循环流化床锅炉组成部分及作用

循环流化床锅炉的结构及作用
循环流化床锅炉大致可分成两个部分。

第一部分由炉膛（流化床燃烧室）、气固体分离设备（分离器）、固体物料再循环设备（回料器）等构成，上述形成一个固体物料循环回路；第二部分则为尾部对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。

1、炉膛
炉膛的燃烧以二次风入口为界分为两个区域，二次风入口以下为大粒子还原气氛燃烧区，二次风入口以上为小粒子氧化气氛燃烧区，燃料的燃烧过程、脱硫过程、NOx和N2O的生成及分解过程主要在燃烧室内完成。

燃烧室内布置有受热面，它完成大约50%燃料释放热量的传递过程。

流化床燃烧室既是一个燃烧设备，也是一个热交换器、脱硫、脱氮装置，集流化过程、燃烧传热与脱硫、脱硝反应于一体，所以流化床燃烧室是流化床燃烧系统的主体。

2、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件之一。

它的形式决定了燃烧系统和锅炉整体的形式和紧凑性，它的性能对燃烧室的空气动力特性、传热特性、物料循环、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数、对石灰石的脱硫效率和利用率、对负荷的调节范围和锅炉启动所需时间以及散热损失和维修费用均有重要影响。

国内外普遍采用的分离器有高温耐火材料内砌的绝热旋风分离器、水冷或汽冷旋风分离器、各种形式的惯性分离器和方形分离器等。

3、返料装置
返料装置是循环流化床锅炉的重要部件之一。

它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。

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。

流化床燃烧系统中常用的返料装置是非机械式的设计中采用的返料器主要有两种类型：一种是自动调整型返料器，如流化密封返料器；别一种是阀型返料器，如“L”阀等，自动调整型返料器能随锅炉负荷的变化，自动改变返料量，不需调整返料风量。

阀型返料器要改变返料量则必须调整返料风量，也就是，随锅炉负荷的变化必须调整返料风量。

4、外置换热器（外置床）
部分循环流化床采用外置床换热器。

外置换热器的作用是，使分离下来的物料部分或全部（取决于锅炉运行工况或蒸汽参数）通过它，并将其冷却到500℃左右，然后通过返料器送至床内再燃烧。

外置换热器可布置省煤器、蒸发器、过热器、再热器等受热面。

外置式换热器的实质是一个细粒子鼓泡流化床热交换器，流化速度是0.3~0.45m/s，它具有传热系数高磨损小的优点。

采用外置式换热器的优点如下：1.可解决大型循环流化床锅炉床内受热面布置不下的困难。

2.为过热蒸汽和再热蒸汽温度的调节提供了很好的手段；3.增加循环流化床锅炉负荷调节范围；4.增加同一台锅炉对燃料的适应性；5.节约锅炉受热面
金属消耗量。

其缺点是它的采用使燃烧系统、设备及锅炉整体布置方式比较复杂。

5、过热器
将汽包来的干饱和蒸汽进一步加热使之成为过热蒸汽.当汽水共存时,对汽水混合物加热,加入的热量只能用来使汽水混合物中的水蒸发成为蒸汽,而不能使蒸汽温度升高成为过热蒸汽.要想获得过热蒸汽,常采用的方法是将蒸汽从汽水混合物中分离出来,对其进一步加热,完成这一任务的
部件成为过热器.
过热器的作用是降低烟气温度,回收烟气中的热量,提高锅炉效率.炉膛出口的烟气温度比较高,为1000---1100度,其中含有很多热量.烟气经过过热器后,温度降至700---800度,过热器回收了一部分烟气热量.
6、再热器
再热器实质上是一种把作过功的低压蒸汽再进行加热并达到一定温度的蒸汽过热器，再热器的作用进一步提高了电厂循环的热效率，并使汽轮机末级叶片的蒸汽温度控制在允许的范围内。

为了提高大型发电机组循环热效率，广泛采用中间再热循环。

从锅炉过热器出来的主蒸汽在汽轮机高压缸作功后，送到再热器中再加热以提高温度，然后送入汽轮机中压缸继续膨胀作功，称为一次中间再热循环，可相对提高循环效率4～5％。

有些大型机组，在中压缸后再次将排汽送回锅炉加热，称为两次中间再热循环,可再相对提高循环效率的2％左右。

个别试验机组甚至采用三次中间再热循环。

采用再热循环后,锅炉-汽轮机装置的热力系统、结构和运行调节都变得复杂，造价增加，故在100兆瓦以上
的发电机组中才采用,通常只采用一次中间再热。

7、省煤器
省煤器就是在锅炉尾部烟道中加热锅炉给水的受热面，给水在进入锅炉前先经过它，用以吸收烟气的热量，降低了烟气的排烟温度，节省了能源，提高了效率，所以称之为省煤器。

锅炉中省煤器的作用是吸收低温烟气的热量，降低排烟温度，减少排烟损失，节省燃料。

由于给水进入汽包之前先在省煤器加热，因此减少了给水在受热面的吸热，可以用省煤器来代替部分造价较高的蒸发受热面。

给水温度提高了，进入汽包就会减小壁温差，热应力相应的减小，延长汽包使用寿命。

8、空气预热器
空气预热器是利用烟气余热，加热燃料所需空气的设备。

空气预热器的作用：
（1）吸收排烟余热，提高锅炉效率。

装了省煤器后，虽然排烟温度可以降低很多，但电站锅炉的给水温度大多高于200℃。

故排烟温度不可能降得更低，而装设空气预热器后，则可进一步降低排烟温度。

（2）提高空气温度，可以强化燃烧。

一方面使燃烧稳定降低机械未完全燃烧损失和化学未完全燃烧损失；另一方面使煤易燃烧完全，可减少过剩空气量，从而降低排烟损失和风机电耗。

（3）提高空气温度，可使燃烧室温度升高，强化辐射传热。