固流体对受热面放热、再循环灰与补充物料及排渣的热量带入与带出,形成热平衡使炉膛温度维持在一定温度水平上。
大量的循环灰的存在,较好的维持了炉膛的温度均化性,增大了传热,而燃料成灰、脱硫与补充物料以及粗渣排除维持了炉膛的物料平衡。
煤质变化或加入石灰石均会改变炉内热平衡,故燃用不同煤种的循环流化床锅炉在设计及运行方面都有不同程度的差异。
循环流化床锅炉在煤种变化时,会对运行调节带来影响。
试验表明,各种煤种的燃尽率差别极大,在更换煤种时,必须重新调节分段送风和床温,使燃烧室适应新的煤种。
加入石灰石的目的,是为了在炉内进行脱硫。
石灰石的主要化学成份是CaO .而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等,若直接通过烟囱排入大气层,必然会造成污染。
加入石灰石后,石灰石中的的Cao 与烟气中的SO2、SO3等起化学反应,生成固态的CaSO3 、CaSO4 (即石膏),从而减少了空气中的硫酸类的酸性气体的污染。
另外,由于流化床锅炉的燃烧温度被控制在800-900 ℃范围内,煤粉燃烧后产生的NOx 气体也会大大减少硝酸类酸性气体。
2、循环流化床锅炉的特点可燃烧劣质煤因循环流化床锅炉特有的飞灰再循环结构,飞灰再循环量的大小可改变床内(燃烧室)的吸收份额,即任何劣质煤均可充分燃烧,所以循环流化床锅炉对燃料的适应性特别好。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种燃煤锅炉,主要用于发电、供热等能源领域。
其工作原理如下:
1. 燃烧室:煤炭被输送到燃烧室,并在空气的作用下进行燃烧。
燃烧过程产生的高温烟气从燃烧室顶部进入循环流化床。
2. 循环流化床:燃烧室内部设置有一层石英砂或沸石砂床,煤炭的燃烧产生的烟气通过这层床时,将砂床搅动形成类似于沸腾的状态,即床层内的固相颗粒呈现流化状态。
燃烧室烟气中的固体颗粒在空气的推动下在循环流化床中快速流动。
3. 固气分离:在循环流化床内,高温固体颗粒燃烧剩余物与床层内部的石英砂或沸石砂进行混合,然后流向循环下部的分离器。
分离器通过重力和离心力作用,将固态颗粒和烟气分开,使烟气通过废气排放管道排出,而固态颗粒留在床层内。
4. 回流装置:将分离器中的固态颗粒以一定速度通过回流装置输送回循环流化床内,与新添加的煤粉混合进行再次燃烧。
这种回流装置可保持循环流化床内的稳定燃烧状态。
5. 热水系统:在燃烧过程中,产生的高温烟气通过热交换器与锅炉水管中的水进行热交换,使水变为高温高压蒸汽。
这些蒸汽可用于发电或供热等用途。
通过循环流化床锅炉的工作原理,既可以实现高效燃烧,又可
以减少污染物的排放,提高能源利用率,具有较好的环保性能和经济性能。
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉工作原理循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃烧设备,其工作原理主要包括燃料燃烧、热量传递和废气处理三个方面。
下面将从这三个方面详细介绍循环流化床锅炉的工作原理。
首先,循环流化床锅炉的燃料燃烧过程。
循环流化床锅炉采用流化床燃烧技术,燃料在高速空气流的作用下在锅炉内部形成流态化状态,燃烧效率高。
具体来说,燃料进入锅炉后首先经过预处理,然后在流化床内燃烧,燃烧产生的热量被传递给锅炉水,使其升温并产生蒸汽。
在这个过程中,燃料的燃烧需要一定的氧气,而流化床内的空气通过风机进行循环供给,保持燃烧的稳定性和高效性。
其次,循环流化床锅炉的热量传递过程。
燃烧产生的热量通过烟气和固体颗粒的热传导、对流和辐射等方式传递给锅炉水,使其升温并产生蒸汽。
在循环流化床锅炉中,热量传递效率高,能够充分利用燃料的热值,减少能源的浪费。
最后,循环流化床锅炉的废气处理过程。
燃料燃烧产生的烟气中含有大量的固体颗粒和有害气体,需要经过处理后排放到大气中。
循环流化床锅炉采用先进的除尘、脱硫、脱硝等设备对烟气进行处理,使排放的废气达到国家相关标准,减少对环境的污染。
总的来说,循环流化床锅炉通过流化床燃烧技术实现了燃料的高效燃烧和热量的高效利用,同时通过废气处理设备实现了废气的清洁排放。
这种锅炉工作原理不仅能够满足工业生产对热能的需求,还能够减少能源的浪费和环境的污染,是一种具有广阔应用前景的燃烧设备。
通过对循环流化床锅炉的工作原理进行了详细介绍,可以看出其具有高效、清洁的特点,对于工业生产和环境保护都具有重要意义。
希望本文能够帮助大家更好地了解循环流化床锅炉的工作原理,推动其在工程领域的应用和发展。
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉原理循环流化床锅炉的基本原理可以简单地概括为燃料在床层中燃烧,生成高温高压的燃烧产物。
床层由燃料和惰性物质(如石英砂)组成,通过适当的风速和床层温度的控制,使得床层具有流化特性。
燃料通过与流化床底部风口喷入的气体混合,并受到床层中的高速气流的搅拌,形成类似于“沸腾”的状态,从而实现了燃料的高效燃烧。
1.高热效率:循环流化床锅炉采用了循环流化床技术,燃烧区域的温度均匀分布,燃料的燃烧速度快,热交换效率高。
同时,床层中的高速气流也能使燃料的燃烧更加完全,提高了热效率。
2.低污染排放:循环流化床锅炉通过在床层中加入石英砂等惰性物质,使得燃烧反应发生在一个稳定的环境中,减少了氮氧化物和二氧化硫等有害物质的生成。
此外,循环流化床锅炉的排烟温度较低,烟气中的颗粒物排放量也较小。
3.灵活性好:循环流化床锅炉适用于多种不同的燃料,包括煤炭、生物质和废弃物等。
同时,它还适用于不同的燃烧方式,如直接燃烧、气化和焚烧等。
这种灵活性使得循环流化床锅炉能够适应不同的能源需求和市场需求。
4.运行稳定:循环流化床锅炉床层气固两相的流态状态能够有效抑制燃烧过程中的爆炸和炸击现象,减少了锅炉的运行故障和事故的发生。
床层材料的循环和补给系统也能够保持床层的稳定和正常运行。
5.燃料利用率高:由于床层中燃料和惰性物质的混合均匀和燃烧反应的充分,循环流化床锅炉的燃料利用率较高。
床层中燃料的燃烧反应也能够利用燃料中的灰分和高温粉尘进行燃烧,最大限度地提高了燃料的利用效率。
总之,循环流化床锅炉通过流化床技术实现了燃料的高效燃烧和废气治理,并具有热效率高、污染排放少、灵活性好、运行稳定和燃料利用率高等优点。
随着环保要求的不断提高和能源需求的增加,循环流化床锅炉将在未来得到更广泛的应用。
循环流化床锅炉课件
第三章 循环流化床锅炉基本原理
第四章 循环流化床锅炉主要燃 烧设备及系统
第六章 循环流化床锅炉的运行
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展状况
一、煤燃烧技术的发展
19世纪80年代
固定床层燃技术
20世纪30年代
20世纪60年代末 至70年代初期
效率问题
煤粉燃烧技术
污染问题
第一代
流化床煤燃烧 技术(鼓泡床)
鼓泡床问题
20世纪80年代
第二代
流化床煤燃烧技 术(循环流化床)
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展发展状况
二、我国流化床燃烧技术的发展
1965年
第一台流化床锅炉在广东茂名投产
备注:工业鼓泡床锅炉,燃用油母页岩
1988年11月 第一台循环流化床锅炉在山东明水热 电厂投产(35t/h)
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展发展状况 三、山西循环流化床锅炉现状
2 130~240 t/h 级CFB锅炉的情况
2.3 侯马晋田电厂安装有两台哈尔滨锅炉厂引进 Alstom公司的循环流化床技术进行基础设计和制 造的型号为HG-220/9.8 CFB锅炉,于2002~2003 年4月先后投产。 2.4 山西平朔煤矸石电厂2×220 t/h循环流化床 锅炉#1炉于2004年12月26日通过72 小时试运。
6、燃料粒比度
燃料各粒径的颗粒占总量的份额之比称作粒比度。又称燃 料颗粒特性。按着粒比度在坐标图上作出的是一条连续的 曲线。称作颗粒特性曲线。
第三章 循环流化床锅炉基本原理
第一节 基本概念 7、流态化
当气体或液体以一定的速度流过固体颗粒层,并且气体 或液体对固体颗粒产生的作用力与固体颗粒所受的其他 外力相平衡,固体颗粒层会呈现出类似于液体状态的现 象。这种操作状态称为流态化。 8、流化速度 是指床料或物料流化时动力流体(一次风)的速度。也 称空塔速度。(u=Q/A)
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉是一种高效、节能的锅炉设备,广泛应用于化工、石化、电力等行业。
它采用了循环流化床技术,通过控制床层颗粒物的循环流动,实现了煤粉的完全燃烧,同时大幅减少了氮氧化物和烟尘的排放。
循环流化床锅炉的工作原理如下:
1. 燃烧室:燃烧室位于锅炉炉膛中心,其底部设有风室。
燃料(如煤粉)和气体(如空气)在风室中混合后进入燃烧室。
2. 循环流化床:循环流化床是燃烧室的主要部分,由大量细小的颗粒物组成。
燃料和气体在燃烧室中燃烧时,床层颗粒物被气流搅动形成循环流化状态。
颗粒物的循环流动使得燃料与气体充分混合,促进了燃烧反应的进行。
3. 温度控制:循环流化床锅炉在燃烧过程中需要控制温度,以确保燃烧产生的热能能够被高效利用。
通过控制床层颗粒物的循环速度和输送热媒的流量,可以实现对温度的精确控制。
4. 排放处理:循环流化床锅炉燃烧产生的废气需要经过处理后排放。
床层颗粒物中的烟尘和其他污染物通过排放装置进行过滤和洗涤,以减少对环境的污染。
总之,循环流化床锅炉通过循环流化床技术实现了煤粉的高效燃烧。
它具有热效率高、排放污染低的优点,是一种环保、节能的热能转化设备。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧和热能转化的热力设备。
其工作原理可以简述如下:
1. 准备燃料:将燃料(如煤、生物质等)送入锅炉的燃料仓,经过预处理后,将燃料颗粒化并保持一定湿度。
2. 引风:启动引风机,引入足够的气流,使燃料在炉膛内燃烧时得到充分氧化。
3. 循环流化床:燃料和一定量的惰性物料(如矿石颗粒)一起投入到炉内的循环流化床中。
床内通过风机供气,使床层内的颗粒保持悬浮的状态,形成循环流化床。
床内气体与颗粒之间的剧烈混合增加了传热和物质传递的效率。
4. 燃烧:燃料进入炉膛后,在较高温度下进行氧化反应,释放出热能。
同时,床内的惰性物料的作用有助于抑制燃料的剧烈燃烧,使炉膛内的温度保持在合适的范围。
5. 煤渣排除:燃料在炉内燃烧后,生成的煤渣会随着循环床内的气流一起进入锅炉后部的分离设备。
在这里,煤渣和床内颗粒会通过离心力的作用分离开来。
床内颗粒会返回床内进行循环利用,而煤渣则被排出锅炉。
6. 余热回收:废气由引风机抽出,经过余热回收系统后,将烟气中的热能回收,提高整个系统的热效率。
总之,循环流化床锅炉通过床内颗粒的循环流动,实现了燃料的高效燃烧和热能转化。
相较传统的锅炉技术,循环流化床锅炉具有热效率高、燃烧效果好、抑制氮氧化物排放等优点,广泛应用于工业生产和供热领域。
循环流化床锅炉的工作原理及特点
精心整理
循环流化床锅炉的工作原理及其特点
一、工作原理
1液态化过程
流态化是固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的一种状态固体颗粒、流体以及完成
化介质为气体,固体颗粒以及煤燃烧后的灰渣(床料)被流化,称为气固流态化。
流化床锅炉与其他类型燃烧锅炉的根本区别在于燃料处于流态化运动状态,并在流态化过程中进行燃烧。
当气体通过颗粒床层时,该床层随着气流速度的变化会呈现不同的流动状态。
随着气体流速的增加,固体颗粒呈现出固定床、起始流化态、鼓泡流化态、节涌、湍流流化态及气力输送等状态。
2宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性
(1(2(3(4(53并面,4再热器、省煤器和空气预热器等,与常规火炬燃烧锅炉相近。
(1) 炉膛
炉膛的燃烧以二次风入口为界氛围俩个区。
二次风入口以下为大粒子还原气氛燃烧区,二次分入口以上为小粒子氧化气氛燃烧区。
(2) 分离器
分离器循环流化床分离器是循环流化床燃烧系统的关键部分之一。
它的形成决定了燃烧系统和锅炉整体布置形式和紧凑性
(3) 返料装置
饭料装置是循环流化床锅炉的重要部件之一。
他的正常运行对燃烧过程的可控性、对锅炉负荷调节性能起决定性作用。
(4) 外置换热器
精心整理
部分循环流化床锅炉采用外置换热器。
外置换热器的作用是,是分离下来的物料部分或全部通过它,并将其冷却到500℃左右,然后通过返料器送回床内在燃烧。
外置换热器可布置省煤器、蒸发器、过热器、再热器等受热面。
二、循环流化床锅炉的特点
并(4)飞灰含碳量高的问题。
循环流化床讲解
一、循环流化床锅炉的原理(一)循环流化床的工作原理1.流化态过程当流体向上流过颗粒床层时,其运动状态是变化的。
流速较低时,颗粒静止不动,流体只在颗粒之间的缝隙中通过。
当流速增加到某一速度之后,颗粒不再由分布板所支持,而全部由流体的摩擦力所承托。
此时,对于单个颗粒来讲,它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置,相反的,在失去了以前的机械支撑后,每个颗粒可在床层中自由运动;就整个床层而言,具有了许多类似流体的性质。
这种状态就被称为流态化。
颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度,称为临界流化速度。
快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。
2.循环流化床锅炉的基本工作原理高温炉膛的燃料在高速气流的作用下,以沸腾悬浮状态(流态化)进行燃烧,由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
一次风由床底部引人以决定流化速度,二次风由给煤口上部送人,以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。
炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。
(二)流化床燃烧设备的主要类型流化床操作起初主要应用在化工领域,本世纪60年代开始,流化床被用于煤的燃烧。
并且很快成为三种主要燃烧方式之一,即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。
流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。
目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一,并愈来愈得到人们的重视。
流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉,按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。
这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。
其中前三类已得到工业应用,增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。
循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。
(如图a和b)(三)循环流化床锅炉的特点1.循环流化床锅炉的主要工作条件项目数值项目数值温度(℃)850—950 床层压降(kPa)11—12流化速度(m/s)4—6 炉内颗粒浓度150—600(炉膛底部)(kg/m3)床料粒度(μm)100—700 Ca/S摩尔比 1.5—4床料密度(kg/m3)1800—2600 壁面传热系数[W/210—250(m2·K)]燃料粒度(mm)<12脱硫剂粒度(mm)1左右2.循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉可分为两个部分。
循环流化床锅炉 第三章 循环流化床锅炉基本原理
影响物料浓度分布的主要因素
流化速度
物料的颗粒特性
循环倍率 给料口和回料口的高度 二次风口的位置
17
§3.3 循环流化床锅炉传热
本节内容: 一、传热机理 二、炉膛内传热方式的变化 三、影响传热的主要因素
18
一、传热机理 1、颗粒对流 2、气体对流 3、辐射
19
二、炉膛内传热方式的变化
第三章 循环流化床锅炉基本原理
1
主要内容
基本概念
循环流化床的动力特性
循环流化床锅炉的传热 循环流化床锅炉的燃烧
2
§3.1 基本概念
一、单一粒径颗粒流态化过程 1、流态化和流化床的概念 流态化:当气体以一定的速度向上流过固体 颗粒层时,固体颗粒呈现出类似于流体状态 的现象称为流态化。 流化床:固体颗粒、气体以及完成流态化的 设备称为流化床。 2、单一粒径不同气流速度下固体颗粒床层的流 动状态
四、燃烧区域与燃烧份额
燃烧区域
密相区 稀相区 高温分离器
33
燃烧份额
1、概念 2、燃烧份额对锅炉运行的影响
34
3、影响燃烧份额的因素 煤种 粒径及其分布 流化速度 物料循环量 过量空气系数 密相区床温
35
思考题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
③分离器效率 ④回料系统
一次风 循环流化床锅炉原理简图
10
§3.2
循环流化床的动力特性
一、床层阻力特性
11
临界流化风速和临界流化风量的测定
对运行的指导意义: 为使床层达到充 分流化,运行流化风 速通常为临界流化风 速的2~3倍。
12
循环流化床锅炉的工作原理及锅炉特点【最新版】
循环流化床锅炉的工作原理及锅炉特点一、循环流化床燃煤锅炉炉内工作原理循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程,以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为主要特征。
固体颗粒充满整个炉膛,处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。
但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程相比,颞粒在循环流化床燃烧室内的浓度远大于煤粉炉,并且存在显著的揪粒成闭和床料的颗粒间混,颗粒与气体间的相对速度大,这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。
循环流化床锅炉的燃烧与烟风流程示意见图6-1。
预热后的一次风(流化风)经风室由炉膛底部穿过布风板送入,使炉膛内的物料处于快速流化状态,燃料在充满整个炉膛的惰件床料中燃烧。
较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛,并由K灰分离装置分离收粜,通过分离器下的回料管与飞灰回送器(返料器)送W炉膛循坏燃烧;燃料在燃烧系统内完成燃烧和卨温烟气向X质的部分热M 传递过程。
烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入图s-i拥环流化床锅炉炉内燃烧与烟风系统尾部烟逬,继续受热曲•进行对流换热,最后排出锅炉。
在这种燃烧方式下,燃烧室密相区的湿度水T受到燃煤过秆中的高温结液、低温结焦和最佳脱硫温度的限制,一般维持在850℃左右,这一温度范围也恰与垃圾脱硫温度吻合。
由于循环流化床锅炉较煤粉炉炉膛的温度水平低的特点,带来低污染物排放和避免燃煤过程中结渣等问题的优越性。
二、循环流化床锅炉的工作过程图6-2为典型电站用循环流化床锅炉的工作系统,其基本工作过程如下:煤由煤场经抓斗和运煤皮带等传输设备被送入煤仓,然后由煤仓进入破碎机被破碎成粒径小于10mm 的煤粒后送入炉膛。
与此同时,用于燃烧脱硫的脱硫剂石灰石也由石灰石仓送入炉膛,参与煤粒燃烧反应。
此后,随烟气流出炉膛的大量颗粒在旋风分离器中与烟气分离。
分离出来的颗粒可以直接回到炉膛,也可经外置式换热器办进入炉膛参与燃烧过程。
由旋风分离器分离出来的烟气则被引入锅炉尾部烟道,对布置在尾部烟道中的过热器、省煤器和空气预热器中的工质进行加热,从空气预热器出口流出的烟气经布袋除尘器除尘后,由引风机排入烟囱,排向大气。
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉是一种先进的锅炉技术,其原理是通过循环的气体流动将燃料在锅炉内部充分燃烧。
它采用了一种特殊的燃烧模式,即将燃料颗粒与大量流动的气体(通常是空气或蒸汽)混合,形成一个循环流化床。
循环流化床的原理主要包括以下几个步骤:
1.气体进入床层:首先,通过风扇将气体引入循环流化床的床层。
这些气体包含了燃料颗粒和流体化介质(通常是细小的石英砂),并以一定的速度通过床层。
2.床层的流动:气体进入床层后,会通过气流的力量使床层内
的颗粒保持流动状态。
这种流动状态使燃料颗粒和气体充分混合,增加了燃烧效率。
3.燃烧反应:在床层内,燃料颗粒与氧气发生氧化反应,产生
水和二氧化碳等燃烧产物。
同时,释放出大量的热能。
4.燃烧产物的分离:燃烧产物经过气体分离器进行分离,其中
的固体颗粒被捕获回收,而气体则通过排烟口排放到大气中。
5.循环回流:床层中未燃烧完全的燃料颗粒通过循环器回流到
床层,保证了燃烧过程的连续进行。
通过以上的循环流化床锅炉原理,可以实现高效的燃烧过程,并且能够有效降低污染物排放。
此外,循环流化床锅炉还具有
良好的燃料适应性,可以燃烧多种类型的燃料,例如煤炭、生物质和废物等。
这使得循环流化床锅炉在能源利用和环境保护方面有着广泛的应用前景。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床技术进行燃烧的锅炉。
其工作原理如下:
1. 燃料供给:将燃料(如煤炭、生物质或废弃物等)送入循环流化床锅炉中。
2. 燃烧气体进入循环流化床:通过给燃料供应充分的氧气,燃烧产生的高温燃烧气体进入循环流化床。
3. 循环流化床:循环流化床是由高速气流和燃料颗粒组成的流化床。
床内的气流维持颗粒悬浮,并使其呈现类似流体的状态。
4. 燃料燃烧:在流化床中,燃料颗粒与气流混合并燃烧。
燃料颗粒中的固体燃料被氧化为燃烧产物(如二氧化碳、水蒸汽等)。
5. 温度调控:通过调节燃料供应和床内气流速度,控制循环流化床的温度,使其保持在适宜的燃烧温度范围内。
6. 固体分离:燃烧后的固体残渣(灰渣)通过装置(如旋风分离器)从循环流化床中分离出来。
燃烧气体进一步通过喷射器和其他副燃烧器等装置进行处理。
7. 热能回收:循环流化床锅炉燃烧过程产生的热能通过烟汽换热器等装置回收,以便用于发电、供热或其他用途。
总的说来,循环流化床锅炉的工作原理是通过在床内产生循环气流来维持颗粒床的流化状态,使燃料颗粒与气流充分混合并燃烧,从而实现热能的释放和利用。
这种技术具有高热效率、低污染排放和适应多种燃料等优点,所以被广泛应用于能源产业。
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉原理循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃烧设备,其原理是利用流化床技术进行燃烧,实现燃料的充分燃烧和热能的高效利用。
循环流化床锅炉具有燃烧效率高、污染物排放低、适用范围广等优点,因此在工业生产中得到了广泛应用。
循环流化床锅炉的原理主要包括燃料燃烧、热能传递和流化床循环三个方面。
首先,燃料在流化床锅炉内被喷射到床层上,然后在空气的作用下发生燃烧。
在燃料燃烧的过程中,燃料中的碳、氢等元素与氧气发生化学反应,释放出热能。
同时,燃烧产生的热能被传递给流化床内的热载体,如水蒸气或热油,从而使其升温。
最后,流化床内的热载体在输送系统的作用下,将热能传递到锅炉外部,用于生产工艺或供暖等用途。
循环流化床锅炉的燃料可以是固体、液体或气体燃料,因此适用范围广泛。
在燃烧过程中,燃料颗粒在流化床内受到气流的支撑,形成了一种类似液体的状态,因此具有良好的混合性和传热性能。
同时,流化床锅炉的床层温度相对较低,有利于减少氮氧化物的生成,从而降低了污染物排放。
循环流化床锅炉的循环系统是实现其正常运行的关键。
循环流化床锅炉采用循环流化床技术,通过循环器将流化床内的热载体送回炉膛,实现热能的再循环利用。
在循环过程中,热载体经过再加热后重新进入流化床,完成热能的传递。
这种循环方式不仅提高了热能利用率,还有利于控制炉膛内的温度分布,保证了燃料的充分燃烧。
总的来说,循环流化床锅炉通过流化床技术实现了燃料的充分燃烧和热能的高效利用,具有燃烧效率高、污染物排放低、适用范围广等优点。
其原理包括燃料燃烧、热能传递和流化床循环三个方面,采用固体、液体或气体燃料,通过循环系统实现热能的再循环利用。
循环流化床锅炉在工业生产中具有重要的应用前景,对于提高能源利用效率、减少环境污染具有重要意义。
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允许变化范围
通过率 %
40.00% 30.00% 20.00%
10.00%
1.00%
10
100
石灰石粒度 μ m
1000
10000
宽筛分与窄筛分
7
4.燃料粒比度 燃煤的颗粒特性、颗粒特性曲线 5.堆积密度与颗粒密度 无约束,真实密度 ρd kg/m3 6.空隙率 堆积与流化并不相同。确定流化状态 7.流化速度 空床速度,控制流化状态
小孔射流
连通效应 静压强特性 良好混合特性
6
三、 基本概念 1.床料 燃煤、灰渣、石灰石、砂子或铁矿石 2.物料 循环系统内燃烧或载热固体颗粒 3.燃料筛分
99.90% 99.00%
设计粒度分布
90.00% 80.00% 70.00% 60.00% 50.00%
dmax=1. 5m m d50 =450μ m
20
三、影响炉内传热的主要因素
1.物料浓度和颗粒平均直径 2.流化速度 3. 床温 4.循环倍率 5. 悬挂受热面
21
§3.4
循环流化锅炉内的燃烧
本节内容:
一、煤粒的燃烧环境
二、煤粒的燃烧过程
三、燃烧工况
四、燃烧区域与燃烧份额
22
一、煤粒的燃烧环境
温度(850~950℃)
燃烧 结焦 脱硫 配风(分级配风) 利于脱硝 节能
第三章 循环流化床锅炉基本原理
1
主要内容
基本概念
循环流化床的动力特性
循环流化床锅炉的传热 循环流化床锅炉的燃烧
2
§3.1 基本概念
一、单一粒径颗粒流态化过程 1、流态化和流化床的概念 流态化:当气体以一定的速度向上流过固体 颗粒层时,固体颗粒呈现出类似于流体状态 的现象称为流态化。 流化床:固体颗粒、气体以及完成流态化的 设备称为流化床。 2、单一粒径不同气流速度下固体颗粒床层的流 动状态
四、燃烧区域与燃烧份额
燃烧区域
密相区 稀相区 高温分离器
33
燃烧份额
1、概念 2、燃烧份额对锅炉运行的影响
34
3、影响燃烧份额的因素 煤种 粒径及其分布 流化速度 物料循环量 过量空气系数 密相区床温
35
思考题
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.
8
8.颗粒终端速度、夹带、扬析
煤粉颗粒的终端沉降速度 u t (m/s) 煤粒直径 ( m ) 30 40 50 60 70 80 90 100 200℃ 0.03 0.06 0.12 0.15 0.25 0.27 0.37 0.43 800℃ 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 0.21 0.24 煤粒直径 ( m ) 200 300 400 500 600 800 1000 200℃ 1.13 1.92 2.62 3.38 4.08 5.35 6.58 800℃ 0.85 1.62 2.5 2.35 4.21 5.83 7.41
什么是流态化? 床料和物料有什么区别? 流化速度与临界流速有什么区别?影响临界流速的 因素有哪些? 什么是物料的循环倍率?影响因素有哪些? 煤粒在循环流化床锅炉内的燃烧要经过哪四个连续 变化的过程?这四个过程各有什么特点? 什么是动力燃烧、扩散燃烧? 影响燃烧份额的因素有哪些? 流化床锅炉的传热有哪些基本形式?主要的影响因 素有哪些?
影响物料浓度分布的主要因素
流化速度
物料的颗粒特性
循环倍率 给料口和回料口的高度 二次风口的位置
17
§3.3 循环流化床锅炉传热
本节内容: 一、传热机理 二、炉膛内传热方式的变化 三、影响传热的主要因素
18
一、传热机理 1、颗粒对流 2、气体对流 3、辐射
19
二、炉膛内传热方式的变化
kzs的计算式
<800℃ αks》 k
k
>600 ℃ k 》αks
αks
600℃~800 ℃ αks≈ k
1/(1/ αks+1/ k)
燃料与气流的 影响wr的主要 温度 相对速度、碳 温度和扩散条件 因素 粒直径 强化燃烧的措 加强混合、减 提高炉温、改善 提高炉温 施 小碳粒直径 扩散混合条件
32
③分离器效率 ④回料系统
一次风 循环流化床锅炉原理简图
10
§3.2
循环流化床的动力特性
一、床层阻力特性
11
临界流化风速和临界流化风量的测定
对运行的指导意义: 为使床层达到充 分流化,运行流化风 速通常为临界流化风 速的2~3倍。
12
二、炉内物料颗粒运动和浓度分布 1. 床内气泡与颗粒运动
图 2-18 气泡上浮对床料的扰动
37
ks
w d
2 1
3 3
30
(四)燃烧速度和燃烧区域 1.燃烧速度 稳定燃烧 wh wks wr
wh kC
b O2
wks ks C C
0 O2
b O2
wr
1 1 1 k ks
C
0 O2
k zs C
0 O2
31
2.燃烧工况
动力燃烧 扩散燃烧 过渡燃烧
温度 αks与k的比较
当气流通过由不同粒径的颗粒混合物所组成的流化床 层时,一些终端速度小于床层表观气流速度的细粒子 将陆续被上升气流带走,这一过程称为夹带。
9
9.临界流化风速与临界流化风量 开始流化时的一次风速度与风量 10.物料循环倍率 物料返送量与燃料给进量之比
烟气
影响因素:
分离器
①一次风量 ②燃料颗粒特性
燃料
回料风 回料阀
多相燃烧 dC B b w kC B d
B h
②反应空间的压力 ③温度和燃料性质 阿累尼乌斯定律
k k0 e
E RT
29
3.提高化学反应速度的措施 (三)氧的扩散速度 1.概念
wks ks C O2 C
0
b O2
2.影响因素: ①氧的浓度差 ②扩散速度系数 3.提高措施
3
固体颗粒床层的流动状态
4
循环流化床锅炉内不同区域流型分布
位置 燃烧室(二次风口以下) 燃烧室(二次风口以上) 旋风分离器 返料料腿(立管) 返料机构/外置式换热器 尾部烟道 流动状态 湍流或鼓泡流化床 快速流化床 旋涡流动 移动床 鼓泡流化床 气力输送
5
二、流化床的流体力学性质
浮力定律 液面特性
13
2. 床内颗粒浓度分布 输送分离高度 (Transport Disengaging Height—— TDH)
14
颗粒浓度沿床高(轴向)分布规律
图2-21 不同流态化型式沿高度的颗粒浓 度分布
15
颗粒浓度沿床截面(径向)分布规律
G
气流方向
图2-25 快速流化床内颗 粒流动示意图
16
(一)概述 1.燃烧的实质 2.燃烧的分类 单相(均相)燃烧 多相(异相)燃烧 3.碳粒的燃烧过程
27
(二)化学反应速度 燃烧反应通式 aA bB 1.化学反应速度的定义
gG hH
dC wh d
多相燃烧
dC B wB d
28
2.影响化学反应速度的因素 ①反应物的浓度 质量作用定律 dC A A a b 均相燃烧 wh kC AC B d
23
二、煤粒的燃烧过程
(1)煤粒被加热和干燥; (2)挥发分的析出和燃 烧; (3) 煤 粒 膨 胀 和 破 裂 (一级破碎); (4)焦炭燃烧和再次破 裂(二级破碎)及 炭粒磨损。
24
煤粒的爆裂与灰粒的磨耗
煤粒的爆裂 一级破碎 二级破碎
灰粒(碳粒) 的磨耗
25
26
三、燃烧工况