循环流化床锅炉设备及运行--设备构成及工作原理.ppt

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1、流化床锅炉与煤粉炉和链条炉的主要区别是其处于流化状态下的燃烧过程。流化床技术最早应用于化学工业的气固两相反应，流化床的基本理论和实践大部分来自化学工业的成就，20世纪60年代后开始将流化床技术应用于煤的燃烧。流化床燃烧技术是洁净、高效的新一代燃煤技术。流化床技术经历了从鼓泡流化床到循环流化床的发展过程，鼓泡流化床是实现流化燃烧的鼻祖，但是，在进一步大型化等方面受到限制，因此，不适合于发电锅炉所要求的规模。循环流化床燃烧技术是以处于快速流化状态下的气－固流化床为基础的，具有易于大型化的特点，容量几乎可以像煤粉炉那样不受限制。世界上近千台流化床锅炉的成功运行表明，该技术已经日益成熟

2、。目前，国外的一些著名公司已完成了300MW和600MW的循环流化床锅炉的设计。流化床锅炉基本概念1．床料燃煤、灰渣、石灰石、砂子或铁矿石2．物料循环系统内燃烧或载热固体颗粒3．堆积密度与颗粒密度无约束，真实密度4.空隙率堆积与流化并不相同。确定流化状态5．燃料筛分宽筛分与窄筛分6．燃料颗粒特性燃煤的粒比度7．流化速度空塔速度，控制流化状态8．临界流化风速与临界流化风量开始流化时的一次风速度与风量9．物料循环倍率物料返送量与燃料给进量之比流态化原理1.流态化现象流体连续向上流过固体颗粒堆积的床层，在流体速度较低的情况下，固体颗粒静止不动，此时流体从颗粒之间的间隙流过，床层高度维

3、持不变，成为固体床。在固体床内，固体物料的质量由炉排所承载。随着流体速度的增加，颗粒与颗粒之间克服了内摩擦而互相脱离接触，固体物料悬浮于流体之中。颗粒扣除浮力以后的质量完全由流体对它的曳力所支持，于是床层显示出相当不规则的运动。床层的空隙率增加了，床层出现膨胀，床层高度也随之升高，并且床层还呈现出类似于流体的一些性质。例如较轻的大物体可以悬浮在床层表面；床层的上界面保持基本水平；床层容器的底部侧壁开孔时，能形成孔口出流现象；不同床层高度的流化床连通时，床面会自动调整至同一水平面，这种现象就是固体流态化，这样的床层称为流化床。一、循环流化床的基本原理和工作特点（一）循环流化床锅炉

4、的炉内工作原理循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征。炉膛内的颗粒物料处于携带速度和气力输送状态之间的流化区间，烟气速度大大高于鼓泡流化床，没有鼓泡流化床那样清晰的床层上表面，气泡不再存在，同时具有湍流流化和快速流化的特征，固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程比较，颗粒在循环流化床炉膛内的浓度远大于煤粉炉，但小于鼓泡流化床，并且存在显著的颗粒成团和床料的颗粒回混，颗粒与气体间的相对速度大，这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。循环流化床燃

5、煤锅炉的燃烧与烟风流程示意见图6－1。我国第一台超高压再热循环流化床锅炉—新乡火电厂440t/hCFB锅炉经过预热的一次风（流化风）通过风室由炉膛底部穿过布风板送入炉膛，炉膛内的固体处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧；炉膛下部为颗粒浓度较大的密相区，上部为颗粒浓度较小的稀相区；较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由飞灰分离装置收集，经回料管和反料器送回炉膛循环燃烧；燃料在燃烧系统内完成燃烧和高温烟气向管内工质的热量传递过程。烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道，继续与受热面进行对流换热，最后排出锅炉。循环流化床锅炉炉内高速流动的烟气与其携带的湍流扰动极强的固

6、体颗粒密切接触，燃料的燃烧过程发生在整个固体循环通道内。在这种燃烧方式下，燃烧室内，尤其是密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣和最佳脱硫温度的限制，必须维持在850℃左右。尽管温度较低，但由于炉内颗粒的浓度较大，炉内受热面的传热条件优于常规的煤粉锅炉。由于采用高温固体颗粒物料的循环燃烧方式，炉内温度分布十分均匀，炉内的热容量很大，因此循环流化床锅炉对燃料的适应性优于常规煤粉锅炉，燃烧效率也基本相当。（二）循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备有许多独特的优点。1、蓄热量极大，燃烧稳定，对燃料的适应性好这是循环流化床锅炉的主要优点之一。在循环流化床

7、锅炉中按重量计，燃料仅占床料的1％～3％，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂子。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气一固和固一固混合非常良好，因此燃料进人炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅速加热至高于着火温度，而床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和燃烧所需的空气至着火温度所需的热量，上述特点就可以使得循环流化床锅炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。循环流化床锅炉既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质燃料，如高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石以及油页岩、泥煤、石油焦、炉渣、树皮、垃圾