循环流化床
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
汽水系统流程
给水 省煤器 水 汽包 饱和蒸汽 汽水混合物 水冷壁
包墙
低温过热器
屏式过热器
合格品质的蒸汽
末级过热器
汽水系统
锅炉给水首先被引至尾部烟道省煤器进口集
箱两侧，逆流向上经过水平布置的省煤器管 组进入省煤器出口集箱，通过省煤器引出管 到锅筒。
省 煤 器 图
汽水系统
给水引入锅筒水室间，并通过集中下降管和
给煤系统
循环流化床锅炉的给煤系统和其燃烧系统的
特殊方式有关系，循环流化床锅炉一般都采 用密闭式皮带给煤机或刮板式给煤机。循环 流化床锅炉对入炉煤的粒径要求不太严格， 一般粒径在0～13mm均为合格。
煤仓 驱动电机 输送皮带 电子称
清扫刮板
密封风 落煤口
石灰石系统
为保证循环流化床锅炉的脱硫效 果，必须有专门的脱硫剂添加系 统。一般都采用石灰石脱硫剂。 因此都称为石灰石系统，其大致 流程如下图：
饱和蒸汽从锅筒引出后，由饱和蒸汽连接管引入汽冷式旋风 分离器入口烟道的上集箱，下行冷却烟道后由连接管引入汽 冷式旋风分离器下联箱，上行冷却分离器筒体之后，由连接 管从分离器上集箱引至尾部竖井侧包墙上集箱，下行冷却侧 包墙后进入侧包墙下联箱，由包墙连接管引入前、后包墙下 集箱，由包墙连接管引入前、后包墙下集箱，向上行进入中 间包墙下联箱，即低温过热器进口联箱，逆流向上对后烟道 低温过热器管组进行冷却后，从锅炉两侧连接管引至炉前屏 式过热器进口联箱，流经屏式过热器受热面后，从锅炉两侧 连接管返回到尾部竖井后烟道中的高温过热器，最后合格的 过热蒸汽由高温过热器出口联箱两侧引出。
过热器
低温过热器
烟风系统
从一次风机出来的空气分成三路送入炉膛。第一路，经一次风空气预热 器加热后的热风进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在风板上的风帽使 其流化，并行向上通过炉膛的气固两相流；第二路，经过空气预热器的 冷风向冷渣器提供流化风，冷渣器出风作为二次风引到炉内；第三路， 热风经播煤增压风机后，用于炉前气力播煤，二次风机供风分为两路， 第一路经预热器后的二次风直接经炉膛上部的二次风箱分级进入炉膛。 第二路，一部分未经预热的冷二次风作为给煤皮带的密封用风。 烟气及其携带的固体粒子离开炉膛通过布置在水冷壁后墙上的分离器进 口烟道进入旋风分离器，在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气中分离出 来，另一部分烟气则通过旋风分离器中心筒引出，由分离器出口烟道引 至尾部竖井烟道，从前包墙及中间包墙上部的烟窗进入前后烟道并向下 流动，冲刷其中的水平对流受热面管组，将热量传递给受热面，而后烟 气流经管式空气预热器进入除尘器，最后由引风机通过烟囱，排入大气。
循环流化床讲解
一、循环流化床锅炉的原理（一）循环流化床的工作原理1．流化态过程当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。
流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。
当流速增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。
此时，对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置，相反的，在失去了以前的机械支撑后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。
这种状态就被称为流态化。
颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。
快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。
2．循环流化床锅炉的基本工作原理高温炉膛的燃料在高速气流的作用下，以沸腾悬浮状态（流态化）进行燃烧，由气流带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛。
一次风由床底部引人以决定流化速度，二次风由给煤口上部送人，以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。
炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。
（二）流化床燃烧设备的主要类型流化床操作起初主要应用在化工领域，本世纪60年代开始，流化床被用于煤的燃烧。
并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。
流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。
目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，并愈来愈得到人们的重视。
流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉，按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。
这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。
其中前三类已得到工业应用，增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。
循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。
（如图a和b）（三）循环流化床锅炉的特点1．循环流化床锅炉的主要工作条件项目数值项目数值温度（℃）850—950 床层压降（kPa）11—12流化速度（m/s）4—6 炉内颗粒浓度150—600（炉膛底部）（kg/m3）床料粒度（μm）100—700 Ca/S摩尔比 1.5—4床料密度（kg/m3）1800—2600 壁面传热系数[W/210—250（m2·K）]燃料粒度（mm）<12脱硫剂粒度（mm）1左右2．循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉可分为两个部分。
循环流化床烟气再循环技术方案
循环流化床烟气再循环技术方案引言循环流化床烟气再循环技术是一种应用于燃煤电厂的先进烟气净化技术。
它通过对烟气中的污染物进行循环流化床内的再循环，实现了烟气净化和能源回收的双重效果。
本文将详细介绍循环流化床烟气再循环技术方案的原理、工艺流程和应用前景。
原理循环流化床烟气再循环技术的原理是将烟气中的污染物与再循环的固体颗粒进行接触和反应，通过循环流化床内的物理和化学作用，达到净化烟气的目的。
具体原理如下：1. 循环流化床：循环流化床是一种颗粒物料与气体的流化床，通过气体的上升和颗粒物料的循环运动，形成了高度混合的流动床层。
在循环流化床中，颗粒物料具有较大的比表面积和良好的热传递性能，能够有效地与烟气中的污染物进行接触和反应。
2. 催化剂添加：循环流化床烟气再循环技术中常使用催化剂，催化剂可以加速污染物的转化和去除过程。
催化剂的选择应根据烟气中的污染物种类和浓度进行优化，以提高烟气的净化效果。
3. 再循环系统：循环流化床烟气再循环技术中，通过再循环系统将循环流化床中的颗粒物料和烟气进行分离，并将再循环的颗粒物料重新注入循环流化床。
再循环系统的设计应考虑颗粒物料与烟气的分离效果、颗粒物料的再循环率以及系统的稳定性等因素。
工艺流程循环流化床烟气再循环技术的工艺流程包括烟气净化和能源回收两个主要部分。
1. 烟气净化：烟气净化是循环流化床烟气再循环技术的核心部分。
烟气首先进入循环流化床，与循环流化床内的固体颗粒进行接触和反应，污染物被吸附、转化或吸收到颗粒物料表面。
经过一段时间的循环，被吸附的污染物与颗粒物料一同进入再循环系统，在再循环系统中与其他处理设备相结合，进一步被去除。
2. 能源回收：循环流化床烟气再循环技术能够实现对烟气中的能源进行回收利用。
在循环流化床中，烟气与颗粒物料的接触和反应产生了大量的热量，这部分热量可以通过烟气余热锅炉等设备进行回收，用于发电或供热等用途。
同时，循环流化床烟气再循环技术还可以降低烟气中的二氧化碳排放量，实现低碳环保发展。
循环流化床讲义
二、循环流化床运行中几个重要参数
三、煤的筛分特性
2. 燃煤粒径变化对CFB锅炉运行的影响 (五) 加强燃煤制备设备的选择和管理 对燃煤粒度分布的具体 1) 燃料的粒度分布。保证燃料粒度、保证在已确定的流化速
度条件下，有足够的细颗粒吹入悬浮段，确保燃烧室上部(稀相区 )的燃烧份额、保证形成足够的循环床料。
(二) 燃煤粒径对燃烧效率的影响求
锅炉燃烧热损失中较大的一项是固体不完全燃烧损失q4。对CFB，一 般床底渣的含碳量≤2.0%，低于煤粉燃烧锅炉。但是，飞灰含碳量高于 10%的偏多，高于煤粉炉，特别对燃煤中细颗粒偏多的情况，当燃煤热值 较高、挥发分含量较低时(烟煤)，飞灰含碳量高达20％~30％。严重影响 了锅炉燃烧效率。
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二、循环流化床运行中几个重要参数
二、燃尽时间8.77 109
exp(0.01276Tb
)
d 1.16 p
由此可见：
1. 流化床碳粒子的燃尽时间与床温有关，床温越 高，燃尽时间缩短；
2. 燃尽时间与碳粒子直径的1.16次方成正比。粒 子越大，燃尽时间越长。
粗粒子份额 (δ)
0.5
0.4
停留时间(min) 6.2 12.4 18.6 19.84 24.8 29.76
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二、循环流化床运行中的重要参数
二、燃尽时间和停留时间
燃烧六种热值不同的煤的时粗粒子 在密相床内的平均停留时间
1. 燃烧热值低的煤，煤粒在密 相区内停留时间短；烧高热 值煤，煤粒在密相区内停留 时间长；
煤粒尺寸(mm) 0.80 1.00 2.00 4.00 8.00 10.00
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燃尽时间(s) 280.14 362.90 810.92 1812.07 4049.21 5245.48
循环流化床
名词解释1、床料：流化床锅炉启动前，铺设在布风板上的一定厚度和一定粒度的固体颗粒，称作床料，也称点火底料。
床料一般由燃煤、灰渣、石灰石粉等组成，静止床料层厚度一般为350-600mm 。
2、物料：循环流化床锅炉运行中，在炉膛及循环系统（循环灰分离器、立管、送灰器等）内燃烧或载热的固体颗粒，称为物料。
它不仅包含床料成分，还包括新给入的燃料、脱硫剂、经循环灰分离器返送回来的颗粒以及燃料燃烧生成的灰渣等。
3、流化态：这种由于固体颗粒群与气体（或液体）接触时，固体颗粒转变成类似流体的状态称为流态化。
4、床层阻力特性：所谓流化床床层阻力特性，就是指流化气体通过料层的压降p ∆与按床截面计算的冷态流化速度u 0之间的关系，即所谓压降--流速特性曲线。
5、料层阻力：指燃烧空气通过布风板上的料层时的压力损失。
6、燃料筛分：燃料筛分是指燃料颗粒粒径大小的分布范围。
如果颗粒粒径粗细范围较大，即筛分较宽，就称作宽筛分；颗粒粒径粗细范围较小，就称作窄筛分。
循环流化床锅炉一般是宽筛分。
7、物料循环倍率：由循环灰分离器捕捉下来并返送回炉内的物料量（循环物料量）与新给入的燃料量之比，即B G R h=其中R--物料循环倍率；G h --循环物料量，即经循环灰分离器返送回炉内的物料量，kg/h ；B--新给入的燃料量或燃煤量，kg/h 。
用来反映物料循环的量化程度。
8、临界流化速度：将床料从固定床状态转变为流化状态（或鼓泡床状态）时，按布风板通流面积计算的空气流速称为临界流化速度u mf，即所谓的最小流化速度，它是流化床操作的最低气流速度，是描述循环流化床的基本参数之一。
9、燃料份额：指炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量占燃料总燃烧量的比例，一般可用燃料在各燃烧区域内所释放的热量占燃料总发热量的百分比表示。
循环流化床锅炉燃烧主要发生在密相区和稀相区，炉膛内这两个燃烧区域的燃烧份额之和接近于1.密相区燃烧份额是一个重要参数。
10、颗粒终端速度：固体颗粒在静止空气中作初速度为零的自由落体运动时，由于重力的作用，下降速度逐渐增大，速度越大，阻力也就越大。
第二章 循环流化床的基本理论
2020年4月2日
第二节 流态化及其典型形态
一、流态化
1. 流态化现象
固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的现象（气体和液体 作为流化介质）
2. 流态化
由于固体颗粒群与气体（或液体）接触时固体颗粒转变成类似流 体的状态
3、气固流态化
在流化床锅炉燃烧中，流化介质为气体，固体煤颗粒及其燃烧后 的灰渣被流化
➢ （2）腾涌（节涌 —— 发生腾涌时，床面以某种有规律的频率上升、破裂， 风压剧烈波动，燃烧不稳定，在床料断层下部易引起结焦
2020年4月2日
第三节 循环流化床的流体动力特性
循环流化床装置
下部颗粒密相区和上部上升段稀相区的循环流化床、气固物料分离装置、 固体物料回送装置等三个部分组成的闭路循环系统
六、夹带和扬析
3. 夹带、扬析的重要性
➢ 合理组织燃烧和传热 ➢ 保证足够的循环物料 ➢ 烟气中灰尘达到排放标准
4. 输送分离高度（TDH，Transport Disengaging Height）
➢ 粗颗粒ut> u0 →经过一定的分离高度后重新返回床层 ➢ 细颗粒ut< u0 →被夹带出床体 ➢ 自由空域内所有粗颗粒都能返回床层的最低高度（高度从床层界面算起）定
2020年4月2日
一、颗粒浓度分布
1. 各种流态化形态下的颗粒浓度分布
➢ （4）颗粒混返（固体物料内循环） • a. 小颗粒随气流上升，部分碰撞下落，总趋
势向上 • b. 大颗粒中心处上升，一定高度时在边壁处
下落 • c. 床层各截面上，颗粒平均速度沿轴向增大
直至趋于恒定（床层足够高） • d. 若R一定，平均颗粒速度随u0增大而增大；
2020年4月2日
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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2014-06-04
报告目录
报告核心要素......................................................................................................... I 一、主题简介........................................................................................................ 1 二、主题相关科研产出总体分析........................................................................ 1 2.1 文献总体产出统计 ................................................................................ 1 2.2 学术关注趋势分析 ................................................................................ 2 三、主题相关科技论文产出分析........................................................................ 2 3.1 中文期刊论文 ........................................................................................ 2 3.1.1 近十年中文期刊论文分布列表 ................................................. 2 3.1.2 中文期刊论文增长趋势 ............................................................. 3 3.1.3 发文较多期刊 ............................................................................. 4 3.1.4 发文较多的机构 ......................................................................... 4 3.1.5 发文较多的人物 ......................................................................... 5 3.1.6 核心期刊分布数量对比 ............................................................. 5 3.1.7 最近相关中文期刊论文 .............................................................. 6 3.1.8 被引较多的相关期刊论文 .......................................................... 7 3.2 学位论文 ................................................................................................ 8 3.2.1 近十年学位论文年代分布列表 ................................................. 8 3.2.2 学位论文增长趋势 ..................................................................... 9 3.2.3 硕博学位论文数量对比 ........................................................... 10 3.2.4 发文较多的机构 ....................................................................... 10 3.2.5 发文较多的人物 ....................................................................... 11 3.2.6 最近相关学位论文 ................................................................... 11 3.3 中文会议论文 ...................................................................................... 12 3.3.1 近十年中文会议论文年代分布列表 ....................................... 12 3.3.2 中文会议论文增长趋势 ........................................................... 13 3.3.3 中文会议论文主办单位分布 ................................................... 13 3.3.4 发文较多的机构 ....................................................................... 14 3.3.5 发文较多的人物 ........................................................................ 14 3.3.6 最近相关中文会议论文 ............................................................ 15 3.4 外文期刊论文 ...................................................................................... 16 3.4.1 近十年外文期刊论文年代分布列表 ....................................... 16 3.4.2 外文期刊论文增长趋势 ........................................................... 17 3.4.3 最近相关外文期刊论文 ........................................................... 17 3.5 外文会议论文....................................................................................... 20