循环流化床锅炉原理

1、循环流化床锅炉循环流化床锅炉 循环流化床燃烧的优缺点循环流化床燃烧的优缺点 一、循环流化床锅炉的优点一、循环流化床锅炉的优点（1）对燃料的适应性特别好）对燃料的适应性特别好 （2）燃烧效率高）燃烧效率高（3）炉内传热能力强）炉内传热能力强（4）脱硫效率高）脱硫效率高 （5）nox排放量低排放量低 （6）负荷变化范围大，调节特性好）负荷变化范围大，调节特性好 （7）给煤点数量少）给煤点数量少 （8）无埋管磨损）无埋管磨损 循环硫化炉示意图循环硫化炉示意图 循环流化床锅炉核心部分循环流化床锅炉核心部分 发展流化床燃烧的发展流化床燃烧的意义与结论意义与结论一、节约能源一、节约能源 二、利用劣质燃料二

2、、利用劣质燃料三、绿色能源三、绿色能源 四、灰渣综合利用四、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原理图 基本概念基本概念n 床料：床料： 锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定粒度的粒度的“原料原料”，称做床料。，称做床料。n 物料：物料： 所谓的物料，主要是指循环流化床锅炉运所谓的物料，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、脱床料成分，

3、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。飞灰和炉渣是炉内物料的废料。 流化床的形成流化床的形成图图217 气固接触形式气固接触形式 炉膛内部炉膛内部 煤内的燃烧与炉内传热煤内的燃烧与

4、炉内传热n 循环流化床燃烧特点循环流化床燃烧特点 （1 1）燃料通过物料循环系统在炉内循环反复燃烧，使燃）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。料颗粒在炉内的停留时间大大增加，直至燃尽。 （2 2）采用清洁燃烧方法，即向炉内加入石灰石粉或其他）采用清洁燃烧方法，即向炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂，在燃烧中直接除去脱硫剂，在燃烧中直接除去so2，炉膛下部采用欠氧燃烧，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）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，同时炉内的排放，而且使燃烧份额

5、的分配更趋合理，同时炉内温度场也更加均匀。温度场也更加均匀。n 循环流化床炉内热交换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、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。气体辐射换热实现的。 主要污染物排放控制主要污染物排放控制n 流化床燃烧对流化床燃烧对so2的排放控制的排放控制 脱硫的基本工作过程脱硫的基本工作过程：给煤中的硫份在炉膛内反应生成：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，产给入炉膛，这些石灰石被迅

6、速加热，并发生燃烧反应，产生多孔疏松的生多孔疏松的cao。so2扩散到扩散到cao的表面和内孔，在有的表面和内孔，在有氧参与的情况下，氧参与的情况下， cao 吸收吸收so2并生成并生成caso4。 最佳脱硫温度一般为最佳脱硫温度一般为850870。n 流化床燃烧对流化床燃烧对nox的排放控制的排放控制 主要污染物排放控制主要污染物排放控制n 流化床燃烧对流化床燃烧对nox的排放控制的排放控制 循环流化床锅炉循环流化床锅炉nox排放低的主要原因是：排放低的主要原因是： （1）低温燃烧，燃烧温度一般控制在）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850900左右，此左右，此时空气中的氮一般不会生成时空气中的

7、氮一般不会生成nox ； （2）分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为）分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为nox ，并使部分，并使部分已生成的已生成的nox得到还原。得到还原。循环流化床锅炉外观图循环流化床锅炉外观图220t/h循环流化床锅炉循环流化床锅炉 循环流化床锅炉循环流化床锅炉主要设备及作用主要设备及作用n 燃烧设备燃烧设备n 物料循环系统物料循环系统n 燃煤制备系统燃煤制备系统n 风烟系统风烟系统n 除渣、除灰系统除渣、除灰系统燃烧室结构形式燃烧室结构形式 n 循环流化床锅炉燃烧室（炉膛）与煤粉炉的不循环流化床锅炉燃烧室（炉膛）与煤粉炉的不同，燃烧室底部有炉篦把炉膛封住，防止炉内同，燃烧室底部有

8、炉篦把炉膛封住，防止炉内床料从下部漏掉。以二次风喷口为界，下部为床料从下部漏掉。以二次风喷口为界，下部为还原燃烧区，上部为氧化燃烧区。还原燃烧区还原燃烧区，上部为氧化燃烧区。还原燃烧区布置有燃料、石灰石、循环灰进口。燃烧室底布置有燃料、石灰石、循环灰进口。燃烧室底部有布风板，其作用是使一次风均匀进入炉内部有布风板，其作用是使一次风均匀进入炉内。目前燃烧室的结构主要有如下几种：。目前燃烧室的结构主要有如下几种： （1）圆形炉膛；）圆形炉膛； （2）方形炉膛，方形炉膛又分为正方形和长）方形炉膛，方形炉膛又分为正方形和长方形两种；方形两种； （3）下圆上方形炉膛。）下圆上方形炉膛。燃烧室结构形式燃烧

9、室结构形式 图图1-汽包；汽包；2-水冷壁；水冷壁；3-过热器；过热器；4-省煤器；省煤器；5-空气预热空气预热器；器；6-分离器；分离器；7-物料返回管物料返回管燃烧室结构形式燃烧室结构形式（a）炉膛）炉膛（b）裤衩腿）裤衩腿（c）有开口的分隔墙）有开口的分隔墙（d）主、副床）主、副床（e）有埋管的差速床）有埋管的差速床返回返回布风装置的结构、作用和种类布风装置的结构、作用和种类 n 流化床布风装置主要由布风板、风室和冷渣管组流化床布风装置主要由布风板、风室和冷渣管组成。布风装置的主要作用有：成。布风装置的主要作用有：（1）支承床料；）支承床料；（2）使空气均匀地分布在整个炉膛的横截面上，并

10、）使空气均匀地分布在整个炉膛的横截面上，并提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化，避免勾流、腾涌、气泡尺寸过大、流化死区等不避免勾流、腾涌、气泡尺寸过大、流化死区等不良现象的出现。良现象的出现。 （3）那些已基本烧透、流化性能差、有在布风板）那些已基本烧透、流化性能差、有在布风板上沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层，上沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层，保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产。保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产。 n 1布风板布风板 定义：流化床锅炉燃烧室下部的炉篦称作布风板。定义：流化床锅炉燃烧室下部的炉篦称作布风板。

11、n 布风板的主要作用有：布风板的主要作用有： （1）支撑炉内物料；）支撑炉内物料； （2）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）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。达到良好的流化状态。 布风板的结构布风板的结构 布风板的结构布风板的结构布风板的结构布风板的结构图图3-5 布风板结构形式示意图布风板结构形式示意图（a）v型；（型；（b）回字型；（）回字型；（c）水平型；（）水平型；（d）倾斜型）倾斜型风帽风帽n 风帽的作用在于使进入流化床的空气产生第二次风帽的作用在于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

12、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。压降、均匀布风的作用。n 风帽的类型：风帽的类型：（1）小孔径风帽；）小孔径风帽；（2）较大孔径风帽；）较大孔径风帽；（3）导向风帽。）导向风帽。布风装置的结构、作用和种类布风装置的结构、作用和种类风帽的结构风帽的结构点火方式与点火装置点火方式与点火装置n 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循环流化床点火，就是通过外部热源使最初加入床层上的

13、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。床层温度在煤自身着火的水平上，实现锅炉正常稳定运行。n 点火方式：流态化点火点火方式：流态化点火 床上点火床上点火 床下点火床下点火 固定床点火固定床点火 ：床上点火：床上点火讲义讲义返回返回点火方式与点火装置点火方式与点火装置图图3-10 烟气发生器点火装置烟气发生器点火装置1-蒸汽锅炉；蒸汽锅炉；2-流化床；流化床；3-风帽；风帽；4-天然气点天然气点火系统；火系统；5-风室；风室；6-三次风；三次风；7-二次

14、风；二次风；8-辅辅助燃烧器；助燃烧器；9-热烟气发生器；热烟气发生器；10-油点火系统油点火系统；11-启动运行混合空气；启动运行混合空气；12-油燃烧器；油燃烧器；13-丙烷丙烷/天然气辅助燃烧器天然气辅助燃烧器点火方式与点火装置点火方式与点火装置给料装置与给料方式给料装置与给料方式n 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给料机括皮带、链板、埋刮板、气力输送设备以及圆盘给料机和螺旋给料机（俗称绞笼）等。（俗称绞笼）等。n 循环流化床锅炉给料方式分正压给料

15、和负压给料两种，正压给料就是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 图图3-14给料机结构图给料机结构图图图3-1给料机给料机给料方式给料方式图图3-16 给料方式给料方式（a）正压给料；）正压给料； （b）负压给料）负压给料 物料循环系统物料循环系统n 主要包括物料分离器、立管和回料阀三部分主要包括物料分离器、立管和回料阀三部分 n 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。 炉膛炉膛物料物料分离器分离器立管、回料器立管、回料器烟气烟气飞灰飞灰烟气烟气空气空气飞灰飞灰煤粒煤粒托流机托流机物料循环系统图物料循环系统图煤煤粒粒脱脱硫硫剂剂 燃煤制备系统燃煤制备系统n 制煤设备制煤设备 *钢棒滚筒磨钢棒滚筒磨 *锤击式破碎机锤击式破碎机