循环流化床锅炉专业知识讲解

1、循环流化床专业知识课件目录1 循环流化床锅炉概述11.1 循环流化床锅炉发展概况11.1.1 煤燃烧技术的发展11.1.2 我国流化床燃烧技术的发展11.1.3 流化床锅炉现状（2002年8月资料）11.2 循环流化床锅炉主要优缺点11.2.1 流化床锅炉优点11.2.2 鼓泡床锅炉存在的问题21.2.3 循环流化床锅炉的缺点21.3 循环流化床锅炉分类31.3.1 以物料的循环倍率分31.3.2 以携带率大小划分32 循环流化床锅炉基本原理42.1 循环流化床锅炉基本概念42.1.1 床料42.1.2 物料42.1.3 堆积密度与堆积空隙率42.1.4 粒平均直径、当量直径及形状系数42.1

2、.5 燃料筛分52.1.6 燃料粒比度52.1.7 流态化52.1.8 流化速度52.1.9 临界流速与临界流量52.1.10 “散式”流态化和“聚式”流态化52.1.11 物料循环倍率52.2 流化床的形成62.2.1 流化床的形成过程62.2.2 几种不正常的流化状态72.3 循环流化床锅炉炉内动力特性92.3.1 床层高度、阻力与气流速度变化的关系92.3.2 炉内物料颗粒运动和浓度分布102.4 循环流化床锅炉煤燃烧与炉内传热112.4.1 煤的燃烧112.4.2 炉内传热133 循环流化床锅炉主要设备及作用153.1 燃烧设备153.1.1 燃烧室153.1.2 布风板与风帽153.

3、1.3 点火方式与点火装置（启动燃烧器）173.1.4 给煤机与给煤方式193.2 物料循环系统213.2.1 物料循环系统组成及作用213.2.2 物料分离器213.2.3 回料立管243.2.4 回料阀253.3 风烟系统273.3.1 风系统的分类及作用273.3.2 送风系统的几种布置形式284 循环流化床锅炉的运行304.1 循环流化床锅炉的启动和停炉304.1.1 锅炉冷态实验304.1.2 锅炉点火启动324.1.3 锅炉压火热备用334.1.4 锅炉压火后启动334.1.5 停炉334.2 循环流化床锅炉运行调节354.2.1 锅炉运行调节的主要任务354.2.2 水位监视与调

4、整354.2.3 过热蒸汽温度的监视与调整364.2.4 过热蒸汽压力控制364.2.5 锅炉燃烧调节364.3 循环流化床锅炉事故分析384.3.1 灭火384.3.2 结焦事故394.3.3 烟道内可燃物再燃烧39III循环流化床锅炉专业知识课件1 循环流化床锅炉概述1.1 循环流化床锅炉发展概况1.1.1 煤燃烧技术的发展在19世纪80年代，随着蒸汽机的发明，开发出了固定床层燃技术，至今，我国工业锅炉的绝大多数仍然是层燃锅炉。至20世纪30年代，层燃技术已不能满足电力工业对更大容量更高效率的燃煤锅炉的需求，从而开发了煤粉燃烧技术。60多年来，煤粉燃烧技术已得到了长足的发展，现在仍然是统治

5、着全世界燃煤发电厂的燃烧方式。煤粉炉不但可以燃烧各种不同的煤种，并能达到90%以上的锅炉效率，煤粉炉的单机最大容量已达1300MW。煤粉炉可设计成超临界蒸汽参数的机组，并实现了运行操作的全部自动化。1.1.2 我国流化床燃烧技术的发展我国是国际上最早开展流化床燃烧技术研究开发的国家之一。自从1965年建成第一台燃烧油页岩的工业鼓泡流化床锅炉（在广东茂名投产）以来，流化床煤燃烧技术很快在全国得到推广。现在全国有3500余台鼓泡流化床锅炉在运行，数量为居世界之首。我国对循环流化床锅炉技术的研究和开发起步较晚，80年代以后，我国循环流化床技术发展迅速。（1988年第一台35t/h锅炉在山东明水电厂投

6、产）。居不完全统计，至2002年底，已有830余台循环流化床锅炉投入运行，但大多数为容量在75t/h220t/h以下的中小型锅炉。1.1.3 流化床锅炉现状（2002年8月资料）世界上作为一种先进的清洁煤燃烧技术，流化床锅炉技术20多年来得到了很大发展。现在，容量为350MW的世界上最大的鼓泡流化床锅炉已在日本建成投产。在循环流化床锅炉的国际市场上，已售出的循环流化床锅炉（不包括中国生产的循环流化床锅炉）已超过450台，其中容量超过200MW的循环流化床锅炉为12台以上，有6台已投入运行。两台当前最大的300MW容量的循环流化床锅炉于2002年在美国佛罗里达洲的JEA电厂投入运行。容量为600

7、MW的循环流化床锅炉的设计也已完成。这些说明了循环流化床锅炉已开始进入大容量燃煤电站锅炉领域。1.2 循环流化床锅炉主要优缺点1.2.1 流化床锅炉优点1.2.1.1 低温燃烧炉内新燃料比例很小，只有2%3%，即使燃烧温度仅为850900，流化床锅炉也能高效稳定地燃烧任何固体燃料。1.2.1.2 燃料适应性广几乎可以燃烧各种煤，至今已成功在流化床锅炉上燃烧过的燃料包括一切种类的煤，其中有高灰分、高水分的褐煤，低挥发分的无烟煤，各种煤的煤矸石、洗矸、洗煤泥浆，石煤，各种石油焦，油页岩，泥煤，城市垃圾，油污泥，废轮胎，农林业生物质废料（如树皮、木屑、稻壳、甘蔗渣）等，也可燃烧各种液体燃料和气体燃料

8、。1.2.1.3 有利于环境保护流化床锅炉NOX的生成量仅为煤粉炉的1/41/3，又由于炉内温度最适合脱硫，向炉内投入适量石灰石，就可以达到90%的脱硫效率。所以，流化床是一种经济有效的低污染煤燃烧技术。1.2.1.4 燃烧强度大炉内混合强烈，而且在整个炉膛中进行，燃烧热强度大，炉膛截面积和体积小1.2.1.5 床内传热能力强鼓泡床内传热系数可答233326W/（m2K），循环流化床锅炉炉膛内气固两相混合物对水冷壁的传热系数在250100W/（m2K）1.2.1.6 负荷调节性能好储热量大，在负荷低于25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。1.2.1.7 易于操作和维护炉温低，不存在炉内结渣，炉膛内

9、不需布置吹灰器，炉温低也减小了发生传热危机和爆管的机会。燃烧的腐蚀作用也小，但磨损严重，可在易磨部位采取防磨措施，已经得到解决。1.2.1.8 灰渣便于综合利用低温烧透的灰活性好，含碳量低，可以用作制造水泥的掺和料或其它建筑材料的原料。1.2.2 鼓泡床锅炉存在的问题a) 采用宽筛分燃料时，固体未完全燃烧热损失增大锅炉热效率下降b) 石灰石的钙利用率低，要使脱硫效率达到90%以上，钙硫摩尔比一般需在3左右，消耗大量石灰石。c) 鼓泡床锅炉的床内埋管及炉墙和尾部受热面的磨损问题还有待彻底解决。d) 随着鼓泡床锅炉容量的增大，床的截面几积增大，限制了鼓泡床锅炉向大型化发展。1.2.3 循环流化床锅

10、炉的缺点a) 循环流化床锅炉的气固分离和床料循环系统比较复杂，运行维修费用高。b) 燃烧效率受燃烧温度限制，一般略低于煤粉炉。c) 床内流速高，固体浓度大，炉内存在还原性气氛区域，受热面的磨损与腐蚀问题仍要十分重视。d) 添加石灰石在燃烧中脱硫，脱硫效率低于烟气湿法脱硫。对于发达国家更严格的SO2排放标准仍存在问题。1.3 循环流化床锅炉分类1.3.1 以物料的循环倍率分a) 低倍率循环流化床锅炉，K15；b) 中倍率循环流化床锅炉K=1540；c) 高倍率循环流化床锅炉，K15。1.3.2 以携带率大小划分携带率大小即炉室出口单位烟气携带物料的多少，按其可分为：a) 低携带率循环流化床锅炉v

11、3kg/Nm2；b) 中携带率循环流化床锅炉v=5kg/Nm2；c) 高携带率循环流化床锅炉v8kg/Nm2。2 循环流化床锅炉基本原理2.1 循环流化床锅炉基本概念2.1.1 床料锅炉启动前，步风板上先铺有一定厚度、一定粒度的“原料”称做床料。2.1.2 物料主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或再热的物质。它不仅包括床料成分，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它固体物质。分离器捕捉下来通过回料阀返送回炉膛的物料叫循环物料，未被捕捉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2.1.3 堆积密度与堆积空隙率a) 堆积密度单位体积固体颗粒燃

12、料或物料自然堆放时的质量叫堆积密度堆（Kg/m3）。b) 颗粒密度若把燃料紧紧密合，没有空隙，这时单位体积的燃料质量称为颗粒密度或真实密度粒(Kg/m3)。c) 颗粒空隙率燃料、床料或物料堆积时，其粒子间的空隙所占的体积份额堆。堆=1-堆/粒1-堆=堆/粒空隙率的意义：常常以物料在炉内的空隙率来确定其流化状态。1) 鼓泡床流化状态：流化速度u小于3m/s，空隙率在0.45左右；2) 湍流床流化状态：流化速度u=47m/s，空隙率=0.650.75；3) 快速床流化状态：流化速度u大于8m/s，空隙率=0.750.95；注意：在锅炉冷态实验或运行中，炉内床料或物料的空隙率与堆积空隙率堆不同，它是

13、床料或物料在流化状态下的空隙率，是随着流化速度大小的变化而变化的，用表示。2.1.4 粒平均直径、当量直径及形状系数循环流化床锅炉燃料粒径一般为025mm全部颗粒的平均直径为d平=xidi相当于球形颗粒的当量直径为d当=d平（是形状系数，不同颗粒，不同）颗粒平均直径、当量直径对于循环流化床锅炉设计、改造、调试都比较重要。2.1.5 燃料筛分如果进入锅炉的燃料粒径粗细范围较大，即筛分较宽，就称做宽筛分；粒径粗细范围较小，就称做窄筛分。国内目前运行的循环流化床锅炉，其燃料粒径要求一般在0.110mm、0.115mm，特殊的要求0.120mm,均属宽筛分。2.1.6 燃料粒比度燃料各粒径的颗粒占总量

14、的份额之比称作粒比度。又称燃料颗粒特性。按着粒比度在坐标图上作出的是一条连续的曲线。称作颗粒特性曲线。2.1.7 流态化当气体或液体以一定的速度流过固体颗粒层，并且气体或液体对固体颗粒产生的作用力与固体颗粒所受的其他外力相平衡，固体颗粒层会呈现出类似于液体状态的现象。这种操作状态称为流态化。2.1.8 流化速度是指床料或物料流化时动力流体（一次风）的速度。也称空塔速度。2.1.9 临界流速与临界流量临界流速是指床料开始流化时（床层由静止状态转变为流态化时）的一次风风速，此时的一次风风量叫做临界流量。2.1.10 “散式”流态化和“聚式”流态化“聚式”流态化是指一般的气固流态化，由于气体并不均匀

15、地流过颗粒床层，一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒则被分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随着位置和时间的不同而变化，这种流态化称为“聚式”流态化。2.1.11 物料循环倍率由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃料量之比。即K=W/B，如某台220t/h循环流化床锅炉额定负荷设计燃煤量35t/h，物料分离器分离下来且返送回炉内的物料量为550t/h，那么该炉的循环倍率为：K=W/B=500/35=14。影响物料回送量的因素：a) 一次风量；b) 燃料颗粒特性；c) 分离器效率；d) 回料系统。2.2 流化床的形成2.2.1 流化床的形成过程注：a固定床空气流速低，空气穿过床料颗粒

16、间隙由上部出去，床料高度未发生明显变化，床料未被流化。b流动床(散式流态化)空气流速增大，床料开始膨胀，料层高度发生变化，上部有一个确定的界面；颗粒有一些小幅度运动；颗粒聚集的倾向很小；存在很小的压力波动。c鼓泡床（聚式流态化）空气流速继续增加，流化速度u=13m/s，（u=2uc）床料内产生大量气泡，小气泡聚集成较大气泡穿过料层并破裂，气固两相扰动强烈，床面是确定的界面，周期性地有气泡破裂穿出；有一个较明显幅度的压力波动。d湍流床（聚式流态化）空气流速继续增大，床料内气泡消去，小气泡和颗粒群来回运动，混合更加剧烈，看不清料层界面，但床内仍存在一个密相区和稀相区。湍流床的流化速度u=45m/s

17、。e快速床（聚式流态化）空气流速继续增加，流化速度u=610m/s，床料上下浓度更趋于一致，但仍有浓度大小之分，料层界面难以直观确定；集中在靠近壁面处的颗粒团向下运动，床内中心区的气体和分散的颗粒一起向上运动；在不变的给料速率下，由于u的增加使颗粒愈加稀薄。f喷流床空气流速继续增大，床料将均匀地全部喷出床外。也叫气力输送，煤粉炉类似这种状况。说明：a) 不论是流动床，还是鼓泡床、湍流床以及快速床，均属流化床，形成各流化状态的流化速度u与床料颗粒大小、密度以及粘性等许多因素有关。b) 不是在任何情况下都能够观察到上面所列的各种形式，因为这些形式之间的过渡点，不仅取决于气固系统的特性，而且也取决于

18、其他条件。2.2.2 几种不正常的流化状态2.2.2.1 沟流由于料层中阻力大小不同使得大量的空气从阻力小的地方穿过料层而其他部位仍处于固定床状态，这种现象就称作沟流。a) 分类一般分为贯穿沟流和局部沟流两种。贯穿沟流 局部沟流b) 危害1) 床料流化质量下降；2) 料层容易结焦；3) 影响炉内传热和燃烧的稳定性。c) 原因1) 一次风速太低；2) 料层太薄，或严重不均，或炉床内结焦；3) 给煤太湿，播煤风、回料风调整不合理，造成在给煤口下或回料口处形成堆集现象；4)布风板设计不合理，风帽太少，节距太大。2.2.2.2 节涌a) 现象料层中的气泡聚集汇合接近炉床宽度时，料层就被分成几层，一层比

19、较稠密的床料一层稀疏床料的“空气”向上运动，当达到某一高度后崩裂，固体颗粒喷雨而下，这种现象称作节涌。b) 危害1) 燃烧不稳定；2) 在断层下部易引起结焦；3) 若床内布置有埋管，将使埋管磨损加剧。c) 原因1) 布风板、风帽设计不合理；2) 床料颗粒过粗；3) 料层过薄等。d) 说明节涌现象易在鼓泡床与湍流床之间的流化过程中产生，因此常称这一状态为不稳定流化状态。锅炉应尽可能避免在这一状态下运行。2.2.2.3 分层a) 现象颗粒较大的煤快以及冷灰沉积在炉床低部，细而轻的颗粒悬浮于上部的现象。b) 危害冷灰过多使流化质量下降；床内温度下降；影响锅炉燃烧。2.3 循环流化床锅炉炉内动力特性2

20、.3.1 床层高度、阻力与气流速度变化的关系2.3.1.1 理想情况下关系当气流速度开始增大时，料层阻力随着增大，而料层厚度却不再增高，颗粒基本保持不动；如果气流速度继续增大，达到临界流化速度时，气流速度再增大，料层阻力基本保持一定值，但料层高度却随气流速度的增加而增高，料层空隙率不断增大。当气流速度增大到某一值后，床料颗粒被气流大量携带出床外，若不及时补充，随着气流速度和床料带出量的增大，料层阻力下降，最终趋近于零。注：A固定床状态料层越厚，阻力越大；气流速度越大，阻力越大；气流速度增大，料层厚度不变。B流化床状态气流速度增大，阻力不变，料层厚度增大。C气力输送状态（喷流床）气流速度增大，阻

21、力减小，料层厚度增大。2.3.1.2 实际情况下关系实际情况采用宽筛分燃料和分段送风等原因，在锅炉运行中，炉内将沿高度形成多工况流态。此时不能确定床层高度，影响炉内压差变化的因素也更多。所以压差随气流速度的变化很难用一条简单的曲线表示2.3.2 炉内物料颗粒运动和浓度分布2.3.2.1 鼓泡床炉a) 颗粒运动小气泡向上运动不断形成大气泡，气泡上浮时，由于尾迹迁移的作用，使床层下部的颗粒被携带到床层上部，促进床内混合。b) 浓度分布物料的浓度分布只与流化速度有关；炉内有清晰料层界面，界面以下部分的物料密度很大，称做密相区；界面以上部分仅悬浮一些细小颗粒，密度很低，称做稀相区或稀疏相区。2.3.2

22、.2 循环流化床炉（以快速流化床为例）a) 颗粒运动特点1) 单一颗粒向上运动与后续上浮的颗粒形成颗粒团或颗粒带，颗粒团不稳定极易破碎与新颗粒结成新的颗粒团。2) 物料沿壁面形成“面壁流”，浓度高，向下流动；中心物料浓度相对低，向上运动，产生“内循环”。b) 浓度分布没有清晰料层界面，炉内物料混合比较均匀，但仍有差别：物料在床内沿高度呈下部密、上部稀的结构；沿径向呈中心稀、外径处浓密结构。c) 浓度分布影响因素流化速度；物料颗粒特性；循环倍率；给料和回料口高度；二次风口的位置。2.4 循环流化床锅炉煤燃烧与炉内传热2.4.1 煤的燃烧2.4.1.1 鼓泡床燃烧特点a) 颗粒粗，最大可达30mm

23、。b) 流化速度低，一般不大于3m/s。c) 下部粗颗粒在炉内停留时间长，容易燃尽。d) 细小颗粒停留时间短，飞灰中可燃物量增大，锅炉效率下降。e) 炉内温度水平分布均匀，而高度方向是下高上低。2.4.1.2 循环流化床燃烧2.4.1.2.1 循环流化床燃烧特点a) 颗粒细，流化速度高4m/s10m/s。b) 有物料循环系统（外循环）和炉内“面壁流”，燃料颗粒在炉内停留时间长。c) 采用清洁燃烧方法（加石灰石或其它脱硫剂去SO2，采用欠氧燃烧或分段送风抑制NOX）。2.4.1.2.2 循环流化床煤颗粒的燃烧过程a) 煤粒被加热和干燥；b) 挥发分的析出和燃烧；c) 煤粒膨胀和破裂；d) 焦碳燃

24、烧和再次破裂及碳粒磨损。（绝大多数表现为焦碳的燃烧）。2.4.1.2.3 劣质燃料的燃烧a) 劣质燃料指高水分、高灰分、高硫分、低发热量、低灰熔点的燃料。如泥煤、油页岩、炉渣、木屑、洗煤厂的煤泥、洗矸、采煤厂的煤矸石、垃圾处理厂的垃圾等，也包括难点燃和燃尽的低挥发分的无烟煤、石油焦和焦碳等。b) 可以采用劣质燃料的原因1) 循环流化床炉内蓄热量大，有足够的热量加热新燃料而不会导致炉内的温度有较大的变化。2) 新燃料在炉内停留时间长，远大于其燃尽所必需的时间。2.4.2 炉内传热2.4.2.1 鼓泡床与埋管的热交换鼓泡床与埋管受热面之间的热量传递主要通过三个途径：a) 颗粒对流放热；通常颗粒粒径

25、比较细（0.041mm）时，颗粒对流放热是传热主要方式。b) 颗粒隙间气体对流放热；粒径比较大时（大于0.8mm）直至数毫米时，隙间气体对流放热占主要份额。c) 床层辐射放热。床温越高，颗粒越大，辐射作用越强。2.4.2.2 循环流化床炉内热交换2.4.2.2.1 传热途径传热途径分物料对受热面的固体对流；固体辐射；气体辐射三个途径。2.4.2.2.2 运行中各参数调整对传热系数的影响a) 床温的影响床温升高，传热系数增大。b) 物料浓度的影响运行中床温维持一定的情况下，物料浓度是最主要的因素。c) 循环倍率的影响循环倍率越大，炉内物料浓度越大，传热系数越大。d) 流化速度的影响在一定的物料浓

26、度下，流化速度对传热系数的影响很小锅炉运行中一般是增加一次风量和给料量同时进行。e) 颗粒尺寸的影响其他条件相同时，颗粒尺寸小时传热系数大，而颗粒尺寸大时传热系数小，这种实验结果对较短的受热面影响明显（与鼓泡床对竖式布置的埋管影响基本一致），对较长的受热面影响不明显。f) 受热面长度的影响实验表明：换热面长度对传热系数有明显的影响，平均传热系数随长度的增加而减小，但在换热面长度超过0.51m后，影响不明显。所以，在实际的循环流化床锅炉中换热面长度将不对传热系数产生实质性的影响。3 循环流化床锅炉主要设备及作用3.1 燃烧设备循环流化床锅炉燃烧设备主要由燃烧室、点火装置、一次风室、布风板和风帽、

27、给煤机等组成另外还包括物料循环系统和一、二次风系统。3.1.1 燃烧室3.1.1.1 结构形式燃烧室结构可分为：圆型炉膛、方型炉膛、下圆上方型炉膛；其特点为圆型炉膛或下圆上方型炉膛的圆形部分一般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成，内衬耐热防腐耐火材料。对防磨和压火保温起到一定的作用，但启动时间长，上下结合处不易密封。而方形炉膛四周一般采用膜式水冷壁，密封好，锅炉体积小，启动速度快，但水冷壁磨损大，水冷壁内侧需衬耐磨耐火材料。3.1.1.2 大型循环流化床锅炉三种不同的炉膛设计方案3.1.2 布风板与风帽3.1.2.1 布风板a) 布风板流化床锅炉燃烧市下部的炉篦被称做布风板。b) 布风板的作用

28、1) 支承炉内物料；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，使之达到良好的流化状态。c) 布风板的型式1) 非水冷式布风板一定厚度的钢板开孔，又叫花板，上设保温层以防花板变形。2) 水冷式布风板采用拉稀膜式水冷壁形式，在管与管之间的鳍片上开孔布置风帽。水冷布风板、水冷风箱和炉膛水冷壁构成了一个整体，消除了锅炉运行时热膨胀不均匀的问题。采用床下点火时必须采用水冷风室和水冷布风板。d) 布风板的结构型式ab一般为非水冷式；cd一般为水冷式3.1.2.2 风帽a) 作用使空气第二次分流与导向（第一次在风箱），以足够的速度进入流化床；使空气与固体颗粒能良好的混合；建立良好流化状态。b

29、) 结构主要有三类：小孔径风帽、较大孔径风帽、导向风帽。1) 小孔径风帽有多个出气口，阻力大，气流速度大，刚度小，容易阻塞。2) 大孔径风帽一般为一个出气口，阻力小，气流刚度大，不易阻塞。3) 导向风帽能将沉积在床底部的大颗粒灰渣及杂物有效地沿着规定的方向吹直排渣口排出。3.1.3 点火方式与点火装置（启动燃烧器）3.1.3.1 点火方式（常用流态化下点火方式）固定床点火流态化点火（又分为上点火、下点火）3.1.3.2 启动燃烧器布置方式：床上布置（上点火）、布风板上布置（上点火）、一次风管道内布置（下点火）a) 启动燃烧器床上布置向下倾斜的启动油燃烧器，布置在床层上面两侧墙上。向下倾斜的启动

30、油燃烧器b)启动燃烧器布风板上布置天然气喷嘴布置在流化空气喷嘴中间，在启动时空气喷嘴不但为床料提供流化风，也提供天然气燃烧所需空气，使天然气的燃烧过程在流化床内进行以加热床料c)启动燃烧器一次风管道内布置管道燃烧器先将一次风加热至700800°C的高温，高温一次风进入水冷风箱，再通过布风板将惰性床料流化，并在流态化的条件下对床料进行均匀加热。其特点为对床料的加热均匀、迅速；炉膛的散热损失小；缩短启动时间；节省启动用燃料。据估算，一台300MW的循环流化床锅炉，每冷态启动一次，管道燃烧器启动要比床上布置燃烧器节省启动燃料60%。因此，一次风管道内启动燃烧器现在得到较普遍的采用。3.1.

31、4 给煤机与给煤方式3.1.4.1 给煤机3.1.4.1.1 给煤机布置位置有前墙布置、前后墙布置（对大容量锅炉）、布置在分离器下热床料返回炉膛的返料密封器上。也有采用气力输送在密相区给料的。3.1.4.1.2 给煤机结构型式螺旋给煤机（早期小容量锅炉采用，目前很少用）；埋刮板给煤机；皮带给煤机（电站锅炉基本不用）；重力给煤机；抛煤机；气力给煤系统；用泥浆泵输送煤泥浆的给料系统和空气吹扫给煤机等。3.1.4.1.3 给料系统举例3.1.4.2 给煤方式a) 正压给煤：给煤口低，布置有播煤风。b) 负压给煤：给煤口高、给煤不均匀，少用。3.2 物料循环系统3.2.1 物料循环系统组成及作用3.2

32、.1.1 物料循环系统组成包括物料分离器、立管、和回料阀三部分。3.2.1.2 物料循环系统作用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。3.2.1.3 物料循环系统必须具备的条件a) 保证物料高效分离；b) 稳定回料；c) 防止炉内烟气由回料系统窜入分离器；d) 回料量应连续并可调。3.2.2 物料分离器3.2.2.1 分类a) 按分离原理：离心分离（旋风分离）、惯性分离（撞击分离）。b) 按布置位置：炉膛外布置和炉膛内布置。c) 按分离器运行温度：高温（800900）分离器、中温（400500）分离器、低温（400以下）分离器。d) 按冷却方式：绝热分离器（钢板耐火材料）和汽

33、水冷分离器。当前使用最普遍的是外置高温离心式旋风筒分离器。3.2.2.2 旋风筒分离器a) 分离原理一定速度的烟气携带物料沿切线方向进入分离器后在分离器内做旋转运动，固体颗粒在离心力和重力作用下被分离下来，落入料仓或立管，经回料阀送回炉膛。b) 特点分离效率高，但体积庞大。c) 两种结构一种是由钢板和耐火材料构成不冷却的热旋风筒，另一种是由膜式壁构成通过水或蒸汽冷却的汽水冷式旋风筒。钢板耐火材料型初投资小，但维修费用高；水汽冷型初投资大，维修工作量小，运行可靠。整个分离器的外壳，包括烟气入口通道、分离器顶棚、筒体和倒锥形料斗均由蒸汽冷却的膜式壁构成，蒸汽是来自汽包的饱和蒸汽，蒸汽流过分离器膜式

34、受热面时可以是串联布置，也可以是并联布置。蒸汽冷却离心分离器蒸汽冷却离心分离器和非冷却的钢板耐火材料分离器的比较耐火材料厚（300mm ）外壁温度高，热应力大，锅炉启动速度慢（1216h） 耐火材料薄（不超过50mm ）,导热性好，减轻了分离器的重量；分离器外壁温度低，散热损失小。热应力小，锅炉启动速度快（46h）水冷分离器与蒸汽冷却分离器结构相同，但冷却介质采用自然循环水，不利于达到最佳的水循环工况。（阻力大，自然循环动力小）3.2.2.3 槽形惯性分离器a) 工作原理：惯性分离（撞击分离）b) 工作特点优：结构紧凑；不需耐火材料，可缩短启动时间，增加负荷变化速率；缺：分离效率低，一般与其它

35、分离器配合使用。c) 结构最早由瑞典Studsvik Energiteknik ABB公司开发出的一种惯性分离器，后来转让给美国B&W公司和日本日立公司，U形槽分离器是由悬挂的U形合金刚（不锈钢）以迷宫错列布置而成，槽钢宽152mm，深为178mm ,每根槽钢用2个螺栓悬挂在水冷炉顶上。3.2.3 回料立管3.2.3.1 回料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做回料立管（简称立管），也称做竖管或料腿。3.2.3.2 立管的作用a) 输送物料；b) 系统密封；c) 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；d) 与回料阀配合使物料能够由低压向高压（炉膛）处连

36、续稳定地输送。3.2.3.3 立管内物料流动状态a) 移动床流动：要求立管料位高度，通过调节回料风调节回料量。b) 流态化流动：系统达到自平衡状态，自动回料，调节回料只能通过调节系统内存料量，对立管高度要求不严格。3.2.4 回料阀分机械阀（不多用）和非机械阀（气力输送回料，如L型阀、U型阀、V型阀）。3.2.4.1 L型阀（立管内物料为移动床流动）特点：a)结构简单，回料量调节范围大；b)料位高度检测要求严格，应装设立管料位计。立管高度、水平段长度有要求3.2.4.2 U型阀（多用）特点：a) 本身是一个小流化床；b) 属于自平衡阀，流出量根据进入量自动调节，阀本身调流量较弱；c) 调节可靠

37、。Q1、Q2都有一个最佳值，运行时一旦调整好回料正常稳定，若负荷没有太大的变化，一般不需调整3.2.4.3 V型阀（结构类似U型阀）特点：a) 立管中物料为流态化流动，称自动阀； b) 运行在较大压差下，对于防护炉内烟气反串提供了更好的保障。3.2.4.4 H型阀（含有两种流态）将物料流量的控制风和返送物料的回料风分开。通过调节两股风的流量来调节回料量和控制阀内温度。提高阀工作的可靠性，但制造工艺要求高，造价高，结构复杂。3.3 风烟系统3.3.1 风系统的分类及作用根据作用和用途主要分为一次风、二次风、播煤风（三次风）、回料风、冷却风、石灰石输送风等。a) 一次风（占总风量的50%65%）作

38、用：流化炉内床料，供给炉膛下部密相区一定氧量用以燃烧。b) 二次风作用：补充炉内燃料燃烧所需氧气，加强物料掺混，可适当调整炉内温度场的分布。布置：一般布置在给煤口和回料口以上的某一高度，有的布置于四周炉墙，有的布置与侧墙，还有的四角布置。c) 播煤风（一般由一次风机提供）作用：使给煤比较均匀得播撒入炉膛，提高燃烧效率，使炉内温度场分布更为均匀。d) 回料风（中小容量炉由一次风机提供，大容量炉需设单独回料风机）作用：使分离器分离下的物料稳定、连续地送回炉内。e) 冷却风（由一次风机出口冷风提供，或单设冷渣冷却风机）作用：专供风冷式冷渣器冷却炉渣。f) 石灰石输送风（气力输送脱硫剂，压头需高一般单

39、设）3.3.2 送风系统的几种布置形式3.3.2.1 中小型锅炉的风系统方式一：方式二：3.3.2.2 容量较大锅炉的风系统方式三：方式四：4 循环流化床锅炉的运行4.1 循环流化床锅炉的启动和停炉4.1.1 锅炉冷态实验循环流化床锅炉在安装完毕或大小修后第一次点火启动前，应对燃烧系统包括送风系统、布风装置、料层厚度和物料循环装置进行冷态实验。4.1.1.1 冷态实验的目的a) 鉴定送风机风量、风压是否满足锅炉设计运行要求。b) 检查风机、风门的严密性及吸送风机系统有无泄露c) 测定布风板的布风均匀性、布风板阻力、料层阻力、检查床料流化质量。d) 绘制布风板阻力、料层阻力随风量变化的曲线，确定

40、冷态临界流化风量和热态运行最小风量。4.1.1.2 冷态实验前的准备工作a) 准备粒径为3mm以下的灰渣作为启动床料，启动床料一般应满足图中要求。b) 检查和清理燃烧室布风板和返料阀布风管，特别是检查风帽安装是否正确，风帽出口是否被堵，必要时应逐个清理，以保证风帽小孔畅通。检查耐火材料是否达到设计要求。c) 检查风室内是否有杂物，如有应清除干净。排渣管和放灰管应清洁畅通，开闭灵活。d) 检查风量、风压表是否在零位，启动风机，检查风量、风压表的指示是否灵敏，测压管是否被堵。e) 启动送、引风机，检查风道和风室是否严密，如发现漏风，必须及时解决处理。f) 检查风、烟道挡板的调节是否灵活可靠，开关位

41、置标志是否标准，如确无问题应全部关闭。g) 物料循环系统的风管道阀门是否开关灵活可靠，如确无问题应全部关闭。h) 关闭所有的人孔门、看火门。4.1.1.3 布风板阻力的测定布风板阻力是指布风板上不铺料层时，空气通过布风板的压力降。布风板阻力测定时，首先将所有炉门关闭，并将所有排渣管、放灰管关闭严密，启动一次送风机后，逐渐开大风门，缓慢地、均匀地增大风量，并且记录风量和风室静压的数据。实验时调整引风机时溢流口处压力为零，此时风室静压计上读出的风压即为布风板阻力。一般风量每次增加风机额定风量的5%7%左右记录一次，一直加大到最大风量。然后从最大风量逐渐减少，并记录相应的风量和风压，用上行和下行的数

42、据平均值，作为布风板阻力的最后数据，并绘出空板阻力特性曲线，以备运行时供估算料层厚度用。4.1.1.4 料层阻力临界流化风的测定测定料层阻力是在布风板上铺放一定厚度的料层，象测定布风板阻力方法一样，测定不同风量的风室静压，见图曲线2、3。以后每改变一次料层厚度（从3001000mm，每隔100mm做一次），重复一次风量风室静压关系的测定，风室静压等于布风板阻力与料层阻力的总和。料层阻力=风室静压-布风板阻力如果物料粒径及分布一致的话临界流化风量对不同厚度料层应是基本一致。临界流化风量是限制循环流化床锅炉低负荷运行的风量下限。在测定料层阻力时，每一次料层厚度，都应根据炉内的临界流化情况，确定每一

43、次料层的临界流化风量，其中最大的一次，作为热态运行时的最小风量。一般来流化床锅炉的冷态空截面速度不能低于0.7m/s。4.1.1.5 布风板均匀性检查在布风板阻力实验后，测试料层阻力之前，应进行布风板均匀性实验。包括三种方法：火钩探测法（小沸腾炉）、脚试法（小容量炉）、沸腾法（中、大容量炉）。沸腾法：开启一次风机，缓慢调节送风门，逐渐加大风量，直到整个料层流化起来，然后突然停止送风，观察料层是否平坦，如果很平坦，说明布风均；如果料层表面高低不平，高处风量小，低处风量大，应匀停止实验，检查原因及时予以消除。4.1.2 锅炉点火启动分为固定床点火（床上）和流态化点火床上和床下4.1.2.1 固定床

44、床上点火方法（早期流化床锅炉）低料先在固定静止状态下加热，当温度升到400500时，开启送风机，逐渐加大送风，并在这过程中投入引火烟煤，利用烟煤燃烧继续对低料加热，直到给煤机送入的煤能燃烧为止。4.1.2.2 床上油枪点火（中、小型流化床锅炉，属于流态化点火方式）a) 用一次风使床层处于临界流化态，床层表面无死区，然后调小一次风到80%临界流化风量。b) 投入点火用油枪，把床温加热到550700。c) 启动单台给煤机小量给煤，必要时间断给煤，给煤量B=1t/h。d) 床温升高到800时，加大一次风到临界流化风量以上，启动另一台给煤机给煤。e) 在床温平稳上升时，减小油枪出力；当床温仍继续上升时

45、，减掉一支油枪，增大给煤，保持燃料量平衡。f) 当床温到850，停油枪。4.1.2.3 床下热烟气点火a)先在膜式水冷壁组成的布风板上铺上400500mm底料，粒度和床上点火一样，以不大于3mm为宜。b)启动引风机、一次风机、二次风机流化床料，进行系统吹扫。c)把风机各风门调到启动点火位置，床料调到微流化状态。d)启动床下烟气发生器，调节油枪出力、过量空气系数（即烟气发生器助燃风与冷却风）e)加热床料到650700投煤，逐渐减少油枪出力，床温升到800时，解列热烟气发生器油枪，由给煤量控制床温到设计床温，点火过程完成。图中给出了一台75t/h循环流化床锅炉采用床下油点火的启动过程。控制启动升温

46、速度，特别是启动初期，上升速度不大于510,冷态启动时间2h左右，热态启动可以较快，需2040min。4.1.3 锅炉压火热备用当循环流化床锅炉暂时停止运行时，可以对锅炉进行压火操作：a) 首先关闭返料阀风、二次风机，然后停止给煤机。b) 待料层温度比正常运行温度降低50ºC左右时，立即停掉一次风机和引风机，并迅速关严送风门，使料层从流化状态立即转变为静止堆积状态，与空气隔绝，动作越快越好。说明：压火时间长短取决于静止料层降低的快慢，压火前温度较高，压火后静止料层温度降低的较慢，压火后静止料层热量损失较小，压火时间就可长一些。循环流化床锅炉一次压火时间一般可维持810h，如需延长时间

47、，在床温不低于700时，可将床再启动一次，待料层温度升高后再压火。4.1.4 锅炉压火后启动分为热态启动和温态启动两种。热态启动：如静止料层温度高于700时，启动一次风机，把风量加到略高于运行的最低风量，直接启动给煤机加煤。温态启动：如静止料层温度低于500时且料层较厚时，可先将料层表面冷灰扒掉留下350400mm厚，再点火启动。4.1.5 停炉停炉分为临时停炉、正常停炉、和紧急停炉三种。4.1.5.1 临时停炉（又称压火停炉）压火时，要向锅炉进水和排污，使水位稍高于正常水位线。在锅炉停止供汽后，关闭主蒸汽阀，压火完毕，要按正常操作步骤冲洗水位表一次。4.1.5.2 正常停炉（就是有计划地检修

48、停炉）a) 将机组降到最小稳定负荷，维持最小机组负荷一段时间（30min），时旋风筒耐火材料逐渐冷却。对于蒸汽冷却的旋风分离器，当其受热面温升（因为冷却受热面流量减小，耐火层蓄热缘故）大于400时，可以打开旋风分离器受热面上联箱对空排汽系统。b) 将锅炉主控制转换到手动控制。c) 关闭燃料仓出口截止闸门，排空给煤机的全部燃料，同时要将煤仓的料位降到最低安全储料位。d) 停止石灰石给料系统。e) 监视锅炉炉膛氧量水平和床温，当氧量开始增大，床温开始降低时，关闭去炉底的风门挡板，停止向大风箱送风。f) 当锅炉降至约定负荷（10%MCR）时，打开集汽联箱和主蒸汽管道上的疏水阀，注意控制锅炉的冷却速度

49、。g) 锅炉熄火后，送风机、引风机、播煤吹扫风机继续运行5min，吹扫炉内可燃物。h) 通风均匀冷却锅炉，同时由冷渣器排除床料，当床料全部从炉中排完后，应对锅炉吹扫5min，然后停止冷渣器，当锅炉冷却到可以进人时，可以关掉风机。i) 关闭冷渣器。j) 停给料系统，停送风机，引风机等。k) 返料风机在返料器被冷却到安全温度后停止。l) 切除除灰系统。m) 如果锅炉汽水系统要排空，则当汽包压力降到0.1MPa（表压）时打开空气阀和疏水阀疏水（疏水时水温不高于120ºC），进行干式或湿式保养。4.1.5.3 紧急停炉a) 当锅炉或相关设备发生事故时，为了阻止事故的扩大而采取的应急措施。锅炉

50、在运行中遇有下列情况之一时，应紧急停炉：1) 锅炉水位低于水位表的下部可见边缘。2) 不断加大给水及采取其它措施，但水位仍继续下降。3) 锅炉水位超过最高可见水位（满水），放水仍不能见到水位。4) 给水泵全部失效或给水系统故障，不能向锅炉进水。5) 水位表或安全阀全部失效。6) 锅炉元件损坏，危急运行人员安全。7) 燃烧设备损坏，炉墙倒塌或锅炉构架被烧红等，严重威胁锅炉安全运行。8) 其他异常情况危及锅炉安全运行。b) 紧急停炉的操作步骤如下：1) 立即停止给煤，待床层温度下降至400ºC以下时，停止送风、引风。2) 将锅炉与蒸汽母管隔断，开启放空阀，如这时锅炉汽压很高，或有迅速上升

51、的趋势，可提起安全阀手柄或杠杆排汽，或者开启过热器疏水阀疏水排汽，使汽压降低。3) 停炉后打开炉门，促使空气对流，加快炉膛冷却。4) 因缺水事故而紧急停炉时，严禁向锅炉给水，并不得开启放空阀或提升安全阀排汽，以防止锅炉受到突然的温度或压力的变化而扩大事故。如无缺水现象，可采取进水和排污交替的降压措施。5) 因满水事故而紧急停炉时应立即停止给水，开启排污阀放水，使水位适当降低。同时开启主汽管上的疏水阀疏水。4.2 循环流化床锅炉运行调节4.2.1 锅炉运行调节的主要任务a) 保证蒸汽品质，保持正常的过热汽压、汽温；b) 保证蒸汽产量（蒸发量），以满足外界负荷的需要；c) 保证汽包的正常水位；d)

52、 及时进行正确的调节操作，消除各种异常，障碍和隐形事故，保持锅炉的正常运行。e) 维持燃料经济燃烧，尽力减少各种热损失，提高锅炉效率。4.2.2 水位监视与调整正常水位在汽包中心线下100mm200mm处，波动范围±50mm。4.2.2.1 水位调节a) 给水自动调节时，应经常监视水位变化（以一次水位计为准），蒸汽流量应与给水流量相符。b) 手动时，调节给水泵转速或给水调节门。c) 给水调节要均匀，不可猛增猛减。4.2.2.2 遇下列情况应解除给水自动，改为手动调节a) 安全门动作或开启排汽时，锅炉放水时；b) 锅炉升火或停运过程中；c) 给水自动系统发生泄露时；d) 给水自动调整系

53、统发生故障时；e) 给水系统发生故障时；f) 锅炉发生灭火时。4.2.2.3 水位计的冲洗步骤汽包水位计在正常情况下，应有轻微波动，如发现水位计内静止不动，应立即检查汽水管路是否堵塞，检查方法是对水位计进行冲洗a) 开启放水门使汽、水管及水位计得到冲洗；b) 关水门冲洗汽管；c) 打开水门关闭汽门冲洗水管；d) 开气门关闭放水门，水位应恢复正常；e) 应再冲洗一次。4.2.3 过热蒸汽温度的监视与调整过热蒸汽温度波动范围：-10±5调整方式：a) 采用喷水减温；b) 调节进入燃烧室的空气量4.2.4 过热蒸汽压力控制过热蒸汽压力波动范围：±0.050.1MPa4.2.4.1

54、 影响汽压变化的因素a) 锅炉燃烧工况变化；b) 汽机负荷变化。4.2.4.2 调整及时调整风煤量，保持汽压在正常范围内，负荷变动太大时，及时联系汽机调整，要时刻注意煤种变化，保持合格的燃料颗粒。4.2.5 锅炉燃烧调节燃烧调节包括风煤的调节、风室静压的调节、床层温度的调节等。4.2.5.1 负荷调整（负荷范围：25%110%）a) 采用改变给煤量和与之相适应的风量（改变床层厚度）调节负荷（主要手段）：升负荷时，先少量增加一次风量和二次风量，再少量增加给煤量，交错调节。降负荷时，先减少给煤量，再适当减少一次风量与二次风量，并缓慢放掉一部分底灰，使床层差压降低，反复操作，直至达到所需出力。在调节过程中，一次风量基本维持不变。见图（100%70%、最低运行风量）b) 改变床温调节负荷（辅助手段）：通常高负荷对应高床温，低负荷对应低床温。调节幅度小。4.2.5.2 风量调整a) 一、二次风的调整原则：1) 一次风应满足床料流化并调整床温；2) 二次风控制总风量，在一次风满足流化、床温、床层差压的条件下，在总风量不足时（看氧量表），可逐渐开大二次风门，随锅炉负荷的增加，二次风量逐渐增加。b) 引风量的调整：依据炉膛负压。4.2.5.3 料层温度的调整a) 原因：过高（1000以上）床层易结焦，也会影响NOX排放和降低脱硫效果。偏低对燃尽不好，也影响出