流化床锅炉主要设备及原理
循环流化床锅炉主要设备概述
循环流化床锅炉主要设备概述
涵盖环流流化床锅炉的基本原理，主要结构组件和操作要求等
一、环流流化床锅炉简介
环流流化床锅炉是现今常用的一种节能设备，它有良好的操作和可靠性，广泛用于工业、建筑、农业等领域的能源利用。
本文将对环流流化床锅炉的主要结构设备和操作特性进行介绍。
二、环流流化床锅炉的原理
环流流化床锅炉具有节能高效、热效率高等众多优点，它以空气和燃料的混合物为介质，将燃料的化学能转化成热能，并将其存储在烟道中，从而达到节能高效的目的。
它的原理是：产生的热量从燃烧室输出，经过盘管循环，将热量平稳的传递到烟道，最后存储到烟道中，形成一个热封的环路，当有需要时再取出来，使得热量可以多重循环使用，达到节能高效的效果。
三、环流流化床锅炉的主要设备
1、炉膛：炉膛是环流流化床锅炉的主要的部件之一，它结实耐热，其外壳分为燃烧室、燃烧室间壁、余热室和排烟收集室等。
2、进料器：进料器主要用于将空气和燃料混合物定压入炉膛内燃烧室，使之达到预定的燃烧温度。
循环流化床锅炉主要设备及系统
燃烧室内部通常装有布风装置 、点火装置、温度测点等，以
确保煤粉能够均匀燃烧。
燃烧室的尺寸和形状根据锅炉 的容量和设计要求而定，其结 构需充分考虑热效率和燃烧效
率。
燃烧室的维护和清洁对于锅炉 的安全和稳定运行至关重要。
分离器
分离器的主要作用是将燃烧产生的烟气中的固体颗粒进行分离，以回收热能和减少 对环境的污染。
灰渣系统的作用
灰渣系统是循环流化床锅炉的重要辅助系统之一，主要负责收集 和运输锅炉燃烧产生的灰渣，并将其排出炉外。
灰渣系统的组成
灰渣系统通常包括灰斗、落灰管、输送设备（如刮板输送机、链式 输送机等）以及灰渣储存和处理设备等。
灰渣的利用和处理
收集的灰渣可以进行再利用，如作为建材、水泥等行业的原料，或 者经过处理后进行填埋等无害化处理。
环保性能好
循环流化床锅炉采用低温燃烧技术，能够减少氮氧化物、 硫氧化物等污染物的生成，烟气中的颗粒物也得到有效控 制，环保性能较好。
负荷调节范围广
循环流化床锅炉的负荷调节范围较广，可以在30%至 100%的范围内进行调节，能够满足不同用户的需求。
循环流化床锅炉的应用
电力行业
循环流化床锅炉广泛应用于电力 行业，作为大型火力发电厂的锅 炉设备，为电网提供稳定的电力
紧急处理
对于突发的严重故障或事故，需要进行紧急处理，如紧急停炉、切断燃料供应、启动消防设施等，以防止事故扩大和 减少损失。
维护保养
循环流化床锅炉的维护保养包括日常检查、定期清理、润滑保养等措施，以保持设备的良好状态和延长 使用寿命。同时需要对常见故障和问题进行分析总结，加强设备的维护和管理。
05
循环流化床锅炉发展趋 势与展望
除尘系统
除尘系统的作用
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：
流化床锅炉工作原理
流化床锅炉工作原理
流化床锅炉是一种利用流化床技术进行燃烧的锅炉。
其工作原理基于流化床燃烧的特点。
首先，在锅炉内部设有一个床层，床层由颗粒状的固体燃料和惰性固体颗粒（如沙子）组成。
在床层下方有强制风机提供的空气通过风管送入床层，使床层中的固体颗粒悬浮于气流中，形成流化床。
当固体颗粒悬浮于气流中时，形成了类似于流体的状态，即“流化床”。
此时，固体颗粒之间的接触面积大大增加，燃烧反应得到了极大的增强。
床层内的固体燃料在氧气的作用下发生燃烧，产生高温燃烧气体。
燃烧过程中产生的热量通过传热面传递给工作介质，如水或蒸汽，使其发生升温。
升温后的工作介质通过管道输送到所需的场所，用于供热或发电等需求。
与传统的燃煤锅炉相比，流化床锅炉具有更高的燃烧效率和更低的排放物排放量。
这是因为流化床燃烧过程中，床层内的颗粒状燃料与空气充分混合，使燃烧充分而彻底，减少了污染物的生成。
此外，流化床锅炉还具有一定的自调节能力。
当燃料的供给量或质量发生变化时，床层内的颗粒状燃料会自动调整以达到最佳燃烧效果。
这使得流化床锅炉适应不同质量或类型的燃料，提高了燃料的利用率。
总结来说，流化床锅炉通过形成流化床的方式，使固体燃料充分燃烧，提高燃烧效率，降低排放物排放量。
其自调节能力也使得其适应性更强。
因此，流化床锅炉在能源利用和环境保护方面具有广泛的应用前景。
循环流化床锅炉主要设备概述
循环流化床锅炉主要设备概述1. 循环流化床：循环流化床是循环流化床锅炉的核心设备，它通过对燃料和燃烧空气的高速气流进行循环往复运动，实现燃料的充分燃烧。
循环流化床的运行稳定，燃烧效率高，污染物排放低，是循环流化床锅炉能够实现高效燃烧的关键设备。
2. 燃料供给系统：燃料供给系统包括煤粉输送系统、点火系统和燃料储存设备等，用于将燃料输送到循环流化床中，并实现燃料的点火和燃烧控制。
3. 空气预热器：空气预热器用于将燃烧所需的空气通过换热器进行热量交换，提高空气的温度，减少燃料的消耗，并减少燃烧时产生的氧化氮排放。
4. 锅炉本体：锅炉本体是循环流化床锅炉的主要热交换设备，用于将循环流化床中的燃烧产物热量传递给锅炉水，产生蒸汽或热水。
5. 烟气处理系统：烟气处理系统包括除尘器、脱硫设备和脱硝设备等，用于处理燃烧后产生的烟气中的颗粒物、二氧化硫和氮氧化物等有害物质，达到环保排放标准。
以上是循环流化床锅炉的主要设备概述，这些设备共同作用，实现了循环流化床燃烧技术的高效燃烧和低污染排放。
循环流化床锅炉是一种高效、节能、环保的新型锅炉设备，具有很多优点，如燃烧效率高、烟气污染物排放低、燃烧过程稳定等。
循环流化床锅炉在工业生产和电力发电中得到了广泛应用，成为推动工业绿色发展的关键设备。
6. 循环系统：循环系统包括循环风扇、回收集箱、隔离器、循环灰斗等设备，用于将燃料燃烧后的床料循环回流到循环床中，保持稳定的床层温度和压力，同时减少燃料的损耗。
7. PLC控制系统：PLC控制系统是循环流化床锅炉的智能控制中枢，通过传感器采集各种参数, 根据预设的控制策略进行智能化的运行和控制，确保锅炉的安全稳定、高效运行。
8. 循环床热回收器：循环床热回收器用于利用循环床燃烧床料的余热，进行余热再利用，提高热能利用效率。
循环流化床锅炉利用循环流化床燃烧技术，将燃料与燃烧空气在锅炉内部产生高速气流，使之充分混合，形成悬浮的流化床。
在燃料处于这个悬浮床的情况下进行燃烧，燃烧效果好，污染物排放低，适用于燃煤、生物质颗粒燃料等不同种类的固体燃料，具有应用范围广泛的特点。
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、清洁的燃烧设备，其工作原理主要包括燃料燃烧、热量传递和废气处理三个方面。
下面将从这三个方面详细介绍循环流化床锅炉的工作原理。
首先，循环流化床锅炉的燃料燃烧过程。
循环流化床锅炉采用流化床燃烧技术，燃料在高速空气流的作用下在锅炉内部形成流态化状态，燃烧效率高。
具体来说，燃料进入锅炉后首先经过预处理，然后在流化床内燃烧，燃烧产生的热量被传递给锅炉水，使其升温并产生蒸汽。
在这个过程中，燃料的燃烧需要一定的氧气，而流化床内的空气通过风机进行循环供给，保持燃烧的稳定性和高效性。
其次，循环流化床锅炉的热量传递过程。
燃烧产生的热量通过烟气和固体颗粒的热传导、对流和辐射等方式传递给锅炉水，使其升温并产生蒸汽。
在循环流化床锅炉中，热量传递效率高，能够充分利用燃料的热值，减少能源的浪费。
最后，循环流化床锅炉的废气处理过程。
燃料燃烧产生的烟气中含有大量的固体颗粒和有害气体，需要经过处理后排放到大气中。
循环流化床锅炉采用先进的除尘、脱硫、脱硝等设备对烟气进行处理，使排放的废气达到国家相关标准，减少对环境的污染。
总的来说，循环流化床锅炉通过流化床燃烧技术实现了燃料的高效燃烧和热量的高效利用，同时通过废气处理设备实现了废气的清洁排放。
这种锅炉工作原理不仅能够满足工业生产对热能的需求，还能够减少能源的浪费和环境的污染，是一种具有广阔应用前景的燃烧设备。
通过对循环流化床锅炉的工作原理进行了详细介绍，可以看出其具有高效、清洁的特点，对于工业生产和环境保护都具有重要意义。
希望本文能够帮助大家更好地了解循环流化床锅炉的工作原理，推动其在工程领域的应用和发展。
循环流化床锅炉主要设备及系统简介
循环流化床锅炉主要设备及系统简介1. 引言循环流化床锅炉是一种新型的高效、清洁燃煤锅炉。
它采用了循环流化床技术，通过将固体燃料与空气一起注入锅炉燃烧室，使燃料在锅炉内部悬浮并燃烧，从而实现了燃烧效率的提高和废气排放的降低。
本文将对循环流化床锅炉的主要设备及系统进行简要介绍。
2. 循环流化床锅炉主要设备循环流化床锅炉由多个主要设备组成，包括燃烧室、循环流化床、循环器、集料器、炉排、换热面等。
2.1 燃烧室燃烧室是循环流化床锅炉的核心部件，用于实现燃料的完全燃烧。
燃烧室内部采用循环流化床技术，燃料在其中悬浮并燃烧，通过调整进料口，并控制空气的供给，可以实现燃烧过程的稳定运行。
2.2 循环流化床循环流化床是循环流化床锅炉的重要组成部分，是燃烧室内部的一个固体床层。
循环流化床通过调节床层中固体颗粒的流速和密度，实现了燃料在床层中的悬浮并燃烧。
床层中的固体颗粒通过循环器循环流动，保持了床层的稳定性和燃烧效率。
2.3 循环器循环器用于将床层中的固体颗粒循环回循环流化床，保持床层的稳定运行。
循环器通常由循环器管道和循环风机组成。
循环风机负责将床层中的固体颗粒吸入管道，并将其输送回循环流化床。
2.4 集料器集料器用于收集循环流化床底部的固体颗粒，以保证床层中的固体颗粒不会流失。
集料器通常由集料器管道和集料器风机组成。
集料器风机通过吸空气进入集料器管道，并将固体颗粒输送回循环流化床。
2.5 炉排炉排用于将燃料输送到循环流化床燃烧室中。
炉排通常由多个平行排列的金属条组成，可以通过调节炉排的速度和角度来控制燃料的输送量。
2.6 换热面换热面用于将循环流化床锅炉中产生的热量传递给工作介质，实现热能的利用。
换热面通常包括水冷壁、过热器、再热器等，可以根据需要进行配置。
3. 循环流化床锅炉系统循环流化床锅炉系统由多个主要部分组成，包括给水系统、燃烧系统、除尘系统、排放系统等。
3.1 给水系统给水系统用于将水送入锅炉中，并保持锅炉的水位和压力稳定。
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛：炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区，通过给燃料和气体供应，将燃料在悬浮状态下燃烧，从而释放热能。
2.燃烧器：燃烧器是燃料进入循环床的通道，它将燃料和氧气混合并点燃，形成高温气流。
3.空气预热器：空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热，以提高燃烧效率，并减少燃料消耗。
4.循环床：循环床由大量细颗粒物质组成，可以是砂、矿渣等，它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。
在循环床中，床料循环流动，保持悬浮状态，使燃料充分接触氧气，加快燃烧速度。
5.分离器：分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离，确保床料的循环正常进行。
6.尾气换热器：尾气换热器用于回收废气中的热能，并将其传递给水蒸汽，提高锅炉的热效率。
7.省煤器：省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却，并从中回收热能，用于预热给水，减少燃料的消耗。
8.除尘器：除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤，保证热空气的洁净排放。
二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。
在循环床中，床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态，颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。
通过床料的循环和燃料的补给，保持循环床内的温度和反应区的平衡。
循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。
迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程，燃料开始燃烧并释放大量热能。
燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域，燃料被完全氧化，产生大量的热能。
氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域，会产生一些复杂的氧化反应。
三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求：循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件，并与电源、给水、排烟等系统连接良好。
锅炉应安装在水平坚固的基础上，并具备良好的防震措施。
安装完成后，需要对各个系统进行调试，确保锅炉的正常运行。
2.运行参数：循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。
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• 1998年，220MW容量、燃用无烟煤CFB机组在韩国投运（ 美国ABB-CE公司制造，Lurgi型）
• 2001年底，300MW CFB锅炉将在美国佛州Jacksonville 电力公司投运（美国FW公司制造）
• 由于粒径很小，颗粒间的作用力变大，极 易导致颗粒的团聚。较强的粘聚性在流化 过程中容易产生沟流，所以极难流化。传 统上认为这类颗粒不适用于流化操作。
•2020D/9类/14 属过粗颗粒循环或流化喷床锅动炉设备用及系颗统 粒，粒度60029/11m1
流化颗粒的分类（5/5）
表 2-3
Geldart 四类颗粒的主要特征
循环流化床锅炉设备及运行
—— 炉主要设备及原理
2020/9/14
•冯德群
•2020年9月14日星期一
循环流化床锅炉设备及系统
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本讲内容
• 概述
• 流体动力学特性
• 燃烧与传热
• 燃烧设备
•
炉膛，布风装置
•
分离器
•
回料设备
2020/9/14
• 循环流化点床锅火炉设装备及置系统
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循环流化床锅炉概述
混。 2020/9/14
循环流化床锅炉设备及系统
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不同流化状态的特性比较
2020/9/14
循环流化床锅炉设备及系统
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不同流化状态沿床高的颗粒浓度及 压降分布
2020/9/14
循环流化床锅炉设备及系统
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循环流化床锅炉炉内物料循 环
• CFB锅炉所具有的许多技术优势都得益于其
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国外CFB锅炉的发展历程 • 1979年,世界首台20t/h CFBC锅炉投运（芬兰FWEOY公司
，Pyroflow型）
• 1982年,世界首台用于产汽和供热的50t/h CFBC锅炉在 德国吕能投运（德国Lurgi公司制造）
• 1986年,世界首台100MW级CFBC锅炉在德国Duisburg热电 厂投运（德国Lurgi公司制造，Lurgi型）
循环流化床锅炉设备及系统
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不同燃烧方式的联系与区别
几种燃烧方式 的空气动力状
态
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循环流化床锅炉流体动力学特性
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循环流化床锅炉设备及系统
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流态化现象及形成条件
• 流态化（Fluidization）是泛指固体颗粒在流体(气 体或液体)作用下具有一定流体行为的现象。
颗粒类型
粒度(ρ p =2500kg/m3)
C
<20μ m
A
20～90μ m
B
90～650μ m
沟流程度 可喷动性
严重
很小
可忽略
无
无
浅床时
最小鼓泡速度 umb
气泡形状 固体混合 气体返混 粒度对流体动力特性的
影响
无气泡 仅为沟流
很低 很低
未知
> umf
平底圆帽 低 高
明显
= umf
中 中 很小
2020/9/14
• A类颗粒的初始鼓泡速度明显高于初始流化
速度，且在达到鼓泡点之前有明显膨胀。形
成鼓泡床后，密相中空隙率明显大于初始流
化空隙率，密相中的气固返混较严重，气泡
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循环流化床锅炉设备及系统
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流化颗粒的分类（3/5）
• B类颗粒称为粗颗粒或鼓泡颗粒，粒度 100~600m表观密度p =1400~4000kg/m3 。
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流化床的似流体特性
• （1）轻物上浮，重物下沉。
• （2）无论床层如何倾斜，床表面 总是保持水平，床层的形状也保持 容器的形状。
• （3）床内固体颗粒可以像流体一 样从底部或侧面的孔口中排出。
• （4）能象液体一样，在两个相连 通的容器间传递静压。
• （5）床层中的静压仅与其所处的
床层深度与密度成正比，与水平位 2020/9/14
2020/9/14
循环流化床锅炉设备及系统
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循环流化床锅炉的主要技术流派
• 德国Babcock公 司的Circofliud 型低倍率、低气 速、塔式布置、 中温分离器循环 流化床锅炉。
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循环流化床锅炉设备及系统
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DGJ670/12.73II1循环流化床锅
炉
2020/9/14
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流化床燃烧是流态化 技术在燃烧领域的应 用
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循环流化床锅炉原理
• 在燃煤循环流化床锅炉的燃烧系统中，燃料煤首先被加工 成一定粒度范围的宽筛分煤，由给料机经给煤口送入密相 区进行燃烧，许多细颗粒物料将进入稀相区继续燃烧，并 有部分随烟气飞出炉膛。
• 飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经返料 器送回炉膛，再参与燃烧。燃烧过程中产生的大量高温烟 气，流经过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面 ，进入除尘器除尘后由引风机排至烟囱进入大气。
• 流化床气固密相区具有良好的透气性，能容易地 变形。如果将气体通过装有低粘度液体的容器底
2020/部9/14，气体通过液循层环流所化需床锅要炉设的备及压系统降粗略地为液体的34/111
临界流化速度及流化床层阻力特
性（4/5）
• 如果床层
由宽筛分
颗粒组成
，细颗粒
在大颗粒
间的空穴
中起到润
滑而促使
大颗粒松
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临界流化速度及流化床层阻力特 性（3/5）
• 在较低气流速度时，颗粒处于固定床状态，床层 压力降稍大于床层重量的最大数值。继续提高气 速，固定床会突然“解锁”，床层压降降至床层 的静压。
• 随着气速超过最小流化速度，床层出现膨胀和鼓 泡。在较宽的范围内，进一步增加气速，床层压 降几乎不变。
• Geldart在大量实验的基础上，提出
了适用于气固系统且具有实用意义
的颗粒分类法—Geldart颗粒分类法
。
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流化颗粒的分类（2/5）
• A类颗粒称为细颗粒或可充气颗粒，一般具 有较小的粒度(30～100m)及表观密度（p <1400kg/m3）。
• 其初始鼓泡速度与mf 初始流化速度相等。气 速一旦超过初始流化速度，床层内即出现
气泡相和密相。密相的孔隙率基本等于
，且密相中气固返混均较小。气泡相和密
相之间气体交换速度亦较低。气泡尺寸几 2020/9/14
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流化颗粒的分类（4/5）
• C类颗粒属粘性颗粒或超细颗粒，粒度20m 以下。
循环流化床锅炉设备及系统
D
>650μ m
可忽略 有
= umf
高 低 未知
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颗粒的沉降与悬浮
• 当尘粒的重力与垂直上升的
气流绕流阻力相等时，尘粒
Fd
悬浮在气流中。此时气流的
Ff
速度称为悬浮速度。
• 沉降速度与悬浮速度在数值
上相同，但前者是尘粒在静
止气流中受重力作用下降时
所能达到的最大速度；后者
• 床层从固定状态转变到流化状态时按布风板面积计 算的空气速度称为临界流化速度。由于它是流态化 操作的下限速度，所以亦称为最小流化速度。
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临界流化速度及流化床层阻力特 性（2/5）
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均一粒度床层压降－流速特性曲线
循环流化床锅炉设备及系统
燃烧系统中大量物料的再循环.
• 正常的物料循环过程由三个缺一不可的基本 环节构成：
• （1）足够多的物料被带出密相区向上作加 速运动、最终离开炉膛进入分离器；
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系统流程
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系统流程
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飞灰
系统流程 867℃
过热器
省煤器
空预器Ⅰ
FanⅠ
二
次内
皮 带 密
风
循 环
封
用
风
大
空预器Ⅱ
FanⅡ
颗
内
粒
循
J阀 Fan
环
一
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流态化的分类
• 根据颗粒在流体中分散均匀与否， 流化状态可分成散式流化和聚式流 化。
• 所谓散式流化是指固体颗粒可较均
匀地分散在流体中的流化系统；如
果固体颗粒在流体中呈聚集状态则
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流化颗粒的分类（1/5）
• 气固流化床中颗粒的粒度以及颗粒 的表观密度与气体密度之差对流化 特性有显著影响。
• 现代固体颗粒的流态化技术是通过把固体物料悬浮于 运动的流体之中，使颗粒与颗粒之间脱离接触，从而 有效地消除颗粒间的内摩擦作用而使其具有一定的流 体行为。
• 一般来说，形成固体颗粒流态化要有以下几个基本条 件：
• （1）有合适的容器作床，在其底部有流体分布装置
； 2020/9/14
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次
风
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895 ℃
增压Fan