循环流化床锅炉原理
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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。
循环流化床锅炉
主讲人：任永红
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
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
（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
风帽的特点和种类
钟罩式风帽
布风装置结构
布风板结构
布风板及钟罩式风帽
点火方式与点火装置
美国巴威（Babcock&Wilcox）
国外典型机组
芬兰奥斯隆(Ahlstrom)
国外典型机组
法国普罗旺斯配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉
国外典型机组
德国鲁齐
课题二 流化床的形成
图2—17 气固接触形式
课题三 炉内动力特性
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。
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850~870℃。
课题四 风烟系统
风系统的分类及作用 一次风、 二次风、 播煤风、 回料风、冷却风、石灰石输送风 送风系统的几种布置形式 中、小型锅炉风系统 容量较大锅炉的风系统
课题五 除渣除灰系统
除渣系统 除灰系统
滚筒式冷渣器
风水联合冷渣器系统
国外典型机组
A.汽包 B.炉内槽型分离器 C.水冷耐火层 D.蒸发屏 E.水冷耐火层 F.分隔 G.煤包 H.重力给煤机 I.水冷耐火层 J.二次风喷嘴 K.给煤槽 L.冷渣器 M.过热器 N.外槽型分离器 O.飞灰斗 P.省煤器 Q.多管旋风分离器 R.管式空气预热器 S.再循环系统 T.鼓风机 U.床上燃烧器 V.一次风
课题四 煤的燃烧与炉内传热
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， 同时炉内温度场也更加均匀。
给料机结构图
图3-1
图3-14
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烧。
物料循环系统图
煤 粒
煤 粒
脱 硫 剂
托 流 机
空气
炉膛
飞灰
烟气
飞灰
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）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850~900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。
物料 分离器
烟气
立管、回料器
回料阀
回料阀为U型阀， 并采用了分叉管技 术。 l两个阀体水 平夹角为105°布 置。 l该技术可以 将循环物料返回点 和燃料供入点增加 一倍，使循环物料、 燃料均匀进入炉膛， 同时还可减轻循环 灰流对布风板风帽 的强烈冲击磨损。
课题三 燃煤制备系统
制煤设备 *钢棒滚筒磨 *锤击式破碎机 制煤系统 *两级破碎系统 *棒磨制煤系统 *锤击磨制煤系统
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
Biblioteka Baidu
循环流化床锅炉
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
135 MW 机 组 循 环 流 化 床 锅 炉
135 MW 机 组 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
课题三 循环流化床锅炉的分类
以物料的循环倍率高中 以炉室出口单位烟气携带 低来分，循环流化床锅 物料的多少即携带率大小 炉可分为： 来划分循环流化床锅炉， （ 1 ）低循环倍率（简称低 可分为： 倍率）循环流化床锅炉， （ 1 ）低携带率循环流化床 锅炉，携带率υ<3kg ／ Nm‘ ； 循环倍率K<15； （ 2 ）中倍率循环流化床锅 （ 2 ）中携带率循环流化床 炉，K=15～40； 锅炉，υ=5kg／Nm3左右； （ 3 ）高倍率循环流化床锅 （3）高携带率循环流化床 炉，K＞40。 锅炉，υ＞8kg／Nm3。
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
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 床上点火 床下点火 固定床点火 ：床上点火
讲义 返回
油燃烧器
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 给料机和螺旋结料机（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
（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。
循环流化床锅炉
主讲人：任永红
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
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
（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
风帽的特点和种类
钟罩式风帽
布风装置结构
布风板结构
布风板及钟罩式风帽
点火方式与点火装置
美国巴威（Babcock&Wilcox）
国外典型机组
芬兰奥斯隆(Ahlstrom)
国外典型机组
法国普罗旺斯配250MW机组的700t/h亚临界压力循环流化床锅炉
国外典型机组
德国鲁齐
课题二 流化床的形成
图2—17 气固接触形式
课题三 炉内动力特性
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。
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850~870℃。
课题四 风烟系统
风系统的分类及作用 一次风、 二次风、 播煤风、 回料风、冷却风、石灰石输送风 送风系统的几种布置形式 中、小型锅炉风系统 容量较大锅炉的风系统
课题五 除渣除灰系统
除渣系统 除灰系统
滚筒式冷渣器
风水联合冷渣器系统
国外典型机组
A.汽包 B.炉内槽型分离器 C.水冷耐火层 D.蒸发屏 E.水冷耐火层 F.分隔 G.煤包 H.重力给煤机 I.水冷耐火层 J.二次风喷嘴 K.给煤槽 L.冷渣器 M.过热器 N.外槽型分离器 O.飞灰斗 P.省煤器 Q.多管旋风分离器 R.管式空气预热器 S.再循环系统 T.鼓风机 U.床上燃烧器 V.一次风
课题四 煤的燃烧与炉内传热
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， 同时炉内温度场也更加均匀。
给料机结构图
图3-1
图3-14
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烧。
物料循环系统图
煤 粒
煤 粒
脱 硫 剂
托 流 机
空气
炉膛
飞灰
烟气
飞灰
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）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850~900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。
物料 分离器
烟气
立管、回料器
回料阀
回料阀为U型阀， 并采用了分叉管技 术。 l两个阀体水 平夹角为105°布 置。 l该技术可以 将循环物料返回点 和燃料供入点增加 一倍，使循环物料、 燃料均匀进入炉膛， 同时还可减轻循环 灰流对布风板风帽 的强烈冲击磨损。
课题三 燃煤制备系统
制煤设备 *钢棒滚筒磨 *锤击式破碎机 制煤系统 *两级破碎系统 *棒磨制煤系统 *锤击磨制煤系统
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
Biblioteka Baidu
循环流化床锅炉
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
135 MW 机 组 循 环 流 化 床 锅 炉
135 MW 机 组 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
课题三 循环流化床锅炉的分类
以物料的循环倍率高中 以炉室出口单位烟气携带 低来分，循环流化床锅 物料的多少即携带率大小 炉可分为： 来划分循环流化床锅炉， （ 1 ）低循环倍率（简称低 可分为： 倍率）循环流化床锅炉， （ 1 ）低携带率循环流化床 锅炉，携带率υ<3kg ／ Nm‘ ； 循环倍率K<15； （ 2 ）中倍率循环流化床锅 （ 2 ）中携带率循环流化床 炉，K=15～40； 锅炉，υ=5kg／Nm3左右； （ 3 ）高倍率循环流化床锅 （3）高携带率循环流化床 炉，K＞40。 锅炉，υ＞8kg／Nm3。
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
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 床上点火 床下点火 固定床点火 ：床上点火
讲义 返回
油燃烧器
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 给料机和螺旋结料机（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