循环流化床锅炉 第五章 物料循环燃烧系统
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。
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统引言循环流化床锅炉是一种常见的锅炉类型，其物料循环燃烧系统被广泛应用于工业领域。
该系统的设计和优化对于提高能源利用效率、降低污染物排放以及减少能源消耗具有重要意义。
本文将介绍循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的基本原理、组成部分以及工作过程。
系统原理循环流化床锅炉物料循环燃烧系统基于循环流化床技术，其原理是将物料（如煤粉、燃气等）与气体（如空气、蒸汽等）混合进入锅炉炉膛，在一定的温度和压力条件下进行反应燃烧。
循环流化床通过气体的上升和物料的循环降低了燃烧过程中的温度梯度，提高了燃烧效率和热交换效率。
系统组成部分循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下组成部分组成：1.锅炉炉膛：用于燃烧物料的空间。
炉膛通常采用圆形或方形的结构，具有适当的尺寸和容量。
2.循环系统：包括循环器、循环气管和物料循环管。
循环系统中的循环器通过调节循环气流的速度和方向，控制物料在循环管中的循环速度和循环比例。
3.燃烧系统：包括燃料供给系统、燃烧室和燃烧控制系统。
燃料供给系统用于将燃料送入燃烧室，燃烧室通过控制燃烧过程中的气流和温度，实现物料的完全燃烧。
4.热交换系统：包括烟气余热回收器和空气预热器。
烟气余热回收器用于回收燃烧过程中产生的热能，提高能源利用效率。
空气预热器则通过预热进入锅炉的空气，降低了燃料的燃烧温度，减少了污染物的排放。
工作过程循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作过程可以分为以下几个步骤：1.物料供给：燃料经过处理后，通过燃料供给系统被输送到燃烧室中。
在物料供给的过程中，可以根据需要进行添加辅助燃料或调节燃料的供给量。
2.循环循环：在循环系统的控制下，物料和气体经过循环管进入循环器，形成循环流化床。
在循环过程中，物料在高温下发生燃烧反应，释放出热能。
3.燃烧反应：在循环流化床中，物料与气体发生燃烧反应。
燃料的燃烧过程可以分为物理燃烧和化学燃烧两个阶段，通过控制燃烧过程中的气流和温度，实现物料的完全燃烧。
循环流化床锅炉主要设备及系统
燃烧室内部通常装有布风装置 、点火装置、温度测点等，以
确保煤粉能够均匀燃烧。
燃烧室的尺寸和形状根据锅炉 的容量和设计要求而定，其结 构需充分考虑热效率和燃烧效
率。
燃烧室的维护和清洁对于锅炉 的安全和稳定运行至关重要。
分离器
分离器的主要作用是将燃烧产生的烟气中的固体颗粒进行分离，以回收热能和减少 对环境的污染。
灰渣系统的作用
灰渣系统是循环流化床锅炉的重要辅助系统之一，主要负责收集 和运输锅炉燃烧产生的灰渣，并将其排出炉外。
灰渣系统的组成
灰渣系统通常包括灰斗、落灰管、输送设备（如刮板输送机、链式 输送机等）以及灰渣储存和处理设备等。
灰渣的利用和处理
收集的灰渣可以进行再利用，如作为建材、水泥等行业的原料，或 者经过处理后进行填埋等无害化处理。
环保性能好
循环流化床锅炉采用低温燃烧技术，能够减少氮氧化物、 硫氧化物等污染物的生成，烟气中的颗粒物也得到有效控 制，环保性能较好。
负荷调节范围广
循环流化床锅炉的负荷调节范围较广，可以在30%至 100%的范围内进行调节，能够满足不同用户的需求。
循环流化床锅炉的应用
电力行业
循环流化床锅炉广泛应用于电力 行业，作为大型火力发电厂的锅 炉设备，为电网提供稳定的电力
紧急处理
对于突发的严重故障或事故，需要进行紧急处理，如紧急停炉、切断燃料供应、启动消防设施等，以防止事故扩大和 减少损失。
维护保养
循环流化床锅炉的维护保养包括日常检查、定期清理、润滑保养等措施，以保持设备的良好状态和延长 使用寿命。同时需要对常见故障和问题进行分析总结，加强设备的维护和管理。
05
循环流化床锅炉发展趋 势与展望
除尘系统
除尘系统的作用
循环流化床工作原理
1、燃烧系统的工作过程
在燃煤循环流化床锅炉的燃烧系统中，燃料煤首先被加工成一定粒度范围的宽筛分煤，然后由给料机经给煤口送入循环流化床密相区进行燃烧，其中许多细颗粒物料将进入稀相区继续燃烧，并有部分随烟气飞出炉膛。
飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经返料器送回炉膛，再参与燃烧。
燃烧过程中产生的大量高温烟气，流经过过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面，进入除尘器进行除尘，最后由引风机排至烟囱进入大气。
循环流化床锅炉燃烧在整个炉膛内进行，而且炉膛内具有很高的颗粒浓度，高浓度颗粒通过床层、炉膛、分离器和返料装置，再返回炉膛，进行多次循环，颗粒在循环过程中进行燃烧和传热。
2、汽水系统的工作过程
锅炉给水首先进入省煤器，然后进入汽包，后经下降管进入水冷壁。
燃料燃烧所产生的热量在炉膛内通过辐射和对流等传热形式由水冷壁吸收，用以加热给水生产汽水混合物。
生成的汽水混合物进入汽包，在汽包内进行汽水分离。
分离出的水进入下降管继续参与水循环；分离出的饱和蒸汽进入过热器系统继续加热变成过热蒸汽。
锅炉产生的过热蒸汽进入汽轮机做功，将热能转化成汽轮机的机械能。
循环流化床锅炉设备及运行物料循环燃烧系统
第四节 固体物料回送装置
重点掌握
• 1.物料循环回路的压力平衡关系 • 2.回料阀的结构、原理 • 3.自平衡回料原理
1.物料循环回路的压力平衡关系
思考：
物料怎样实现 从压力低的分 离器流向压力 高的炉膛？
P=0
P<0
P>0 P>0 循环回路压力关系
哪种方案可行？
1：直接回料
2：密封阀回料
“阀”的概念——回料
1.作用
• 把从炉膛飞出的固体 颗粒从烟气中分离出 来
• 实现了燃料循环燃烧，提 高了燃烧效率
• 实现了脱硫剂循环利用， 节约了脱硫剂用量
• 保留足量的固体颗粒，顺 利完成传热
2.分类
• （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
• 结构、原理与运行
• 重点要掌握:
1. 影响分离效率的因素； 2. 自平衡回料阀的“自平衡”原理。
课后思考题
• 1. 物料为什么能从分离器下部的 低压端流向炉膛的高压端？
• 2. 影响旋风分离器分离效率的因 素有哪些？
• 3. 高温绝热型、水（汽）冷型、 方型分离器各有什么优缺点？
• 4. 锅炉运行时，U型阀的风量要 经常调整吗？为什么？
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度 • 中心筒插入高度
高温绝热旋风分离器
• 优缺点 • 优点
– 结构简单 – 分离效率高
• 缺点
– 热惯性大，启动时间长 – 易结焦 – 体积庞大，布置困难
为克服上述缺点，冷却型高温旋风 分离器诞生了。
汽(水)冷分离器
• 结构特点
– 汽冷（水冷）
循环流化床锅炉燃烧方式
循环流化床锅炉燃烧方式引言循环流化床锅炉是一种利用流化床技术进行高效燃烧的锅炉，其独特的燃烧方式可以提供更高的热效率和更低的污染排放。
本文将介绍循环流化床锅炉的燃烧方式，包括基本原理、燃烧过程及其应用领域等方面。
1. 循环流化床基本原理循环流化床是一种通过将固体颗粒物质与气流进行循环混合而实现燃烧的技术。
循环流化床锅炉的基本原理如下：•利用气流形成床内均匀的悬浮状态：循环流化床锅炉床内充满了固体颗粒物质，通过高速气流的作用，使颗粒物质悬浮在气流中，形成均匀的悬浮状态。
•利用气流的高速度提高传热效率：气流通过床层时，与悬浮颗粒物质发生剧烈碰撞，使气流中的热量迅速传递给颗粒物质，从而提高传热效率。
•利用颗粒物质的独特特性实现燃烧：循环流化床锅炉中的颗粒物质具有很好的燃烧性能，通过与气流的混合作用，颗粒物质可以迅速燃烧，释放出热量。
2. 循环流化床锅炉燃烧过程循环流化床锅炉的燃烧过程可以分为以下几个步骤：2.1 预热和干燥阶段：初始阶段，床内固体颗粒物质开始被加热和干燥，床温逐渐升高。
2.2 燃烧和混合阶段：预热和干燥后，固体颗粒物质与燃料混合，同时引入适量的气流。
在高速气流的作用下，颗粒物质迅速燃烧，释放出大量的热量。
2.3 吸热和燃料转化阶段：燃烧过程中，颗粒物质吸收热量，使颗粒物质温度升高。
同时，燃料在高温下发生物理和化学反应，转化为可燃气体。
2.4 燃料气化阶段：燃料转化为可燃气体后，与床内的气流充分混合，形成高温的气体。
该气体进一步燃烧，释放更多的热量。
2.5 传热和排烟阶段：燃烧产生的热量通过颗粒物质与气流的热交换，传递给锅炉管道中的工质（通常为水蒸气）。
同时，废气中的污染物通过烟气净化设备进行处理，以降低污染物排放。
3. 循环流化床锅炉燃烧方式的优势循环流化床锅炉的燃烧方式具有以下优势：•高热效率：循环流化床锅炉通过气流与颗粒物质的循环混合，使热量更均匀地传递给工质，提高了热效率。
•低排放：循环流化床锅炉通过燃料的充分燃烧和烟气净化设备的处理，减少了二氧化硫、氮氧化物等有害气体的排放。
循环流化床锅炉习题解答
第一章1.循环流化床燃烧技术的特点。
（包括8优点和4缺点）优点（8个）（1）燃烧效率高：由于炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2%—3%，其余为大量的高温惰性物料（灰、石灰石或沙子等）；再加上燃料在炉内的停留时间长、湍流混合强烈，在氧气足够的情况下，仍能保证在850-900℃的低温条件下稳定和高效的燃烧任何燃料。
（2）燃料适应性强：可以燃用一切种类的煤，包括高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、煤矸石等等，还有城市垃圾、油污泥、农林业生物质废料等，各种气体和液体燃料。
（原因同上）（3）低的污染物排放：低温燃烧可有效抑制热力型NOx的生成，分级送风可控制燃料型NOx的排放，因而，流化床锅炉的NOx生成量仅为煤粉炉的1/4—1/3;同时由于850-900℃的燃烧温度正是石灰（CaO）和二氧化硫（SO2）反应的最佳脱硫温度，因此根据煤中的含硫量，向炉内投入适量的石灰石，可达到90%左右的脱硫效率。
（4）燃烧强度大：流化床锅炉燃烧过程中湍流混合强烈，且燃烧在整个炉膛空间内完成，则大大提高了燃烧强度和单位炉膛体积的出力，减小了炉膛的截面积和体积，从而炉膛体积可比常规锅炉小。
（5）床内传热能力强：可节省炉内受热面的金属消耗量。
鼓泡流化床，床内气固混合物对埋管的传热系数可达233—326W/（2m·K）；循环流化床，床内气固混合物对水冷壁的传热系数可达250—100W/（2m·K）；（6）负荷调节性能好：由于炉内大量热床料的储备，在低达25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。
（7）易于操作和维护：燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，炉内不结渣，不需布置吹灰器；炉内受热面热流率较低，减少了发生传热危机而爆管的机会；燃烧的腐蚀作用也较层燃炉和煤粉炉小。
（8）灰渣便于综合利用：低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性，且含碳量低，可用作制作水泥的掺合料或其他建筑材料的原料。
缺点（4个）（1）气固分离和床料循环系统比较复杂，布风板及系统的阻力增加，锅炉自身电耗大，导致运行维修费用增加。
第五章-循环流化床燃煤锅炉PPT课件
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6
当气体流速大于最小流化速度时，床层进入鼓泡 流态化阶段。床内有气泡相和乳化相两种形态。 高于最小流化的那部分气体以气泡的形式通过床 层，床层的平均孔隙率增大。气速越高，气泡造 成的床层扰动也越强烈，床层压降波动加剧，床 层表面起伏明显。
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7
（二）湍流流化床阶段
在床层进入鼓泡流化床状态后，如果继续增加气体流速到某一值 后，床层进入湍流流态化阶段。此时，床内气泡直径较小，数量 较多，气泡边界较为模糊或不规则。
在湍流流态化阶段，气固混合与接触比鼓泡流化床更强烈，流化 质量更好，床层表面起伏较小。
鼓泡流化床与湍流流化床的界限划分并不是很明确。
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8
（三）快速流化床阶段
对于细颗粒流化床（颗粒均径在20-100微米，气固密度差小于 1400kg/m3），当气速继续增加到颗粒终端（沉降）速度后，湍流流 态化会进一步发展进入快速流态化阶段。
颗粒在静止流体中以初速度为0做自由下落，当下落速度增至某一数值 时，颗粒所受重力、阻力和浮力之间达到平衡，此后颗粒以允速向下运 动，该速度便称为颗粒沉降速度。
实现快速流态化必须满足三个条件：运行风速大于颗粒的终 端沉降速度；有足够大的颗粒循环速率；有合适的颗粒物性 和床层结构。
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（四）气力输送阶段
气力输送状态的产生条件从气流速度上与快速流态化状态没有本质的 差别，都是大于颗粒的终端沉降速度。两者产生条件的差别在于床层 底部的颗粒存料量及物料循环量。如果颗粒底部的存料量较多、物料 循环量较大，则处于快速流态化状态；如果没有存料量、物料循环量 较小，进入床层的颗粒全部被带走，则处于气力输送状态。
物料循环燃烧系统
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• 风帽型式
图4-6
图4-7
(1)小孔径风帽；
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圆顶风帽：阻力大，但气流的分布均匀性较好。 连续运行时间较长后，一些大块杂物容易卡在帽 沿底下，不易清除，冷渣也不易排掉，积累到一 定程度，风帽小孔将被堵塞，导致阻力增加，进 风量减少，甚至引起灭火，需要停炉清理。 • 柱形风帽：阻力较小，制造容易，但气流分配 性能略差。每种形式又分为平孔和斜孔出风两种 方式。斜孔对于根部床料的流化优于于平孔。小 孔径风帽一般流速较高，对于流化床料有利，但 阻力较大。
4、T形风帽
• 采用大喷口，射流动量大，能 • 将沉积在底部的大颗粒及杂物流 • 化。 • 采用大开孔的喷口，可防止堵 • 塞。 • 易漏渣
T形风帽
5.钟罩式风帽
广泛应用在135MW级流化床
• 直径：159mm 布置间距：270x270mm． 布置间距大，风帽数量 少，易检修，物料不会漏 进风室，罩体孔径不易被 颗粒堵塞，罩体损坏后易 更换。 定向排渣功能弱，风帽暴露于密相区，易被物料 磨损，夹带物料对相邻风帽易磨损，罩体与进风 管螺纹连接长时间高温后易变形使拆装困难。
二、布风装置
风室
– 形状 – 等压风室、带均流板风室 – 水冷风室、非水冷风室
（1）布风装置形式及结构
• 布风装置是炉膛底部支承物料并分配一次风的 装置。 形式：目前流化床锅炉采用的布风装置主要有 两种形式，即风帽式和密孔板式。 1.风帽式布风装置是由风室、花板、风帽和隔 热层组成，通常把花板和风帽合称为布风板。 2.密孔板式布风装置是由风室和密孔板构成的。 目前，我国流化床锅炉中广泛应用的是风帽式 布风板。 图4-5所示为风帽式布风装置。
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循环流化床锅炉物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统简介循环流化床锅炉物料循环燃烧系统是一种高效、环保的能源利用系统，广泛应用于工业领域。
该系统通过将燃烧物料在循环流化床锅炉内循环燃烧，实现能源高效利用和废物减量化处理的目的。
工作原理循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作原理基于循环流化床锅炉的原理。
循环流化床锅炉是一种通过床料内气体或气固两相混合物流化运动实现燃烧的锅炉系统。
在物料循环燃烧系统中，将燃烧物料（如煤、生物质等）通过给料系统送入循环流化床锅炉的燃烧区域。
在燃烧区域，燃烧物料与在床内循环流动的大量气体（如空气、蒸汽等）充分接触，形成高温、高压的燃烧环境。
燃烧物料在循环流化床锅炉内经历一系列的物理和化学变化，燃烧过程释放出的热能被锅炉系统吸收，用于产生蒸汽或供热。
经过燃烧的废物残渣在循环流化床锅炉内保持循环运动，一部分被作为床层物料继续参与燃烧过程，另一部分则被排出系统进行处理或回收利用。
这种循环的废物残渣处理方式不仅能够减少废物的排放，还能实现废物资源化利用。
主要组成部分循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下几个组成部分构成：1.燃料供给系统：燃料供给系统主要包括煤、生物质等燃烧物料的储存、输送和给料装置。
该系统通过合理的物料储存和输送，保证燃料的稳定供给，满足系统的燃烧需求。
2.循环流化床锅炉：循环流化床锅炉是整个系统的核心部分，它通过循环流化床技术实现燃料的循环燃烧。
循环流化床锅炉具有体积小、出力高、燃烧效率高等特点，能够适应不同种类的燃料。
3.空气供给系统：空气供给系统主要包括空气预热器、风机等设备，用于将空气供给循环流化床锅炉，实现燃料与氧气的充分混合，提高燃烧效果和热效率。
4.烟气处理系统：烟气处理系统是为了满足环保要求，对燃烧产生的废气进行处理。
主要包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等设备，通过物理和化学方法对废气中的颗粒物、硫化物、氮氧化物等有害物质进行处理，达到排放标准。
5.蒸汽产生系统：蒸汽产生系统用于将燃烧释放出的热能转化为蒸汽能。
物料循环燃烧系统循环流化床锅炉
物料循环燃烧系统循环流化床锅炉引言物料循环燃烧系统是一种高效利用固体废弃物的能源回收技术。
其中，循环流化床锅炉是该系统的核心设备，通过循环流化技术实现固体废弃物的高效清洁燃烧，同时实现能源的回收利用。
本文将详细介绍物料循环燃烧系统中的循环流化床锅炉的工作原理、组成结构以及优势。
同时，对该技术在环境保护与能源利用领域的应用进行了分析。
循环流化床锅炉的工作原理循环流化床锅炉以固体废弃物为燃料，通过循环气体的作用，使床层内的燃料形成悬浮状态。
其工作原理可概括为以下几个步骤：1.初始加热：首先，燃料通过给料装置被输入到循环流化床锅炉的床层中。
床层内的初始燃料被加热并形成良好的循环流化状态。
2.燃烧反应：在循环流化状态下，床层内的燃料与氧气发生反应，并释放出热能。
同时，床层内的循环气体将燃烧产生的热能带走，保持床层温度的稳定。
3.燃烧产物分离：燃烧反应产生的烟气进入床层上部的分离区域，通过布袋除尘器等设备进行固体颗粒物的分离。
4.余热回收：燃烧产生的烟气经过分离后，进一步通过余热锅炉进行余热回收。
回收的余热可用于其他工业过程或提供供热能源。
5.烟气排放：经过除尘和余热回收后，烟气中的大部分污染物被除去，最后的烟气可经过烟囱排放。
循环流化床锅炉的组成结构循环流化床锅炉主要由以下几个组成部分构成：1.燃料供给系统：包括给料装置、输送装置和燃烧喷嘴。
燃料供给系统负责将固体废弃物输入到循环流化床锅炉的床层中，并确保燃料的充分燃烧。
2.循环气体系统：包括风机、气体处理设备和循环气体管道等。
循环气体系统主要用于保持床层内的循环流化状态，并将燃烧产生的热能带走。
3.床层和分离系统：床层由多孔材料构成，能够维持循环流化状态，并保持稳定的温度。
分离系统包括布袋除尘器、旋流分离器等设备，用于分离燃烧产生的固体颗粒物。
4.余热回收系统：由余热锅炉、烟气换热器等组成，用于回收燃烧产生的余热，并将其转化为可利用的能源。
循环流化床锅炉的优势循环流化床锅炉作为物料循环燃烧系统的核心设备，具有以下几个显著的优势：1.高效能源回收：通过循环流化技术，可以实现固体废弃物的高效清洁燃烧，同时回收燃烧产生的热能。
循环流化床锅炉设备及系统
循环流化床锅炉设备及系统循环流化床锅炉是一种高效能的燃烧设备，能够适应多种燃料，并且能有效地减少污染物的排放。
本文将介绍循环流化床锅炉的基本原理、组成及其在能源领域的应用。
原理及组成循环流化床锅炉是一种特殊的燃烧系统，其基本原理是将燃料与一定量的沙石或其他固体粒子混合，在一定的流速下使其形成类似流体的状态。
在燃烧过程中，燃料的燃烧产生的热量被传递给周围的沙石或固体粒子，使其达到高温状态。
这种流化床的特殊结构能够增加燃料与空气的接触面积，提高燃烧效率。
循环流化床锅炉主要由燃烧室、循环系统和控制系统组成。
燃烧室是燃烧过程的核心部分，其中包括燃料供给系统、空气预热系统和废气处理系统等。
循环系统主要包括循环风机、循环管道和固体粒子分离装置等，用于循环沙石或其他固体粒子，保持流化状态。
控制系统则用于监测和控制整个系统的运行，确保其安全稳定运行。
应用领域循环流化床锅炉广泛应用于燃煤电厂、燃气发电厂、化工厂等能源领域，其主要优势如下：1.燃烧效率高：循环流化床锅炉能够提供更高的燃烧效率，通过增加固体粒子与燃料的接触面积，使燃料充分燃烧，减少燃料的损耗，提高发电效率。
2.燃料适应性强：循环流化床锅炉可以适应多种燃料的燃烧，包括煤炭、生物质、废物等。
这种灵活性使其在能源利用上更加可持续和环保。
3.低污染排放：循环流化床锅炉采用了先进的废气处理技术，通过循环系统中固体粒子的分离和再循环，有效地减少了污染物的排放。
4.运行稳定可靠：循环流化床锅炉具有较高的自适应能力，能够自动调节供给燃料和空气的比例，保持适当的气流速度和床温，使系统运行稳定可靠。
总结循环流化床锅炉是一种高效能的燃烧设备，在能源领域有广泛的应用。
其独特的流化床结构和先进的控制技术使其具有较高的燃烧效率和低污染排放的特点。
随着能源需求的不断增加和环保意识的提高，循环流化床锅炉将在未来得到更广泛的应用和发展。
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物料循环燃烧系统及设备
（二）. 炉膛形状
1. 等截面变风速设计：低负荷时流化质量差，适宜低 循环倍率（密相区接近鼓泡床）
2. 变截面等风速设计：低负荷时流化质量好（扩张比 例与一二次风比例相适应）
3. “裤衩腿”炉膛：解决锅炉大型化带来的二次风穿透问题
炉膛高度h：细颗粒燃尽（＜100μm，3～5秒） 炉膛深度b：二次风穿透 炉膛宽度a：布风均匀与尾部烟道流量均匀
• 1. 均匀、密集地分配气流（避免布风板上面局部形成死区）； • 2. 气流具有较大动能（布风板上的物料与空气产生强烈扰动和混合）
；
• 3. 阻力合理（布风板阻力应为床层阻力的25%—30%才可维持床层稳
定运行，床层阻力=布风板阻力+料层阻力）
• 4. 结构合理（防止锅炉运行或压火时床料由床内漏入风室） • 5. 足够的强度和刚度（支承本身和床料的重量，锅炉压火时能防止布
风板受热变形，检修清理方便）。
• （二）布风装置的组成
• 1. 等压水冷风室（风箱） • 2. 水冷布风板 • 3. 风帽
图4-6
图4-7
防止漏床料 方便排大渣
钟罩式风帽：
• 物料不会漏进风室； • 罩体上孔径大（
22.5mm）使其不易 被颗粒堵塞．
三、炉膛
（一）. 炉膛结构 膜式水冷壁、下部敷设耐磨耐火材料
容积式风机如：罗茨风机
打气筒
罗茨风机
罗茨风机工作原理
回料阀内部
(三). 立管(料腿)
1. 高度: 压力平衡 2. 直径: 流动通畅
五．点火装置
1. 床上点火燃烧器
加热上表面
向下倾斜的启动油燃烧器
2.床下点火燃烧器
床下燃烧器
进风分为两部分，其中一部 分用作燃烧空气，而另一部 分则用作烟气温度的调节和 预燃室本身的冷却。
物料循环燃烧系统综述(ppt 68页)
旋风分离器的工作原理（演示1）
旋风分离器的工作原理（演示2）
旋风分离器的工作原理（演示3）
旋风分离器的工作原理（演示4）
影响分离效率的因素
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度
高温绝热旋风分离器
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
• 外径：8084mm • 内径：7360mm • 进口：下倾10°
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
• 中心筒偏置 • 中心筒呈倒锥形 • 进口外缘加帽檐
HG-440t/hCFBB旋风分离器
• 优缺点 • 优点
– 结构简单 – 分离效率高
• 缺点
– 热惯性大，启动时间长 – 易结焦 – 体积庞大，布置困难
为克服上述缺点，冷却型高温旋风 分离器诞生了。
高温旋风分离器
• 组成及结构特点
– 进口段 – 圆筒体 – 锥体 – 中心筒
高温绝热旋风分离器
旋风分离器的结构
高温绝热式旋风分离器的筒体结构
旋
风
分
离 器 内
表面为耐磨 耐火材料层
部
（
入
口
பைடு நூலகம்
）
工作原理
• 基本原理：离心分离 • 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
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
共同构成了循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
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本节课重点讲述
• 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
• 回料阀
• 结构、原理与运行
第三节 物料分离器
循环流化床锅炉原理-第五章-燃烧系统
C ＋ H 2O
CO
＋
H
－
2
118628
J/m
ol
C O ＋ H 2O
CO
＋
2
H
＋
2
43514
J/m
ol
1 H 2 + 2 O 2 H 2O (l)+ 2 8 5 7 4 5 J/m o l
H
2+
1 2
O
2
H 2O (g )+ 2 4 1 6 4 6 J/m o l
C H 4 + 2 O 2 C O 2 + 2 H 2O (l)+ 8 8 9 4 9 6 J/m o l
烟煤较易着火，自燃着火温度约400一500℃。最重要的用途是炼制冶 金焦炭，它也可作燃科和低温干馏与气化用原料，在工业上具有重耍的 地位。
D 无烟煤 无烟煤也称“白煤”，色黑质坚，有半金属似的
光泽。其煤化程度最深，它是由烟煤在炭化过程中 进一步逸出挥发分与水分，相应增高碳分而形成的。 可燃基中碳分一般高达90％以上(90一97％)，氢与 氧均约1—4％，挥发分在10％以下。无烟煤的内在 水分多在3％以下，灰分和烟煤的相近，低发热设 在33453kJ／kg左右(可燃基)。 无烟煤燃烧时几乎不产生煤烟，火焰很弱成无火 焰，不粘结，自燃着火温度在700℃左右，无烟煤 通常用作动力和生活用燃料，也用于制取化工用气。
时给设备维护和操作带来困难。对于炼焦用煤来说，一般规定入炉前的灰分不超过10％。
（7）水分(W) 水分也是燃料中的杂质，它的存在降低了燃料中可燃质的含量，而且在燃
烧时，它变成水蒸气，而水蒸气还要被加热，这都要额外消耗部分热量。
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旋风分离器
工作原理 ： 烟气携带物料以一定的速度沿切线方向进入 分离器，在内部做旋转运动，固体颗粒在离心力 和重力的作用下被分离下来，落入料仓或立管， 经飞灰回送装置返回炉膛，分离出颗粒后由分离 器口部进入尾部烟道。
高温旋风分离器 结构：
特点： 1.分离效率高 2.体积庞大
改进型旋风分离器
Intrex——整体化循环物料环热 床（Integrated Recycle Heat Exchange bed) 水（汽）冷旋风分离器
FW型无外置换热器的循环流化床锅炉典型布置示意图
FW型再热循环流化床锅炉典型布置示意图
1—风室；2—返料阀；3—物料分离器； 返料阀； 5—高温过热器； 6—省煤器
小孔风帽
导向风帽
S风帽
风帽
T形风帽
钟罩式风帽
第二节 点火装置
点火过程
一、点火过程
(1)床料加热
固定床点火 流化床点火
(2)试投燃料
间歇给煤
(3)过渡到正常运行
二、点火燃烧器
1.床上点火燃烧器 2.床下点火燃烧器
向下倾斜的启动油燃烧器
加热上表面
床下燃烧器
床下烟气发生器布置
HG点火装置
采用“床上 + 床下” 点火的联合启动方 式。 床下启动燃烧器两 只，床上距布风板 约 3 米处 共布置 4 只 油枪（两侧墙各2 只）。
集控1122 A组
第一节 炉膛及布风装置
物料循环燃烧系统燃烧室
锅炉物料循环燃烧系统包括 布风装置、燃烧室、气固分离器、回料装置、点火装置的设备 组成 。 燃烧室、分离器、 回料装置 构成循环硫化床锅炉的颗粒 循环主回路。
燃烧室横截面呈长方形宽深度之比约为2，一般范围在1.7~2.2的范围内。 有以下有点 1.有利于给煤和石灰石的均匀扩散。 2.易于保证二次风的穿透。 3.增大水冷壁受热面的的布置面积。
V型阀是由一个 V 型通道（与倒置的锥体相似）和立管通过 一个小孔所组成 J型阀又称为自平衡阀，利用下方的风机将回料流化。目前在 循环流化床锅炉上应用最多的一种固体颗粒回送控制装置。 实际运行情况表明，这种返料控制装置的结构简单、运行可 靠，能够很好地满足稳定返料和密封的要求，是一种很有发 展前途的返料器，但是缺乏对循环物料的调节和控制能力， 返料室有时会出现局部流化不良从而导致结焦。
中温旋风分离器特点
1 由于入口烟气温度较低，烟气总容量相对较低，因而旋风分 离器尺寸可以减小，加之烟气颗粒浓度降低，可以提高分离器 效率。 2 由于分离器温度较低，可以采用较薄的保温层，这样可以缩 短锅炉启停时间，在保温相同的条件下，减小散热损失。 3 采用中温分离，分离器内不会发生燃烧，也不会越温结焦 4中温分离对保温材料的耐温要求较低，可以降低成本。 5 采用中温分离器分离下来的物料温度较低，这对抑制炉床超 温，防止炉按阀的类型可分机械阀和非机械阀。 机械阀如闸阀、蝶阀、螺旋给料机等可以控制、输送物料， 但是它们受到了体积的 限制，而且炉内高温、高压的环境 也容易造成机械阀的卡塞、变形、和磨损等，因此在大型循 环流化床锅炉中普遍采用的是非机械阀。 非机械回料装置， 按结构形式分类有L型阀，J型阀，V型阀等。 L型阀它由连接两个容器的直径相同的圆管直角相交而形成， 在循环流化床锅炉中， L 阀的垂直立管与旋风分离器（或 其它型式的气固分离装置）的料斗相连，水平管与炉膛相连。
第三节 气固分离器
气固分离器的作用 旋风分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一 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。
气固分离器分类 • • • • • • • • 按分离机理分 离心式分离器、惯性分离器。 按是否有冷却分 绝热式分离器、水冷(汽冷)分离器。 按横截面形状分 旋风筒分离器、方型分离器。 按进口烟气温度分 高温分离器、中温分离器、低温分离器
布风装置
什么是布风装置？ 布风装置是炉膛底部支承物料并分配一次风的装置 是循环流化床CFB锅炉实现流态化燃烧的关键设备， 是CFB锅炉空气供给系统的重要组成部分，关系到 流化质量和锅炉稳定运行的重要组成部分，关系到 流化质量和锅炉稳定运行，国内CFB锅炉应用最普 遍的是风帽式布风装置
工作原理 风帽径小面积总和远小于布风面积，使得从风 帽径向小孔中射出流化风气流具有较高的速度 和动能，进入床层底部，将底部颗粒吹动，使 风帽周围和帽头顶部产生强烈的扰动，强化了 气固的混合，进而建立良好的流态化燃烧工况。
回料阀示意图
立管：通常把物料循环系统中的分离器与回料阀 之间的回料管称为回料立管，也称为竖管或料腿。
立管的作用是输送物料、系统密封、产生一定的 压头，防止回料风或炉膛烟气从分离器下部进入， 与回料阀配合使物料由低压向高压处连续稳定地 输送。
立管
立管内物料的流动状态主要 由非流态化流动和流态化流 动，它与立管的高度、直径 和回料阀充气垫位置、料位 等因素有关。因此，在运行 中，若要稳定的回料，必须 控制调整好馆内物料的流动。
固体物料回送装置的风量调节：循环流化床锅炉 优化运行的重点和核心，是循环流化床锅炉艺术 的集中表现，运行人员对流化床技术的认识和掌 握水平可以通过该风量的调节反应出来。
回料阀的基本运行原理要求流化风量不需要太大， 使上升段达到鼓泡床状态、下降段满足移动床的 要求即可。 在负荷变化时，由于床压和炉膛空床速度的变化， 回料阀的回料量变化很大，使得立管料位发生相 应变化，流化风的压力也岁立管料位变化，但为 了保证物料的流动性，流化风量在不同负荷下是 基本不变的。这使得对返料流化风机性能的要求 是压头高、流量小，最好是流量不随压力变化。
东方自主开发型亚临界锅炉
锅炉整体布置特点 （1）亚临界参数变压自然循环锅炉，一次中间再热，型布置，总体上分为 主回路、尾部、空气预热器三部分； （2）单炉膛，两侧进风； （3）炉内布置水冷屏和屏式过热器、屏式再热器； （4）前墙给煤； （5）床上、床下联合点火； （6）后墙排渣，采用滚筒炉渣器； （7）三台汽冷分离器； （8）尾部双烟道挡板调温； （9）管式空气预热器。
水冷、汽冷高温旋风分离器
方形分离器
惯性分离器分类
百叶窗分离器
撞击分离器
百叶窗分离器
撞击分离器
第四节 固体物料回送装置
回料阀作用：
处于分离器和炉膛之间，将分离器分离下来的物料重新送入炉膛进行 燃烧。固体物料回送装置是循环流化床锅炉重要组成部件之一，它的工作 特性直接影响着循环流化床锅炉的安全稳定运行。 一、将分离器分离下来的固体颗粒返送回炉膛，实现物料平衡，保证锅炉燃 料及石灰石的往复循环燃烧和反应； 二、通过循环物料在回料阀进料管内形成一定的料位，实现料封，防止炉内 的正压烟气反串进入负压的分离器内造成烟气短路，破坏分离器内的正常气 固两相流动及炉内正常的燃烧和传热。 三、将循环物料从较低压力的地方送到较高压力区域 四、在有外置换热器时调节物料循环分流量，适应锅炉负荷的变化。
130t/h高温高压循环化床锅炉
75t/h循环流化床锅炉
FW整体式循环换热器运行原理 在冷态启动时，为了保护过热器等还没有工质流 过的受热面，此时从分离器来的热物料不进入有 埋管受热面的鼓泡床，而是通过旁路通道直接进 入返回通道回到炉膛。 在正常运行时，旁路通道和有埋管受热面的鼓泡 床均进行流态化运行，通过控制不同室的流化床 的高度，可使全部或部分热固体物料进入有埋管 受热面的鼓泡床进行换热，然后再溢流进入返回 通道回到炉膛。
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
炉膛结构
膜式水冷壁、下部敷设耐磨耐火材料可防止烟气和物 料外泄
燃烧室
炉膛是燃料的燃烧空间，立式长方形燃烧室是最常见的 炉膛结构。锅炉的左右方向的尺寸一般称为宽度；前后方 向的尺寸称为深度。
燃烧室高度
炉膛主体高度主要考虑水冷壁受热面布置的数量和燃烧 效率的要求，并兼顾尾部烟道的高度要求，锅炉容量越大， 需要布置的水冷壁受热面及尾部受热面越多，所以炉膛也 就越高。高的炉膛可以延长燃料在炉膛内的停留时间，从 而提高燃烧效率！
1—燃烧室；2—风室；3—末级过热器；4— 4—低温过热器 5—汽冷物料分离器；6—再热器；7—过热器 8—省煤器；9—外置换热器
这种汽冷旋风分离器的主要优点是：
（1）分离器的膜式壁系统是锅炉过热器的组成部分，在分离器里工质可以继续吸收 热量，可以有效地防止在分离器中出现结焦现象； （2）膜式壁一方面增加了受热面积，另一方面可大大减少分离器向外的散热损失， 从而提高锅炉的效率； （3）取消了连接炉膛出口和分离器入口烟道上的膨胀节，由于分离器和锅炉本体向 一个方向膨胀，增加了锅炉整体运行的可靠性； （4）与炉膛和尾部烟道一样采用全悬吊结构，与炉膛和尾部之间的膨胀较小，膨胀 节数量减少，从而有利于整体布置，并降低了相关的维修费用； （5）在分离器水冷壁上敷设的薄层耐磨耐火材料有很长的寿命。和厚度为 的由耐火 材料砌成的分离器相比，受热负荷变化冲击造成的热应力较小，可以用更快的速度 启动和停炉，冷态启动至满负荷仅需 ，并不会损坏分离器内的耐火材料； （6）比同内径的非冷却型旋风分离器的耐火材料用量小、质量轻，外形尺寸小， 因此布置简单，安装方便，维护工作量小；当冷却介质为水时，分离器与水冷壁 相连接，和水冷壁一起膨胀，可省去膨胀节。
燃烧室密相区防磨
为了减轻水冷壁受热面的磨损和腐蚀，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50mm高度 根据锅炉容量大小和硫化状态来确定，一般在4~8m范围内。
燃烧室稀相区防磨
燃烧室稀相区防磨主要防止锥段交界面、炉膛出口 区域和炉膛开口区域的磨损，主要有两种。
大型锅炉的炉膛
当循环硫化床锅炉的容量 增加时，炉膛的高度和深度比 将会增加，而截面积于体积比 将会减少，同时，大容量循环 硫化床锅炉要求给煤分布的均 匀行因而还要考虑给煤点的位 置。另外从经济性的角度考虑， 炉膛高度不能随着锅炉的容量 增加而无限增加。为获得良好 的流化状态和增加蒸发受热面 的布置，出现了多种炉膛结构。