(优选)循环流化床锅炉的构造及工作原理
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。
下面我们来详细了解一下循环流化床锅炉的工作原理。
首先，循环流化床锅炉由炉膛、循环系统、给料系统、空气预热系统、除渣系统、烟气处理系统等部分组成。
在工作时，燃料经给料系统送入炉膛，同时空气经空气预热系统加热后也送入炉膛。
在炉膛内，燃料和空气混合燃烧，产生高温燃烧气体和燃烧床料。
其次，燃烧床料在燃烧气体的作用下形成流态化状态，床料在炉膛内呈现出类似液体的流动状态，这种状态称为流化状态。
在流化状态下，床料与燃烧气体充分混合，使燃烧过程更加充分，燃烧效率更高。
然后，燃烧床料和燃烧气体经过炉膛后，进入循环系统。
循环系统通过循环风机将燃烧床料和燃烧气体送入循环流化床锅炉的再循环器中。
在再循环器中，燃烧床料和燃烧气体再次充分混合，使燃烧过程得到进一步改善，提高了燃烧效率。
接着，燃烧床料和燃烧气体经过再循环器后，进入烟气处理系统。
烟气处理系统对燃烧床料和燃烧气体进行脱硫、脱硝、除尘等处理，以达到环保排放标准。
通过烟气处理系统处理后的燃烧床料和燃烧气体排放到大气中，对环境影响较小。
最后，循环流化床锅炉通过除渣系统将燃烧床料中的灰渣排出，以保持炉膛内的清洁。
同时，循环流化床锅炉还通过余热回收系统和热力发电系统充分利用燃烧产生的余热，实现能量的最大化利用。
总的来说，循环流化床锅炉通过循环流化床燃烧技术实现了燃烧过程的高效、清洁和节能。
它的工作原理简单清晰，通过循环系统、烟气处理系统等部分的配合，实现了燃烧床料和燃烧气体的充分利用，达到了节能减排的目的。
因此，循环流化床锅炉在工业生产中具有广阔的应用前景。
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燃煤锅炉，主要用于发电、供热等能源领域。
其工作原理如下：
1. 燃烧室：煤炭被输送到燃烧室，并在空气的作用下进行燃烧。
燃烧过程产生的高温烟气从燃烧室顶部进入循环流化床。
2. 循环流化床：燃烧室内部设置有一层石英砂或沸石砂床，煤炭的燃烧产生的烟气通过这层床时，将砂床搅动形成类似于沸腾的状态，即床层内的固相颗粒呈现流化状态。
燃烧室烟气中的固体颗粒在空气的推动下在循环流化床中快速流动。
3. 固气分离：在循环流化床内，高温固体颗粒燃烧剩余物与床层内部的石英砂或沸石砂进行混合，然后流向循环下部的分离器。
分离器通过重力和离心力作用，将固态颗粒和烟气分开，使烟气通过废气排放管道排出，而固态颗粒留在床层内。
4. 回流装置：将分离器中的固态颗粒以一定速度通过回流装置输送回循环流化床内，与新添加的煤粉混合进行再次燃烧。
这种回流装置可保持循环流化床内的稳定燃烧状态。
5. 热水系统：在燃烧过程中，产生的高温烟气通过热交换器与锅炉水管中的水进行热交换，使水变为高温高压蒸汽。
这些蒸汽可用于发电或供热等用途。
通过循环流化床锅炉的工作原理，既可以实现高效燃烧，又可
以减少污染物的排放，提高能源利用率，具有较好的环保性能和经济性能。
第2讲循环流化床锅炉的构造及工作原理
返料风机采用的运行 方式：
一用一备（220t/h以下锅炉） 两用一备（220t/h以上锅炉）
实例：HG-440t/h回料阀
• 回料阀为U型阀，并采 用了分叉管技术。
• 两个阀体水平夹角为 105°布置。
• 循环物料返回点和燃料 供入点增加
• 床上油枪点火：
• 生物质给料口：和煤 一起，单独。
• 埋管：CFB没有。
• 浓相区最底部： 水冷 布风板（床）
炉膛内重要参数
• 炉膛温度：850--950℃ • 炉膛设计安全压力：2450
Pa • MFT保护定置：1500Pa（经
验） • 最高承受压力：8900Pa • 料层压差（浓相段压差）
组成：
回料装置一般由上料退、回料阀 和下料腿组成。
作用：
（1）形成稳定的灰循环（料位重 力压差） （2）防止烟气反窜 （3）将负压区的灰送到正压区
思考：
物料怎样实现从压力低的 分离器流向压力高的炉膛？
物料回送机构——回料阀（非机械阀）
U型阀
U型阀工作过程
回料阀的作用
• 防止烟气反窜 • 形成自平衡送灰
炉膛浓相区的结构布置
• 给煤口：距布风板1.5-2.0米
• 回灰口：距布风板1.5— 2.0米（45度变30度）
• 二次风口：上二次风距布 风板3--5米。下二次风距 布风板1.7--2.5米
• 播煤风口：扁矩形
• 压力测点：两层或三层布 置
• 温度测点：两层或三层布 置
• 石灰石入口：单独送 人、和煤一起送、和 回料一起送或走二次 风口
表面为耐磨 耐火材料层
高温绝热旋风分离器的优缺点
循环流化床锅炉设备及运行
循环流化床锅炉设备及运行引言循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler，简称CFB锅炉）是一种高效、环保的锅炉设备，广泛应用于发电厂、炼化厂等工业领域。
本文将介绍循环流化床锅炉的原理、结构以及运行过程。
1. 原理循环流化床锅炉采用了流化床燃烧技术，在燃烧过程中，固体颗粒床通过气流进行循环运动，实现了燃烧过程中的高效混合和燃烧效果。
其主要原理可概括为以下几点：•流化状态：通过将固体颗粒床与气流进行强烈的三角运动，使固体颗粒呈现出流体化的状态。
这种流化状态可以有效地提高传热传质效率，使燃料燃烧更加充分。
•固体循环：在循环流化床锅炉中，通过调节气流速度和固体颗粒的密度，使固体颗粒床能够形成循环流动的状态。
固体颗粒在燃烧过程中，通过循环运动，实现了燃烧产物的混合和排放。
•燃料灵活性：循环流化床锅炉具备较高的燃料灵活性，可以燃烧不同种类的固体燃料，如煤炭、生物质等。
这种灵活性使得循环流化床锅炉适用于各种不同的工业应用场景。
2. 结构循环流化床锅炉通常由以下几个主要部分组成：2.1 燃烧室燃烧室是循环流化床锅炉中的关键部分，也是燃烧过程的主要场所。
燃烧室内有一个固体颗粒床，用于支撑和燃烧燃料。
在燃料燃烧的同时，固体颗粒在床内循环流动，实现了燃烧产物的混合和排放。
2.2 循环系统循环系统由气力输送装置、循环器以及分离器组成。
气力输送装置通过提供足够的气流，将固体颗粒输送到循环器中。
循环器通过调节气流速度和固体颗粒的密度，使固体颗粒床能够形成循环流动的状态。
分离器用于将燃烧产物和固体颗粒进行分离，确保燃烧产物的排放符合环保要求。
2.3 蒸汽发生器蒸汽发生器是循环流化床锅炉中的核心部分，用于将固体燃料燃烧产生的热能转化为蒸汽能。
蒸汽发生器内设有多层加热面，蒸汽通过这些加热面进行换热，形成高温高压蒸汽。
2.4 辅助设备循环流化床锅炉的运行还需要一些辅助设备的支持，如给水系统、除尘系统、排污系统等。
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• 生物质给料口：和煤 一起，单独。
• 埋管：CFB没有。
• 浓相区最底部： 水冷 布风板（床）
炉膛内重要参数
• 炉膛温度：850--950℃ • 炉膛设计安全压力：2450
Pa • MFT保护定置：1500Pa（经
验） • 最高承受压力：8900Pa • 料层压差（浓相段压差）
风室的作用：起到均流和稳 压的作用，使气体从风室进 入后降低流速，将动压变为 ห้องสมุดไป่ตู้压。
对风室的要求：
（1）具有一定的强度和较好 的气密性，在工作条件下不 变形、不漏风。
（2）具有较好的均流和稳压 作用。
（3）结构简单，便于维护检 修，且风室应设有检修门和 放渣门。
三、点火装置
点火过程:
（1）床料加热 固定床点火 流化床点火
（2）试投燃料 间断投煤
（3）过渡到正常运行
床下启动燃烧器必须设置 火检（FSSS--MFT），防 止爆炸。
点火燃烧器
床上点火燃烧器
作用： • 点火助燃 • 低负荷稳燃(自
动)
床下点火燃烧器
作用： • 点火（手动、远
控、自动） • 低负荷稳燃(自
动)
大型循环流化床锅炉采用的风道燃烧器
四、物料分离器
炉膛的结构及形状
• 瘦而高，净高大于25米 ，最低也要大于23米。
• 炉膛为矩形，深度不大 于4.6米。（考虑二次风 的穿透能力，裤衩型）
• 中小型CFB锅炉，炉顶倾 角为7度。
• 浓相区水冷壁倾角为72 度，给煤口入口倾角为 45度。
• 下部为浓相区--流化速度 4-5米。
• 上部为稀相区--流化速度 5-6米。
炉膛的作用
流化——燃烧——传热
炉膛换热型式: 对流换热和辐射换热 主要以对流换热为主
方形燃烧室结构：
炉膛四周由水冷壁围成 。为防止烟气和物料向外泄露 ，一般采用膜式水冷壁。这种 结构的常常与风室、布风板连 成一体，悬吊在锅炉刚架上， 可以上下自由膨胀。
为了减轻水冷壁受热面的 磨损，目前已投运的锅炉均在 炉膛下部密相区水冷壁内侧衬 有耐磨耐火材料，厚度一般小 于或等于50mm，高度根据锅炉 容量大小和流化状态确定。一 般在2~4m范围内。
• 炉膛四周是鳍片式水冷壁 ，一般外径为60或57mm,壁 厚为5mm。 材质为20G，节 距为80或100mm,鳍片厚度 为6mm。
炉膛中的设备
• 水冷屏：116MW热水和小型 锅炉不需要
• 汽冷屏：完成过热热需要 ，小型锅炉有些有设计
• 水冷屏+汽冷屏：蒸发量在 220t/h以上锅炉有设计
• 煤泥入口：在炉膛顶部 • 二次风入口：在6--9米 • 返料口：在6--7米
（优选）循环流化床锅炉的构 造及工作原理
一、燃烧室（又称炉膛）的结构型式
炉膛结构主要由以下三种：
（1）圆形炉膛 （2）方形炉膛 又分为正方形和 长方形两种 （3）下圆上方型 常见的为方形炉膛结构。 方形结构的炉膛的优点是密封好， 锅炉体积相对较小，锅炉启动速度 快。启动时间一般仅是由耐火砖砌 筑的炉膛锅炉的1/3~1/4。 缺点是水冷壁磨损较大。
炉膛浓相区的结构布置
• 给煤口：距布风板1.5-2.0米
• 回灰口：距布风板1.5— 2.0米（45度变30度）
• 二次风口：上二次风距布 风板3--5米。下二次风距 布风板1.7--2.5米
• 播煤风口：扁矩形
• 压力测点：两层或三层布 置
• 温度测点：两层或三层布 置
• 石灰石入口：单独送 人、和煤一起送、和 回料一起送或走二次 风口
风帽分类：
（1）小孔径风帽
（2）大孔径风帽
常用的风帽为大孔径钟罩式 风帽
风帽设计参数
• 设计风帽阻力： 由三部分阻力组成，
一般在2500Pa--3500Pa 之间 • 风帽孔型：
水平（系数1.95）或 下倾10度（系数1.65 • 风帽开孔率：
3%--3.5%
例：HG风帽
HG水冷布风板
HG风帽
风室
（3）按是否冷却分类
– 绝热式 （小机组） – 水（汽）冷式 （大机组）
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。
物料分离器的作用：
是将大量的高温固体 物料从烟气中分离出来， 送回到燃烧室，以维持燃 烧室内较高的固体颗粒浓 度，并保证燃料和脱硫剂 多次循环和反复燃烧。
物料分离器的分类
（1）按分离原理分类
– 离心分离 （常用） – 惯性分离 – 组合分离
（2）按进口温度分类
– 高温分离 （常用） – 中温分离 – 低温分离
6000--9000Pa，点火时 4000Pa（经验） • 炉膛压差（稀相段压差） 50--1500Pa（经验） • 炉膛出口负压：20--50Pa
浓相段浇注料
• 浇注料作用：防磨（延长 炉子寿命），保证浓相区 温度
• 浇注料厚度：60—80mm
锅炉大型化后炉膛的变化
CFB锅炉炉膛内部的燃烧过程
布风板上安装风帽、砌筑隔 热层。 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。
二、布风装置
流化床布风装置主要由布 风板（包括花板和风帽）、隔 热层、风室和风道组成。 布风装置的主要作用有： （1）支撑床料。 （2）均匀布风。 （3）流化床料。 （4）及时排出流化性能差、 在布风板上沉积的大颗粒，避 免流化分层。
布风板
对布风板的要求是:
• 布风板阻力越大，布风越 均匀。
• 布风板阻力应为床层阻力 的24%--30%才可维持床层 稳定运行。