循环流化床锅炉部分部件原理
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉，其工作原理如下：
1. 燃料进料：燃料（如煤、生物质等）通过给料系统进入锅炉。
2. 燃烧反应：燃料在锅炉内被氧气气化和燃烧产生热能，生成的废气和灰分被释放到锅炉内。
3. 燃烧床层：锅炉内的燃料和空气混合物形成一个循环流化床，在床层中形成了固体燃料粒子的循环，同时也形成了气体和固体颗粒之间的循环流动。
4. 气固分离：床层中的气固两相分离，固体颗粒在床层循环，而燃烧生成的气体通过分离器进入锅炉的上部。
5. 固体回流：分离器中的固体颗粒被分离后，一部分被回流到床层继续燃烧，另一部分则通过排渣系统排出锅炉。
6. 热交换：燃烧生成的高温烟气在锅炉的热交换器中与水进行换热，产生蒸汽或热水。
7. 废气处理：通过合适的废气处理系统，对燃烧废气进行脱硫、脱硝和除尘等处理，降低废气对环境的污染。
总体来说，循环流化床锅炉通过循环流化床的形成，实现了燃料和空气的良好混合，提高了燃烧效率；同时通过固体的循环回流，在保持稳定燃烧的同时，降低了燃料的耗损和废渣产生量，提高了锅炉的可持续性和经济性。
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃煤锅炉，其工作原理是通过将燃煤粒子与气体进行循环流化，使得燃烧效率显著提高，同时减少了氮氧化物和硫化物的排放。
本文将从循环流化床锅炉的构造、工作原理和特点三个方面进行详细介绍。
一、循环流化床锅炉的构造循环流化床锅炉主要由炉膛、燃烧器、循环系统和控制系统等组成。
炉膛是循环流化床锅炉的核心部分，由燃烧区、沉降区和回流区组成。
燃烧器负责将燃煤粒子喷入炉膛，并与供给的空气混合进行燃烧。
循环系统包括循环器、分离器和循环泵等设备，其作用是将燃烧后的烟气和燃煤粒子进行分离，再将燃煤粒子回流到炉膛中进行二次燃烧。
控制系统负责监测和调节循环流化床锅炉的运行参数，以保证其安全稳定的工作。
循环流化床锅炉的工作原理基于流化床技术。
当燃煤粒子与空气混合后进入炉膛时，由于床层内气体的流速较快，形成了类似于流动的床层，即流化床。
在流化床中，燃煤粒子被气体悬浮并带动，形成了循环流化的状态。
在这个过程中，燃煤粒子与空气充分接触，燃烧效率显著提高。
同时，流化床内的混合均匀性较好，燃烧过程中的温度分布均匀，减少了燃烧产生的氮氧化物和硫化物的生成。
此外，流化床内气体的流动还能带走燃烧过程中产生的烟尘，减少了烟尘的排放。
循环流化床锅炉采用循环系统将燃煤粒子回流到炉膛中进行二次燃烧。
在循环器中，燃煤粒子和一部分未燃烧的烟气被分离，未燃烧的烟气经过回流再次参与燃烧，提高了燃烧效率。
经过多次循环后，燃煤粒子中的可燃物质基本被燃烧完全，烟气中的污染物排放得到有效控制。
三、循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉具有以下几个特点：1. 高效节能：循环流化床锅炉采用了循环燃烧技术，燃烧效率高，热效率通常可达到90%以上，节能效果显著。
2. 环保低排放：循环流化床锅炉采用了流化床技术，燃烧过程中的氮氧化物和硫化物排放量较低，符合环保要求。
3. 燃料适应性强：循环流化床锅炉对燃料适应性较强，可燃烧煤炭、生物质、废弃物等多种燃料，灵活性高。
循环流化床锅炉原理-第二章-流体动力学
基本术语
1.布风装置(布风板、风室、风帽) 布风装置由布风板、一次风室及风帽组成。一次风 经过空气预热器加热后进入一次风室，然后通过布风板 上的小孔和布风帽进入炉床上面，与给煤及返料混合、 燃烧。床料以布风板为支撑，一次风通过布风板对床料、 燃料及石灰石产生向上的动力，建立流化状态，使床料、 燃料、石灰石在床层上强烈掺混，进行剧烈的燃烧及传 热过程。
摩擦阻力＝ C D •
2.1.2 流化床压降和流速的关系
图2.1.3 压降与流速的关系
流化床压降和流速的关系
2．实际流态化 实际流化床压降和流速的关系较复杂。由于受颗粒之间作用 力、颗粒分布、流体分布板结构特性、颗粒外部特征、床直径大小 等因素的影响，造成实际流化床压降和流速的关系偏离理想曲线 而呈各种状态，主要表现在以下几个方面： ①流速在接近临界流态化速度时，在压降还未达到单位面积的浮 重之前，床层即有所膨胀，若原固定床充填较紧密，此效应更明 显。此外，由于颗粒分布的不均匀性以及床层充填时的随机性造 成床层内部局部透气性不一致，使固定床和流化床之间的流化曲 线不是突变，而是一个逐渐过渡过程。在此过程中，一部分颗粒 先被流化，其它颗粒的重量仍部分由分布板承受。因而此时床层 压降低于理论值。最后，随着流速的增加，床层颗粒重量才逐渐 过渡到全部由流体支撑，压降接近理论值，此时对应床层重量完 全由流体承受的最小流速Umf，亦即完全流态化速度。
10. 空隙率 在电厂中无论是固体燃料煤还是其他颗粒物料， 尽管粒径大小不同，但是粒子间都有空隙，因此堆积 密度总是比颗粒密度小。燃料和床料或物料堆积时， 其粒子间空隙所占的体积份额为堆积空隙率。
11. 物料筛分 进入锅炉的燃料颗粒的直径一般不相等。如果粒 径粗细范围较大，即筛分较宽，称为宽筛分；粒径粗 细范围较小，就为窄筛分。 12. 流化速度 流化速度是指床料或物料流化时动力流体的速度。 对于循环流化床锅炉来说，动力流体就是空气经风机 产生一定能量，通过布风板或风帽使床料（物料）流 化起来。这部分风叫做一次风。
流化床锅炉工作原理图
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主要特征。
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相比，颞粒在循环流化床燃烧室内的浓度远大于煤粉炉，并且存在显著的揪粒成闭和床料的颗粒间混，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。
具体的工作原理图如下图所示：
预热后的一次风(流化风)经风室由炉膛底部穿过布风板送入，使炉膛内的物料处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰件床料中燃烧。
较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由K灰分离装置分离收粜，通过分离器下的回料管与飞灰回送器(返料器)送W炉膛循坏燃烧;燃料在燃烧系统内完成燃烧和卨温烟气向X质的部分热M 传递过程。
在这种燃烧方式下，燃烧室密相区的湿度水T受到燃煤过稈中的高温结液、低温结焦和最佳脱硫温度的限制，一般维持在850℃左右，这一温度范围也恰与垃圾脱硫温度吻合。
由于循环流化床锅炉较煤粉炉炉膛的温度水平低的特点，带来低污染物排放和避免燃煤过程中结渣等问题的优越性。
以上就是今天分享的全部内容，感谢大家一直以来的阅读与支持。
循环流化床锅炉的构造及工作原理
隔热层分三层砌筑： 密封层 32mm 绝热层 60mm 不大于135mm 耐火层 不大于35mm
布风板的型式
风帽
风帽的作用：是使进入流化 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 压降、均匀布风的作用。
正常燃烧时，在一次风机的作用下，具有一定数量和动 能的空气，经床下启动燃烧器、水冷风室、床上风帽，将床 上物料（煤+炭火+返料灰+石灰石）吹起来，较大的颗粒在 其自身重力作用下向下跌落，与吹起来的粒子发生碰撞、产 生破碎，不断更新粒子的燃烧外表面，使燃烧即快又好。在 上升的火焰和炭火流中，既有分子团的不断形成与扩散，又 有物料的强烈碰撞与返混，使燃烧的炭火流就像金色的喷泉 充满整个炉膛空间。由于流化速度比较高，离开炉膛的烟气 要带走一定数量的灰，经过旋风分离器、上料腿、回料阀、 下料腿，再一次回到床上参加流化、燃烧、传热，顾名思义 ，叫循环流化床锅炉。
回料阀的阻 力：
回料阀空床阻力4000帕-5000帕左右
回料阀的内部工作状 态：
回料器内的两个状态（松 动、流化）
CFB锅炉燃烧过程中的七个状态
• 炉膛浓相区--------紊流状态 • 炉膛稀相区--------高速流化状态 • 旋风分离器--------旋转状态 • 上料腿------------移动状态（不是流动） • 回料器------------鼓泡状态+流化状态 • 下料腿------------流动状态
罗茨风机出力可自动 调节，返料灰多风压自动 加大，返料灰少风压自动 减小。
返料风机采用的运行 方式：
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种高效的燃烧设备，其工作原理如下：
1. 初始状态：床层内填充了一定量的颗粒燃料（如煤粉），其中燃料颗粒的直径较小，通常为0.1-1mm，并与一定量的惰性矿物质颗粒（如石英砂）混合。
2. 启动循环：通过引风机将空气从底部进入锅炉，形成气流，同时也带动了燃料颗粒的上升。
在底部布置的燃料供给系统中，燃料被喷射到气流中，形成燃料与空气的混合物。
3. 燃烧反应：混合物在高温下发生燃烧反应，燃烧释放出的热能使床层温度升高，并引起床层中的矿物质颗粒变软，具有流动性。
4. 确保循环：通过底部的布置的反送风系统，将一部分床层颗粒物从锅炉底部循环回锅炉顶部，使得床层中的颗粒物能够保持一定的循环速度和流动状态。
5. 气固分离：在床层顶部设置的分离器中，气体和固体被高效地分离。
固体经过分离后，重新进入锅炉炉膛，继续参与燃烧反应。
6. 烟气排放：床层顶部的分离器中，未被捕捉的固体颗粒会随烟气一同排出废气通道，而废气中的固体颗粒会通过过滤等设备进行捕捉，从而减少对环境的污染。
通过上述工作原理，循环流化床锅炉可以实现燃料的高效燃烧和热能的充分利用，同时也能够降低氮氧化物的排放量，保护环境。
循环流化床锅炉简介配图讲解
• 3.负荷调节性能好
–低负荷下仍可保持燃烧稳定； –负荷调节比达4：1，甚至可以压火备
• 流化床具有流体的某些性质
流化床类似流体的性质：
– 任一高度静压等于 此高度以上固体颗 粒重量
– 大而轻的物体浮在 床表面
– 床表面总保持水平 – 连通器作用
• “床”——反应场 所，支承物料（床
形物：机床;车床;流 化床;河床;苗床）
第一代流化床锅炉 —鼓泡床锅炉
二十世纪60年代初，出现了 “流化床锅炉”。
——循环流化床锅炉
“循环”的概念——飞 出炉膛的物料被气固分 离器收集，返回炉膛， 循环燃烧和利用。
• 循环流化床锅炉在保留 沸腾床锅炉的优点的基 础上，克服了其不足的 方面。
循环流化床锅炉的结构特点
• 1、炉膛 • 2、旋风分离器 • 3、过热器 • 4、外置式换热器 • 5、煤仓 • 6、返料装置 • 7、石灰石进料口 • 8、灰冷却器 • 9、省煤器 • 10、空气预热 • 11、除尘器 • 12、引风机 • 13、尾部烟道 • 14、汽包
• 汽冷式旋风分离器分离的床料和灰向下流经衬 有耐火材料的回料立管排出到“J”阀。 “J”阀 有两个关键功能，使再循环床料从旋风分离器 连续稳定的回送到炉膛，提供旋风分离器的负 压和下燃料室正压之间的密封。分离器的静压 非常接近大气压，而燃料回料点由于一次风和 二次风，压力非常高，故必须实现他们之间的 密封，否则，燃烧室烟气将回流到分离器。 “J”阀通过分离器底部出口的物料在立管中建 立的料位差，来实现这个目的，物料返送的动 力源于回料器上升段和下降段的不同配风，使 上升段和下降段呈现不同的流态化
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉是一种高效、节能的燃煤锅炉，它采用了循环流化床燃烧技术，具有燃烧效率高、污染物排放少等优点，因此在工业生产中得到了广泛应用。
那么，循环流化床锅炉是如何工作的呢？接下来，我们将从工作原理的角度来详细介绍。
首先，循环流化床锅炉由炉膛、回转式分离器、再循环系统、空气预热器、除
尘器、引风机、鼓风机等部件组成。
在工作时，燃料经破碎、干燥后由给煤机送入炉膛，同时空气由引风机送入炉膛，燃料在炉膛内燃烧，产生高温燃烧气体和燃烧灰渣。
其次，燃烧气体和燃烧灰渣进入回转式分离器，经过分离后，燃烧气体进入再
循环系统，再循环系统将部分燃烧气体送回炉膛，以提高燃烧效率和控制炉膛温度。
而燃烧灰渣则进入除尘器进行清除，净化后的烟气排放到大气中。
再次，空气预热器将烟气中的余热回收利用，预热空气，降低燃料消耗。
引风
机将预热后的空气送入炉膛，形成循环流化床。
鼓风机则用于调节炉膛内的压力和气流速度，保证燃烧的稳定进行。
最后，循环流化床锅炉利用循环流化床燃烧技术，使燃料在炉膛内充分燃烧，
热效率高，燃烧产生的污染物排放少，符合环保要求。
同时，再循环系统的运用可以减少燃料消耗，提高燃烧效率，降低能耗成本。
综上所述，循环流化床锅炉通过循环利用燃烧产生的热能和燃烧气体，实现了
高效、节能的燃烧过程，同时减少了对环境的影响，是一种理想的工业锅炉设备。
相信随着技术的不断进步，循环流化床锅炉将在未来得到更广泛的应用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基本原理篇
第一章循环流化床锅炉的基本原理
第一节流态化过程循环流化床锅炉燃烧是一个特殊的气固两相流动体系中发生的物理化学过程，是一种新型燃用固体燃料的的锅炉。
粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又在聚集物理衍变过程，是循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量与质量交换，形成炉内的循环；同时气流对固体颗粒有很大的夹带作用，使大量未燃尽的燃料颗粒随烟气一起离开炉膛，被烟气带出的大部分物料颗粒经过旋风分离器的分离又从新回到炉膛，来保持炉内床料不变的连续工作状态，这就是炉外的物料循环系统，也是循环流化床锅炉所特有的物料循环—循环从此而来。
咱们看一下这幅燃烧、循环分离图
1. 流态化：当气体以一定的速度流过固体颗粒层时，只要气体对固体颗粒产生作用力与固体颗粒所受的外力（主要是固体的重力）相平衡时，颗粒便具有了类似流体的性质，这种状态成为流态化, 简称流化。
固体颗粒从固体床、起始流态化、鼓泡流态化、‘柱塞’流态化、湍流流态化、气力输送状态的六种流化状态。
2. 临界流化速度：颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度, 称为临界流化速度。
此时所需的风量称为临界流化速度。
3. 流化床表现在流体方面的特性。
流化床看上去非常象沸腾的液体, 在许多方面表
现出类似液体的特性, 主要表现在以下几个方面: 1) 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。
2) 床内颗粒可以象流体一样从容器侧面的孔喷出, 并能像液体一样从一个容器流向另一个容器。
3) 高于床层表观密度的颗粒会下沉, 小于床层表观密度的颗粒会浮在床面上。
4) 当床体倾斜时, 床层的上表面保持水平。
第二节循环流化床的基本原理
1. 循环流化床的特点:
1) 不再有鼓泡床那样清晰的界面，固体颗粒充面整个上升段空间。
2) 有强烈的热量、质量、和动量的传递过程。
3) 床层压降随流化速度和颗粒质量流量变化。
4) 低温的动力控制燃烧，也就是我们所说的床温在850-950℃之间范围，因为这个范围对灰的不会软化、碱金属不会升华受热面会减轻结渣和空气中不能生成大量的NOx。
5) 通过上升段内的存料量，固体物料在床内的停留时间可在几分钟至数小时范围内调节。
2.循环流化床锅炉的传热
1）颗粒与气流之间，以对流换热为主；
2）颗粒与颗粒之间，以对流换热为主；
3）整个气固多相流与受热面的传热包括对流、辐射、和传导换热，在整个换热过程，传导是占的份额最少，这是流体性质所决定的。
3.循环流化床锅炉密相区作用
循环流化床锅炉采用二次风后，一般将床层人为分为密相区、稀相区，它是由物料浓度来划分的，它们的分界面不太明显。
～密相区作用：
1）使燃料部分燃烧、气化、裂解，同时也是储热装置，因为这一区域体积较大，有利于燃料的物理、化学的变化；
2）保持流化、燃烧稳定，对外界的扰动起到一个平衡的作用。
第三节流化床燃烧的原理系统及组成
1. 循环流化床锅炉分为两部分
一部分由炉膛，旋风分离器，返料器组成，组成了固体物料的循环回路。
另一部分为对流烟道，布置有过热器，省煤器，空气预热器等。
2. 流化床燃烧是床料在流态化状态下进行，燃料燃烧所需的空气分成一次风和二次风两级送入。
一次风通
过风室经布风板送入，二次风在炉膛周围由侧墙送入，燃料燃烧主要在炉膛内完成，炉膛周围布置了膜式水冷壁，用于吸收燃烧产生的部分热量，其燃烧区域以二次风口为界，分为两个区，二次风口以下为大粒子还原气氛燃烧区，二次风口以上为小粒子氧化气氛燃烧区，由气流带出炉膛出口的固体物料，被设在炉膛出口处的旋风分离器收集，并通过返料器返回炉膛。
这样，循环流化床燃烧的基本原理就是流态化燃烧加上固体物料的循环燃烧。
第四节旋风分离器结构及工作原理
旋风分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一，它的性能直接影响到锅炉的安全和经济运行。
循环流化床锅炉的燃烧室内气动力特性、传热特性、循环倍率、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数，负荷的调节范围，石灰石的脱硫效率和利用率以及锅炉的启停性能，散热损失，运行维修费用均与分离器的性能有关。
分离器的结构型式和布置位置，决定了循环流化床锅炉的整体布置型式和紧凑性，成为区别循环流化床锅炉的技术流派的重要标志之一。
循环流化床锅炉，结构为双旋风分离，设置在炉膛出口左右各一个。