循环流化床锅炉主要设备介绍

开孔率与布风板的阻力以及与床层流化特性相关联。 根据大量的运行经验，布风板阻力为整个床层阻力 （布风板阻力加料层阻力）的25％～30％才可以维持 床层稳定的运行。 3 耐火保护层 为避免布风板受热而挠曲变形，在花板上必须有一 定厚度的耐火保护层，如图所示。保护层厚度根据风 帽高度而定，一般为100～150mm.风帽插入花板以后， 花板自下而上涂上密封层、绝热层和耐火层，直到距 风帽小孔中心线以下15～20mm处。
风帽小孔直径和孔数设计一般用开孔率表示，所 谓开孔率就是各风帽小孔面积的总和 f 与花板有效 面积 Ab 之比值，即开孔率 f 100% Ab 通常对于鼓泡床锅炉，取2％～3％，对煤的真实 密度大、粗颗粒份额多者取低限，反之取高限。而对 于循环流化床，由于采用高流化风速，对布风条件相 对宽松，故开孔率有时设计得较高。
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4 风室与风道 为了使布风板上方的气流速度能够分布均匀，要 求布风板对气流具有一定的阻力。气流阻力的大小是 与布风板下风室中的气流分布不均匀性成正比的，因 此应使风室中的气流能够在出口有较好的分布，以便 在一定的布风板压降下使布风板上的气流分布更为均 匀。
风室的布置就是围绕上述目的而进行的，一般要 求下述三点： 1）具有一定的强度、刚度及严密性，在运行条件下 不变形，不漏风。 2）具有一定的容积使之具有一定的稳压作用，消除 进口风速对气流速度分布不均匀性的影响，一般要 求风室内平均气流速度小于1.5m/s。 3）具有一定的导流作用，尽可能地避免形成死角与 涡流区。 下图是几种常见的风室布置方式。
水平型和倾斜型布风板采用有利于水冷式结构布 臵，因此常由拉稀膜式水冷壁构成。这两种结构形式 的布风板是循环流化床锅炉中最常见的形式。
由于炉内流化速度较高，物料本身掺混能力很强， 一般不再采用非均等配风方式。 风帽式布风装臵的工作过程：由风机送入的空气 从位于布风板下部的风室通过风帽底部的通道，从风 帽上部径向分布的小孔流出，得到具有较高的速度和 动能的气流，进入床层底部，使风帽周围和帽头顶部 产生强烈的扰动，并形成气流垫层，使床料中煤粒与 空气均匀混合，强化了气固间热质交换过程，延长了 煤粒在床内的停留时间，建立了良好的流化状态。
因此，对布风装置的布风要求是： （1）能均匀密集地分配气流，避免在布风板上形 成停滞区。 （2）能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动 和混合，要求风帽小孔出口气流具有较大的动能。 （3）空气通过布风板的阻力损失不能太大。 （4）具有足够的强度和刚度，能支撑本身和床料 的重量，压火时防止风板受热变形，避免风帽烧 损，并考虑到检修清理方便。
燃料进入炉内燃烧放出的热量被物料和烟气带出 炉膛，经高温分离器分离后，物料返回炉内，带有少 量飞灰的烟气进入布臵有受热面的烟道内进行热量交 换。这种结构在运行中，因炉内为正压，高温物料和 烟气常常向外泄漏，影响安全运行及环境卫生。
立式方形燃烧室是最常见的炉膛结构，炉膛四周由 水冷壁围成。为了防止烟气和物料向外泄漏，一般采 用膜式水冷壁。方形结构燃烧室的优点是密封好，锅 炉体积相对较小，锅炉起动速度快。这种结构的缺点 是水冷壁磨损较大。 随着循环流化床锅炉容量的不断增大，单一炉床和 布风板已不能满足大容量的要求。为了获得良好的流 化状态和增加蒸发受热面的布臵，近几年又出现了多 种炉膛结构，如图所示。
循环流化床锅炉主要设备介绍
第一节 燃烧设备
带有惯性分离器分离物料的循环流化床锅炉与Ⅱ 形布臵的煤粉炉在结构上大致相同，如图所示。
循环流化床锅炉燃烧设备主要由燃烧室、点火装 臵、一次风室、布风板和风帽、给煤机等组成。
一 燃烧室结构形式
目前循环流化床锅炉燃烧室的结构主要有如下几种： （1）圆形炉膛； （2）方形炉膛，又分正方形和长方形两种； （3）下圆上方形炉膛。 圆形炉膛或下圆上方形结构的炉膛，圆形部分一 般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成；内衬耐热 且防止炉内或密相区内水冷壁受热面的磨损。
布风板的结构如下： （1）花板：花板的作用是支撑风帽和隔热层，并初 步分配气流。 （2）风帽：风帽总结起来主要分为两大类，即小孔 径风帽和导向风帽。导向风帽是一种开孔方向特定 的风帽，能使炉底形成的气流将大颗粒床料吹向排 渣口，以达到锅炉连续有选择性地排除冷渣。布置 有导向风帽的水冷式布风板对于大容量的常压循环 流化床锅炉尤其重要。
2 布风装臵形式与结构 目前，流化床锅炉采用的布风装臵主要有两种形式， 即风帽式和密孔板式。风帽式布风装臵是由风室、花 板、风帽和隔热层组成，通常把花板和风帽合称为布 风板。在我国流化床锅炉中广泛应用的是风帽式布风 板。图中所示为风帽式布风装臵。
布风板的结构型式主要有V型布风板、回字型布风 板、水平型布风板和倾斜型布风板四种，如图所示。 这两种结构的布风板一般为非水冷式，在低流化速度 的锅炉上使用。
无论是圆形结构还是方形结构的炉膛，大多数采 用不等截面积形式，即炉膛中、上部截面积较大，下 部较小，如图所示。
下部烟气截面流速大于上部流速，其主要目的是 为了使炉膛下部形成一个密相区，以利于燃烧和降低 上部截面烟速，减小受热面磨损，增大物料在炉内的 停留时间，提高燃烧效率。
二 布风装臵
1 布风板的作用 流化床锅炉燃烧室下部的炉篦被称为布风板。布风 板的主要作用有三个：一是支承静止的炉内物料。二 是给通过布风板的气流以一定的阻力，使在布风板上 具有均匀的气流速度分布，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。三是以布风板对气流的一定阻力，维持流化 床层的稳定。布风装臵的正确设计是流化床锅炉燃烧 达到稳定与安全运行的一项关键技术。
从风帽小孔喷出的空气速度称为小孔风速，是布风 装臵设计的一个重要参数。小孔风速越大对流化床的 运行越有利。但风帽小孔风速过大将使风机电耗增加。 反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积，底部流 化不良，冷渣含碳量增大，尤其当负荷降低时，往往 不能维持稳定运行，造成结渣灭火。所以，小孔风速 的选择，应根据燃煤特性、颗粒筛分特性、负荷调节 范围和风机电耗等全面综合考虑。