循环流化床锅炉结构、原理及运行
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。
循环流化床锅炉结构及工作原理介绍(2.2M)
安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉结构及工作原理介绍工程部二零一三年八月二十四日安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉结构及工作原理介绍一前言二循环流化床锅炉的结构三循环流化床锅炉的工作原理四循环流化床锅炉的特点五自备电站项目设计注意事项安徽海螺川崎工程有限公司一、前言循环流化床燃烧技术是二十世纪七十年代末发展起来的高效低污染清洁煤燃烧技术。
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、添加石灰石在炉内低成本脱硫、低温燃烧和分级送风有效降低氮的氧化物生成、低温燃烧形成的灰渣便于综合利用的优点，几十年来得到迅速发展。
安徽海螺川崎工程有限公司二、循环流化床锅炉的结构循环流化床锅炉大致可分成两个部分。
第一部分由炉膛（流化床燃烧室）、气固体分离设备（分离器）、固体物料再循环设备（回料器）等构成，上述形成一个固体物料循环回路；第二部分则为尾部对流烟道，布置有过热器/再热器、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。
安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉的基本结构安徽海螺川崎工程有限公司典型循环流化床锅炉结构如上图所示，其基本流程为：燃烧所需要的一次风和二次风分别由炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成。
煤和脱硫剂送入炉膛后，迅速被大量惰性高温物料包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。
粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。
安徽海螺川崎工程有限公司气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，炉膛出口水平烟道内装有多级烟灰分离器，分离出的高温灰落入灰斗，由气流带出炉膛的大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离和收集，通过返料装置（回料器）送入炉膛，进行循环燃烧。
未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器排至大气。
飞灰通过分离器经尾部烟道受热面进入除尘器经灰沟冲到沉灰池，床体下部已燃尽的灰渣定期排放。
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：
循环流化床锅炉的原理与设计
循环流化床锅炉中的流化过程
循环流化床锅炉中的流化过程包括以下几个特点
• 炉膛内充满颗粒燃料，气流速度较低 • 燃料颗粒与空气充分混合，燃烧效率高 • 流化床内温度分布均匀，传热效果好
流化过程是指固体颗粒在流体中运动，形成类似流体的状态
• 当气流速度达到一定值时，固体颗粒开始悬浮并相互碰撞 • 这种状态有利于燃料的燃烧和热量的传递
循环流化床锅炉的脱硝技术
• 循环流化床锅炉的脱硝技术包括以下几个方面 • 选择性非催化还原（SNCR）技术：通过向炉内喷射氨水，实现NOx的还原 • 选择性催化还原（SCR）技术：通过设置催化剂层，对烟气进行脱硝处理
循05环流化床锅炉的运行与
维护
循环流化床锅炉的启动与停止操作
• 循环流化床锅炉的启动与停止操作需要遵循以下步骤 • 启动前进行设备检查，确保锅炉各部分正常 • 缓慢启动风机，向炉膛内加入燃料，实现燃料的流化 • 启动过程中注意观察炉膛内的温度和压力变化，确保锅炉稳定 运行 • 停止操作时，先停止燃料供应，然后降低风机转速，最后停止 风机运行
循环流化床锅炉的燃烧室设计
• 循环流化床锅炉的燃烧室设计需要考虑以下几个因素 • 燃烧室的尺寸和形状，以满足燃料燃烧和热量交换的需求 • 燃烧室的温度分布，以保证燃料的充分燃烧和热量的有效传递 • 燃烧室的气流组织，以实现燃料与空气的充分混合和燃烧产物 的排放
循环流化床锅炉的传热元件设计
• 循环流化床锅炉的传热元件设计需要考虑以下几个因素 • 传热元件的材料和结构，以满足锅炉温度和压力的要求 • 传热元件的热交换性能，以提高锅炉的热效率和适应性 • 传热元件的耐腐蚀性能，以延长锅炉的使用寿命
循环流化床锅炉的热交换原理
循环流化床锅炉的热交换原理主要依赖于传热元件
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。
循环流化床锅炉结构、原理及运行资料讲解
二、循环流化锅炉的结构
• 锅炉是利用燃料放出热量加热工质生产具有一定压力和温度的蒸汽设备，分为“锅”
和“炉”。
• “锅”一般只汽水系统，如蒸发设备（汽包、下降管、水冷壁）、给水系统、对流受
热面（过热器、省煤器）等。
• 炉一般只烟风系统，如燃烧设备（点火器、燃烧室、点火装置）、风道、烟道以及钢
架结构。
•锅炉结构简述：
本锅炉系160t/h高温高压循环流化床锅炉，为单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊 结构，全钢架П型布置。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部式蜗壳式绝热旋风风离器，尾部竖井烟 道布置两级四组对流过热器。过热器下方布置两组膜式省煤器及一、二次风各三组空气预热器。
1、燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一，二次风机提 供。一 次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下水冷风室，通过 水冷布风板上的风帽进入燃烧室，二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在炉 膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。新入炉的煤在炉膛内与流化状态下的 循环物料掺混燃烧，床内浓度达到一定值后，大量物料在炉膛内呈中间上升，贴壁下降的内循环 方式沿炉膛高度与受热面进行热交换，随烟气飞出炉膛的众多细小颗粒经蜗壳式绝热旋风分离器， 绝大部分物料又被分离出来，从返料器返回炉膛，再次实现循环燃烧。而比较洁净的烟气从尾部 排出。由于采用了循环流化床燃烧方式，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中SO2的排放， 采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制NOx的生成。其灰渣活性好，具有较高的综合 利用价值。
• (2)后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流加速段，下部锥体处部分
管子对称让出二只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，炉顶设有检修孔和一个加煤泥口,侧 水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有一排二次风喷口。
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。
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和美国PPC公司引进技术或合作生产的方式，开始生产制造130t/h、220t/h的循环流化
床锅炉。并具备了生产更大容量CFB锅炉的能力。国内“八五”重点能源环保科研项目
内江循环流化床示范电站从芬兰奥斯龙公司引进的410t/h循环流化床也已经投入运行。
循环流化床锅炉主要有以下特点：
• 1、燃料适应性广
热面（过热器、省煤器）等。
• 炉一般只烟风系统，如燃烧设备（点火器、燃烧炉结构简述：
本锅炉系160t/h高温高压循环流化床锅炉，为单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬 吊结构，全钢架П型布置。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部式蜗壳式绝热旋风风离器，尾部竖井 烟道布置两级四组对流过热器。过热器下方布置两组膜式省煤器及一、二次风各三组空气预热器。
口返回炉膛，烟气则流向尾部对流受热面。整个物料分离和返料回路的工作温度为930℃左右；
• （2）分离器内表面采用轻型炉墙,选用高强度耐磨浇注料,使整个分离器的内表面得到保护,从
CFB锅炉的研究始于七十年代，它是从鼓泡床沸腾炉和化工行业的循环流化床工 艺发展而来的。1982年，德国鲁奇（Lurgi）公司的第一台50t/h循环流化床锅炉投入运 行宣告了循环流化床锅炉的诞生。此后，世界上的主要锅炉制造商均投入了CFB锅炉的 研究和产品开发工作。国外在CFB锅炉的发展过程中也形成了几种技术流派，比较有代 表性的有芬兰奥斯龙公司（Ahlstrom，现被福斯特·惠勒公司并购）的Pyroflow型循环 流化床锅炉；德国鲁奇公司开发的Lurgi型循环流化床锅炉；德国巴布科克公司的 Circofluid型循环流化床锅炉；福斯特·惠勒公司的整体化换热床（Intrex）；美国贝 特尔实验室（Battele）的多固体型（Multisolid）循环流化床锅炉等等。
以高速风流在沸腾悬浮状态下进行燃烧。同时，高温烟气携带炉料和大部分未燃烬的 煤粒飞逸出燃烧室顶部，经旋风分离器分离出的未燃烬燃料由返料器返送回炉膛底部， 再次进入炉膛循环燃烧。
二、循环流化锅炉的结构
• 锅炉是利用燃料放出热量加热工质生产具有一定压力和温度的蒸汽设备，分为“锅”
和“炉”。
• “锅”一般只汽水系统，如蒸发设备（汽包、下降管、水冷壁）、给水系统、对流受
• 炉膛水冷壁系统 • (1)炉膛断面尺寸为7330mm×4850mm，炉膛四周由管子和扁钢焊成全密封膜式水冷壁。前后及
两侧水冷壁分别各有91-φ60×5与60-φ60×5根管子。前后水冷壁下部密相区处的管子与垂 直线成一夹角，构成上大下小的锥体。锥体底部是水冷布风板，布风板下面由后水冷壁管片 向前弯与二侧墙组成水冷风室。布风板至炉膛顶部高度为31.47m，炉膛烟气截面流速5m/s。
通过16根φ159×12的分散下降管向炉膛水冷壁供水。其中两侧水冷壁下集箱分别由3根分散 下降管引入，前后墙水冷壁下集箱分别由5根分散下降管引入。两侧水冷壁上集箱相应各有4 根φ159×12连接管引至汽包，前后墙水冷壁上集箱有10根φ159×12引至汽包。
• 物料循环系统：包括旋风分离器、立管和回料阀
• 2、有利于环境保护
• 3、负荷调节性能好
• 4、燃烧热强度大
• 5、炉内传热能力强
• 6、灰渣综合利用性能好
二、循环流化床锅炉的原理
• 1、流化燃烧：一定颗粒粒度的煤粒在炉床上保持一定的厚度，空气以适当的速度从底
部通过炉床，将煤粒吹起，使煤粒悬浮于床层上一定高度范围。
• 物料由给料口进入炉膛密相区下部后，被高温物料包围而迅速着火，并在燃烧室中伴
•
我国从八十年代开始研究开发CFB锅炉，中科院工程物理所、清华大学、浙江大
学、华中理工大学和有关锅炉厂合作先后研制开发了10t/h、20t/h、35t/h、75t/h循
环流化床锅炉。通过这些锅炉的研制、生产和运行，积累了不少经验。 进入九十年代
后，东方锅炉厂、哈尔滨锅炉厂和上海锅炉厂等又分别通过与美国福斯特·惠勒公司
• (2)后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流加速段，下部锥体处部分
管子对称让出二只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，炉顶设有检修孔和一个加煤泥口,侧 水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有一排二次风喷口。
• (3)前、后、侧水冷壁分成四个循环回路，由汽包底部水空间引出2根φ426×28集中下降管，
1、燃烧系统中，给煤机将煤送入落煤管进入炉膛，锅炉燃烧所需空气分别由一，二次风机 提供。一 次风机送出的空气经一次风空气预热器预热后由左右两侧风道引入炉下水冷风室，通 过水冷布风板上的风帽进入燃烧室，二次风机送出的风经二次风空气预热器预热后，通过分布在 炉膛前后墙上的喷口喷入炉膛，补充空气，加强扰动与混合。新入炉的煤在炉膛内与流化状态下 的循环物料掺混燃烧，床内浓度达到一定值后，大量物料在炉膛内呈中间上升，贴壁下降的内循 环方式沿炉膛高度与受热面进行热交换，随烟气飞出炉膛的众多细小颗粒经蜗壳式绝热旋风分离 器，绝大部分物料又被分离出来，从返料器返回炉膛，再次实现循环燃烧。而比较洁净的烟气从 尾部排出。由于采用了循环流化床燃烧方式，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中SO2的 排放，采用低温和空气分级供风的燃烧技术能够显著抑制NOx的生成。其灰渣活性好，具有较高 的综合利用价值。
• 旋风分离器
• （1）分离器是循环流化床锅炉的重要组成部件，本锅炉采用的是中科院工程热物理研究所的高
效蜗壳式汽冷旋风分离器专利技术，在炉膛出口并列布置两只旋风分离器，分离器直径
φ3600mm，用10mm钢板作为旋风分离器的外壳，并采用蜗壳进口的方式形成结构独特的旋风分
离器。具有分离效率高的优点。旋风分离器将被烟气夹带离开炉膛的物料分离下来。通过返料
循环流化床锅炉原理、结构及 运行
2007年5月12日
一、循环流化床的发展历史
循环流化床锅炉（Circulating Fludized Bed Boiler，以下简称CFB锅炉）作 为一种煤的清洁、高效燃烧技术自八十年代初进入燃煤锅炉的商业市场以来，在中小型 锅炉中循环已占有了相当的份额。并在技术日趋成熟的同时逐渐向更大容量发展。