(优选)循环流化床锅炉的构造及工作原理
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（优选）循环流化床锅炉的构 造及工作原理
一、燃烧室（又称炉膛）的结构型式
炉膛结构主要由以下三种：
（1）圆形炉膛 （2）方形炉膛 又分为正方形和 长方形两种 （3）下圆上方型 常见的为方形炉膛结构。 方形结构的炉膛的优点是密封好， 锅炉体积相对较小，锅炉启动速度 快。启动时间一般仅是由耐火砖砌 筑的炉膛锅炉的1/3~1/4。 缺点是水冷壁磨损较大。
二、布风装置
流化床布风装置主要由布 风板（包括花板和风帽）、隔 热层、风室和风道组成。 布风装置的主要作用有： （1）支撑床料。 （2）均匀布风。 （3）流化床料。 （4）及时排出流化性能差、 在布风板上沉积的大颗粒，避 免流化分层。
布风板
对布风板的要求是:
• 布风板阻力越大，布风越 均匀。
• 布风板阻力应为床层阻力 的24%--30%才可维持床层 稳定运行。
（2）试投燃料 间断投煤
（3）过渡到正常运行
床下启动燃烧器必须设置 火检（FSSS--MFT），防 止爆炸。
点火燃烧器
床上点火燃烧器
作用： • 点火助燃 • 低负荷稳燃(自
动)
Biblioteka Baidu床下点火燃烧器
作用： • 点火（手动、远
控、自动） • 低负荷稳燃(自
动)
大型循环流化床锅炉采用的风道燃烧器
四、物料分离器
• 炉膛四周是鳍片式水冷壁 ，一般外径为60或57mm,壁 厚为5mm。 材质为20G，节 距为80或100mm,鳍片厚度 为6mm。
炉膛中的设备
• 水冷屏：116MW热水和小型 锅炉不需要
• 汽冷屏：完成过热热需要 ，小型锅炉有些有设计
• 水冷屏+汽冷屏：蒸发量在 220t/h以上锅炉有设计
• 煤泥入口：在炉膛顶部 • 二次风入口：在6--9米 • 返料口：在6--7米
正常燃烧时，在一次风机的作用下，具有一定数量和动 能的空气，经床下启动燃烧器、水冷风室、床上风帽，将床 上物料（煤+炭火+返料灰+石灰石）吹起来，较大的颗粒在 其自身重力作用下向下跌落，与吹起来的粒子发生碰撞、产 生破碎，不断更新粒子的燃烧外表面，使燃烧即快又好。在 上升的火焰和炭火流中，既有分子团的不断形成与扩散，又 有物料的强烈碰撞与返混，使燃烧的炭火流就像金色的喷泉 充满整个炉膛空间。由于流化速度比较高，离开炉膛的烟气 要带走一定数量的灰，经过旋风分离器、上料腿、回料阀、 下料腿，再一次回到床上参加流化、燃烧、传热，顾名思义 ，叫循环流化床锅炉。
炉膛的结构及形状
• 瘦而高，净高大于25米 ，最低也要大于23米。
• 炉膛为矩形，深度不大 于4.6米。（考虑二次风 的穿透能力，裤衩型）
• 中小型CFB锅炉，炉顶倾 角为7度。
• 浓相区水冷壁倾角为72 度，给煤口入口倾角为 45度。
• 下部为浓相区--流化速度 4-5米。
• 上部为稀相区--流化速度 5-6米。
布风板上安装风帽、砌筑隔 热层。 隔热层分三层砌筑： 密封层 32mm 绝热层 60mm 不大于135mm 耐火层 不大于35mm
布风板的型式
风帽
风帽的作用：是使进入流化 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。
物料分离器的作用：
是将大量的高温固体 物料从烟气中分离出来， 送回到燃烧室，以维持燃 烧室内较高的固体颗粒浓 度，并保证燃料和脱硫剂 多次循环和反复燃烧。
物料分离器的分类
（1）按分离原理分类
– 离心分离 （常用） – 惯性分离 – 组合分离
（2）按进口温度分类
– 高温分离 （常用） – 中温分离 – 低温分离
• 床上油枪点火：
• 生物质给料口：和煤 一起，单独。
• 埋管：CFB没有。
• 浓相区最底部： 水冷 布风板（床）
炉膛内重要参数
• 炉膛温度：850--950℃ • 炉膛设计安全压力：2450
Pa • MFT保护定置：1500Pa（经
验） • 最高承受压力：8900Pa • 料层压差（浓相段压差）
（3）按是否冷却分类
– 绝热式 （小机组） – 水（汽）冷式 （大机组）
风帽分类：
（1）小孔径风帽
（2）大孔径风帽
常用的风帽为大孔径钟罩式 风帽
风帽设计参数
• 设计风帽阻力： 由三部分阻力组成，
一般在2500Pa--3500Pa 之间 • 风帽孔型：
水平（系数1.95）或 下倾10度（系数1.65 • 风帽开孔率：
3%--3.5%
例：HG风帽
HG水冷布风板
HG风帽
风室
炉膛浓相区的结构布置
• 给煤口：距布风板1.5-2.0米
• 回灰口：距布风板1.5— 2.0米（45度变30度）
• 二次风口：上二次风距布 风板3--5米。下二次风距 布风板1.7--2.5米
• 播煤风口：扁矩形
• 压力测点：两层或三层布 置
• 温度测点：两层或三层布 置
• 石灰石入口：单独送 人、和煤一起送、和 回料一起送或走二次 风口
炉膛的作用
流化——燃烧——传热
炉膛换热型式: 对流换热和辐射换热 主要以对流换热为主
方形燃烧室结构：
炉膛四周由水冷壁围成 。为防止烟气和物料向外泄露 ，一般采用膜式水冷壁。这种 结构的常常与风室、布风板连 成一体，悬吊在锅炉刚架上， 可以上下自由膨胀。
为了减轻水冷壁受热面的 磨损，目前已投运的锅炉均在 炉膛下部密相区水冷壁内侧衬 有耐磨耐火材料，厚度一般小 于或等于50mm，高度根据锅炉 容量大小和流化状态确定。一 般在2~4m范围内。
风室的作用：起到均流和稳 压的作用，使气体从风室进 入后降低流速，将动压变为 静压。
对风室的要求：
（1）具有一定的强度和较好 的气密性，在工作条件下不 变形、不漏风。
（2）具有较好的均流和稳压 作用。
（3）结构简单，便于维护检 修，且风室应设有检修门和 放渣门。
三、点火装置
点火过程:
（1）床料加热 固定床点火 流化床点火
6000--9000Pa，点火时 4000Pa（经验） • 炉膛压差（稀相段压差） 50--1500Pa（经验） • 炉膛出口负压：20--50Pa
浓相段浇注料
• 浇注料作用：防磨（延长 炉子寿命），保证浓相区 温度
• 浇注料厚度：60—80mm
锅炉大型化后炉膛的变化
CFB锅炉炉膛内部的燃烧过程
一、燃烧室（又称炉膛）的结构型式
炉膛结构主要由以下三种：
（1）圆形炉膛 （2）方形炉膛 又分为正方形和 长方形两种 （3）下圆上方型 常见的为方形炉膛结构。 方形结构的炉膛的优点是密封好， 锅炉体积相对较小，锅炉启动速度 快。启动时间一般仅是由耐火砖砌 筑的炉膛锅炉的1/3~1/4。 缺点是水冷壁磨损较大。
二、布风装置
流化床布风装置主要由布 风板（包括花板和风帽）、隔 热层、风室和风道组成。 布风装置的主要作用有： （1）支撑床料。 （2）均匀布风。 （3）流化床料。 （4）及时排出流化性能差、 在布风板上沉积的大颗粒，避 免流化分层。
布风板
对布风板的要求是:
• 布风板阻力越大，布风越 均匀。
• 布风板阻力应为床层阻力 的24%--30%才可维持床层 稳定运行。
（2）试投燃料 间断投煤
（3）过渡到正常运行
床下启动燃烧器必须设置 火检（FSSS--MFT），防 止爆炸。
点火燃烧器
床上点火燃烧器
作用： • 点火助燃 • 低负荷稳燃(自
动)
Biblioteka Baidu床下点火燃烧器
作用： • 点火（手动、远
控、自动） • 低负荷稳燃(自
动)
大型循环流化床锅炉采用的风道燃烧器
四、物料分离器
• 炉膛四周是鳍片式水冷壁 ，一般外径为60或57mm,壁 厚为5mm。 材质为20G，节 距为80或100mm,鳍片厚度 为6mm。
炉膛中的设备
• 水冷屏：116MW热水和小型 锅炉不需要
• 汽冷屏：完成过热热需要 ，小型锅炉有些有设计
• 水冷屏+汽冷屏：蒸发量在 220t/h以上锅炉有设计
• 煤泥入口：在炉膛顶部 • 二次风入口：在6--9米 • 返料口：在6--7米
正常燃烧时，在一次风机的作用下，具有一定数量和动 能的空气，经床下启动燃烧器、水冷风室、床上风帽，将床 上物料（煤+炭火+返料灰+石灰石）吹起来，较大的颗粒在 其自身重力作用下向下跌落，与吹起来的粒子发生碰撞、产 生破碎，不断更新粒子的燃烧外表面，使燃烧即快又好。在 上升的火焰和炭火流中，既有分子团的不断形成与扩散，又 有物料的强烈碰撞与返混，使燃烧的炭火流就像金色的喷泉 充满整个炉膛空间。由于流化速度比较高，离开炉膛的烟气 要带走一定数量的灰，经过旋风分离器、上料腿、回料阀、 下料腿，再一次回到床上参加流化、燃烧、传热，顾名思义 ，叫循环流化床锅炉。
炉膛的结构及形状
• 瘦而高，净高大于25米 ，最低也要大于23米。
• 炉膛为矩形，深度不大 于4.6米。（考虑二次风 的穿透能力，裤衩型）
• 中小型CFB锅炉，炉顶倾 角为7度。
• 浓相区水冷壁倾角为72 度，给煤口入口倾角为 45度。
• 下部为浓相区--流化速度 4-5米。
• 上部为稀相区--流化速度 5-6米。
布风板上安装风帽、砌筑隔 热层。 隔热层分三层砌筑： 密封层 32mm 绝热层 60mm 不大于135mm 耐火层 不大于35mm
布风板的型式
风帽
风帽的作用：是使进入流化 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。
物料分离器的作用：
是将大量的高温固体 物料从烟气中分离出来， 送回到燃烧室，以维持燃 烧室内较高的固体颗粒浓 度，并保证燃料和脱硫剂 多次循环和反复燃烧。
物料分离器的分类
（1）按分离原理分类
– 离心分离 （常用） – 惯性分离 – 组合分离
（2）按进口温度分类
– 高温分离 （常用） – 中温分离 – 低温分离
• 床上油枪点火：
• 生物质给料口：和煤 一起，单独。
• 埋管：CFB没有。
• 浓相区最底部： 水冷 布风板（床）
炉膛内重要参数
• 炉膛温度：850--950℃ • 炉膛设计安全压力：2450
Pa • MFT保护定置：1500Pa（经
验） • 最高承受压力：8900Pa • 料层压差（浓相段压差）
（3）按是否冷却分类
– 绝热式 （小机组） – 水（汽）冷式 （大机组）
风帽分类：
（1）小孔径风帽
（2）大孔径风帽
常用的风帽为大孔径钟罩式 风帽
风帽设计参数
• 设计风帽阻力： 由三部分阻力组成，
一般在2500Pa--3500Pa 之间 • 风帽孔型：
水平（系数1.95）或 下倾10度（系数1.65 • 风帽开孔率：
3%--3.5%
例：HG风帽
HG水冷布风板
HG风帽
风室
炉膛浓相区的结构布置
• 给煤口：距布风板1.5-2.0米
• 回灰口：距布风板1.5— 2.0米（45度变30度）
• 二次风口：上二次风距布 风板3--5米。下二次风距 布风板1.7--2.5米
• 播煤风口：扁矩形
• 压力测点：两层或三层布 置
• 温度测点：两层或三层布 置
• 石灰石入口：单独送 人、和煤一起送、和 回料一起送或走二次 风口
炉膛的作用
流化——燃烧——传热
炉膛换热型式: 对流换热和辐射换热 主要以对流换热为主
方形燃烧室结构：
炉膛四周由水冷壁围成 。为防止烟气和物料向外泄露 ，一般采用膜式水冷壁。这种 结构的常常与风室、布风板连 成一体，悬吊在锅炉刚架上， 可以上下自由膨胀。
为了减轻水冷壁受热面的 磨损，目前已投运的锅炉均在 炉膛下部密相区水冷壁内侧衬 有耐磨耐火材料，厚度一般小 于或等于50mm，高度根据锅炉 容量大小和流化状态确定。一 般在2~4m范围内。
风室的作用：起到均流和稳 压的作用，使气体从风室进 入后降低流速，将动压变为 静压。
对风室的要求：
（1）具有一定的强度和较好 的气密性，在工作条件下不 变形、不漏风。
（2）具有较好的均流和稳压 作用。
（3）结构简单，便于维护检 修，且风室应设有检修门和 放渣门。
三、点火装置
点火过程:
（1）床料加热 固定床点火 流化床点火
6000--9000Pa，点火时 4000Pa（经验） • 炉膛压差（稀相段压差） 50--1500Pa（经验） • 炉膛出口负压：20--50Pa
浓相段浇注料
• 浇注料作用：防磨（延长 炉子寿命），保证浓相区 温度
• 浇注料厚度：60—80mm
锅炉大型化后炉膛的变化
CFB锅炉炉膛内部的燃烧过程