第五章物料循环燃烧系统
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循环流化床锅炉物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统引言循环流化床锅炉是一种常见的锅炉类型，其物料循环燃烧系统被广泛应用于工业领域。
该系统的设计和优化对于提高能源利用效率、降低污染物排放以及减少能源消耗具有重要意义。
本文将介绍循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的基本原理、组成部分以及工作过程。
系统原理循环流化床锅炉物料循环燃烧系统基于循环流化床技术，其原理是将物料（如煤粉、燃气等）与气体（如空气、蒸汽等）混合进入锅炉炉膛，在一定的温度和压力条件下进行反应燃烧。
循环流化床通过气体的上升和物料的循环降低了燃烧过程中的温度梯度，提高了燃烧效率和热交换效率。
系统组成部分循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下组成部分组成：1.锅炉炉膛：用于燃烧物料的空间。
炉膛通常采用圆形或方形的结构，具有适当的尺寸和容量。
2.循环系统：包括循环器、循环气管和物料循环管。
循环系统中的循环器通过调节循环气流的速度和方向，控制物料在循环管中的循环速度和循环比例。
3.燃烧系统：包括燃料供给系统、燃烧室和燃烧控制系统。
燃料供给系统用于将燃料送入燃烧室，燃烧室通过控制燃烧过程中的气流和温度，实现物料的完全燃烧。
4.热交换系统：包括烟气余热回收器和空气预热器。
烟气余热回收器用于回收燃烧过程中产生的热能，提高能源利用效率。
空气预热器则通过预热进入锅炉的空气，降低了燃料的燃烧温度，减少了污染物的排放。
工作过程循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作过程可以分为以下几个步骤：1.物料供给：燃料经过处理后，通过燃料供给系统被输送到燃烧室中。
在物料供给的过程中，可以根据需要进行添加辅助燃料或调节燃料的供给量。
2.循环循环：在循环系统的控制下，物料和气体经过循环管进入循环器，形成循环流化床。
在循环过程中，物料在高温下发生燃烧反应，释放出热能。
3.燃烧反应：在循环流化床中，物料与气体发生燃烧反应。
燃料的燃烧过程可以分为物理燃烧和化学燃烧两个阶段，通过控制燃烧过程中的气流和温度，实现物料的完全燃烧。
循环流化床锅炉 第五章 物料循环燃烧系统
旋风分离器
工作原理 ： 烟气携带物料以一定的速度沿切线方向进入 分离器，在内部做旋转运动，固体颗粒在离心力 和重力的作用下被分离下来，落入料仓或立管， 经飞灰回送装置返回炉膛，分离出颗粒后由分离 器口部进入尾部烟道。
高温旋风分离器 结构：
特点： 1.分离效率高 2.体积庞大
改进型旋风分离器
Intrex——整体化循环物料环热 床（Integrated Recycle Heat Exchange bed) 水（汽）冷旋风分离器
FW型无外置换热器的循环流化床锅炉典型布置示意图
FW型再热循环流化床锅炉典型布置示意图
1—风室；2—返料阀；3—物料分离器； 返料阀； 5—高温过热器； 6—省煤器
小孔风帽
导向风帽
S风帽
风帽
T形风帽
钟罩式风帽
第二节 点火装置
点火过程
一、点火过程
(1)床料加热
固定床点火 流化床点火
(2)试投燃料
间歇给煤
(3)过渡到正常运行
二、点火燃烧器
1.床上点火燃烧器 2.床下点火燃烧器
向下倾斜的启动油燃烧器
加热上表面
床下燃烧器
床下烟气发生器布置
HG点火装置
采用“床上 + 床下” 点火的联合启动方 式。 床下启动燃烧器两 只，床上距布风板 约 3 米处 共布置 4 只 油枪（两侧墙各2 只）。
集控1122 A组
第一节 炉膛及布风装置
物料循环燃烧系统燃烧室
锅炉物料循环燃烧系统包括 布风装置、燃烧室、气固分离器、回料装置、点火装置的设备 组成 。 燃烧室、分离器、 回料装置 构成循环硫化床锅炉的颗粒 循环主回路。
燃烧室横截面呈长方形宽深度之比约为2，一般范围在1.7~2.2的范围内。 有以下有点 1.有利于给煤和石灰石的均匀扩散。 2.易于保证二次风的穿透。 3.增大水冷壁受热面的的布置面积。
冉景煜版 工程燃烧学--第 05 章
二、谢苗诺夫热自燃理论
要实现稳定的热着火，需满足两个热力条件：
①
系统处于热平衡状态，即放热量Q1等于散热量Q2； 放热量随系统温度的变化率大于散热量的变化率，即
②
dQ1/dT≥dQ2/dT，表示放热曲线在散热曲线上方。
19
重庆大学能源与环境研究所
Institute of Energy & Environment, Chongqing University
化学反应速度实现自动加速，最终形成火焰。
9
重庆大学能源与环境研究所
Institute of Energy & Environment, Chongqing University
二、着火方式
两类着火方式：自燃着火和强迫着火。
1、自燃着火（热自燃）
自燃着火是可燃物在不需要施加外界能量的条件下而
自动着火的现象。
物质的反应特性）或边界条件（系统的散热或物质的交换
情况）之下，由于化学反应的剧烈加速，使反应系统在某 个瞬间或空间的某部分达到高温反应状态（即燃烧状态）， 那么，实现这个过渡的初始条件或边界条件就称为“着火 条件”。
着火条件不是一个简单的初温条件，而是化学动力参数和
流体力学参数的综合函数。
17
重庆大学能源与环境研究所
2、链式着火
机理：由于某种原因，可燃混合物中存在活化中心，活化中 心产生速率大于销毁速率时，在分支链式反应的作用下，
导致化学反应不断加速，最终实现着火的现象称为链式着
火。
例如H2和O2的化合反应，它满足了分支链式反应的条件， 只要反应一旦开始它就会着火，如果满足一定的浓度条件， 还会发生爆炸。
第五章 物料循环燃烧系统(分离器和回料阀)
共同构成了循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
本节课重点讲述
• 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
• 回料阀
• 结构、原理与运行
第三节 物料分离器
重点掌握
• 1.作用 • 2.分类 • 3.结构、原理 • 4.影响分离效率的因素分析
1.作用
• 把从炉膛飞出的固体 颗粒从烟气中分离出 来
罗茨风机工作原理
4）实例：HG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
U型阀结构(三维动画)
U型阀结构(三维动画)
U型阀布风板结构(三维动画)
回料阀工作原理(录象)
回料阀内部
课堂总结
• 本节主要内容:
–绝热式 –水（汽）冷式
2.分类
• 通常是以上分类的组合
–离心式高温绝热分离器 –高温水（汽）冷分离器 –中温组合式分离器
3.结构、原理
按分离原理分类法讲解： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器
其中，（1）为重点
（1）离心式分离器
• 高温旋风分离器 • 汽冷（水冷）分离器 • 方型分离器
百叶窗+低温旋
风 分
风分离器
离
器
小结：分离器部分
按分离机理分别讲解了： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器
各自都有优缺点，应根据具体情况选用
第四节 固体物料回送装置
重点掌握
• 1.物料循环回路的压力平衡关系 • 2.回料阀的结构、原理 • 3.自平衡回料原理
燃烧系统简介资料课件
评估
根据测试结果，对燃烧系统进行评估，确认其是否达到设计目标。同时，根据实际运行情况，对设计 方案进行优化和改进。
感谢您的观看
THANKS
07
案例分析：某型燃气轮机 的燃烧系统设计
设计背景与目标
背景
随着能源结构的转变，燃气轮机在能源领域的应用越来越广泛，而燃烧系统是燃气轮机的核心组成部分。
目标
设计一款高效、稳定、环保的燃烧系统，以满足燃气轮机的运行需求，同时实现低排放、低噪音和低能耗的目标 。
设计方案与特点
特点
混合器设计：采用先进的混合器 设计，实现空气和燃料的均匀混 合，提高燃烧效率。
新能源对燃烧系统的挑战与机遇
新能源的发展
随着新能源技术的进步，如太阳能、风能等，传统燃烧系统的应用受到限制，面临挑战。
新型燃烧系统的研发
为适应新能源的发展，科研人员正致力于研发新型的燃烧系统，如太阳能集热系统、燃料 电池等。
燃烧系统在新能源领域的应用
在新能源领域，燃烧系统的应用将更加广泛，如用于太阳能热发电、生物质能发电等。
过程的稳定性。
热量传递
02
燃烧室设计应确保热量能够有效地传递到周围的介质中，以实
现热能的利用。
耐高温材料
03
由于燃烧过程产生高温，因此燃烧室材料需要能够承受高温的
考验。
供风系统
风机
供风系统包括风机，用于向燃烧室提供足够的空 气。
风道设计
风道的形状和大小会影响空气流动的稳定性，进 而影响燃烧过程的稳定性。
04
燃烧系统的设计与优化
燃烧系统设计的原则与方法
安全性原则
燃烧系统设计应确保在各种运行工况下的安 全性，避免出现爆燃、回火等危险情况。
根据测试结果，对燃烧系统进行评估，确认其是否达到设计目标。同时，根据实际运行情况，对设计 方案进行优化和改进。
感谢您的观看
THANKS
07
案例分析：某型燃气轮机 的燃烧系统设计
设计背景与目标
背景
随着能源结构的转变，燃气轮机在能源领域的应用越来越广泛，而燃烧系统是燃气轮机的核心组成部分。
目标
设计一款高效、稳定、环保的燃烧系统，以满足燃气轮机的运行需求，同时实现低排放、低噪音和低能耗的目标 。
设计方案与特点
特点
混合器设计：采用先进的混合器 设计，实现空气和燃料的均匀混 合，提高燃烧效率。
新能源对燃烧系统的挑战与机遇
新能源的发展
随着新能源技术的进步，如太阳能、风能等，传统燃烧系统的应用受到限制，面临挑战。
新型燃烧系统的研发
为适应新能源的发展，科研人员正致力于研发新型的燃烧系统，如太阳能集热系统、燃料 电池等。
燃烧系统在新能源领域的应用
在新能源领域，燃烧系统的应用将更加广泛，如用于太阳能热发电、生物质能发电等。
过程的稳定性。
热量传递
02
燃烧室设计应确保热量能够有效地传递到周围的介质中，以实
现热能的利用。
耐高温材料
03
由于燃烧过程产生高温，因此燃烧室材料需要能够承受高温的
考验。
供风系统
风机
供风系统包括风机，用于向燃烧室提供足够的空 气。
风道设计
风道的形状和大小会影响空气流动的稳定性，进 而影响燃烧过程的稳定性。
04
燃烧系统的设计与优化
燃烧系统设计的原则与方法
安全性原则
燃烧系统设计应确保在各种运行工况下的安 全性，避免出现爆燃、回火等危险情况。
循环流化床锅炉设备及运行物料循环燃烧系统
第四节 固体物料回送装置
重点掌握
• 1.物料循环回路的压力平衡关系 • 2.回料阀的结构、原理 • 3.自平衡回料原理
1.物料循环回路的压力平衡关系
思考：
物料怎样实现 从压力低的分 离器流向压力 高的炉膛？
P=0
P<0
P>0 P>0 循环回路压力关系
哪种方案可行？
1：直接回料
2：密封阀回料
“阀”的概念——回料
1.作用
• 把从炉膛飞出的固体 颗粒从烟气中分离出 来
• 实现了燃料循环燃烧，提 高了燃烧效率
• 实现了脱硫剂循环利用， 节约了脱硫剂用量
• 保留足量的固体颗粒，顺 利完成传热
2.分类
• （1）按分离原理分类
–离心分离 –惯性分离 –组合分离
• （2）按进口温度分类
–高温分离 –中温分离 –低温分离
• 结构、原理与运行
• 重点要掌握:
1. 影响分离效率的因素； 2. 自平衡回料阀的“自平衡”原理。
课后思考题
• 1. 物料为什么能从分离器下部的 低压端流向炉膛的高压端？
• 2. 影响旋风分离器分离效率的因 素有哪些？
• 3. 高温绝热型、水（汽）冷型、 方型分离器各有什么优缺点？
• 4. 锅炉运行时，U型阀的风量要 经常调整吗？为什么？
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度 • 中心筒插入高度
高温绝热旋风分离器
• 优缺点 • 优点
– 结构简单 – 分离效率高
• 缺点
– 热惯性大，启动时间长 – 易结焦 – 体积庞大，布置困难
为克服上述缺点，冷却型高温旋风 分离器诞生了。
汽(水)冷分离器
• 结构特点
– 汽冷（水冷）
物料循环燃烧系统及设备
（二）. 炉膛形状
1. 等截面变风速设计：低负荷时流化质量差，适宜低 循环倍率（密相区接近鼓泡床）
2. 变截面等风速设计：低负荷时流化质量好（扩张比 例与一二次风比例相适应）
3. “裤衩腿”炉膛：解决锅炉大型化带来的二次风穿透问题
炉膛高度h：细颗粒燃尽（＜100μm，3～5秒） 炉膛深度b：二次风穿透 炉膛宽度a：布风均匀与尾部烟道流量均匀
• 1. 均匀、密集地分配气流（避免布风板上面局部形成死区）； • 2. 气流具有较大动能（布风板上的物料与空气产生强烈扰动和混合）
；
• 3. 阻力合理（布风板阻力应为床层阻力的25%—30%才可维持床层稳
定运行，床层阻力=布风板阻力+料层阻力）
• 4. 结构合理（防止锅炉运行或压火时床料由床内漏入风室） • 5. 足够的强度和刚度（支承本身和床料的重量，锅炉压火时能防止布
风板受热变形，检修清理方便）。
• （二）布风装置的组成
• 1. 等压水冷风室（风箱） • 2. 水冷布风板 • 3. 风帽
图4-6
图4-7
防止漏床料 方便排大渣
钟罩式风帽：
• 物料不会漏进风室； • 罩体上孔径大（
22.5mm）使其不易 被颗粒堵塞．
三、炉膛
（一）. 炉膛结构 膜式水冷壁、下部敷设耐磨耐火材料
容积式风机如：罗茨风机
打气筒
罗茨风机
罗茨风机工作原理
回料阀内部
(三). 立管(料腿)
1. 高度: 压力平衡 2. 直径: 流动通畅
五．点火装置
1. 床上点火燃烧器
加热上表面
向下倾斜的启动油燃烧器
2.床下点火燃烧器
床下燃烧器
进风分为两部分，其中一部 分用作燃烧空气，而另一部 分则用作烟气温度的调节和 预燃室本身的冷却。
CFB锅炉物料循环系统
两侧给料机偏差过大
• 两侧给料机偏差大，回料量偏大的一方容易在外界因素 下导致回料不畅，形成堵塞。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿故障恢复处理措施
停故障测冷渣器，加大正常测冷渣器
床
加大石灰石、飞灰给料量
压
投入渣返料系统确保炉膛压力稳定
床
合理调整符合控制给料量，确保床温正常
温
必要时投入管燃器以维持床温
• ③人员操作不当，锅炉启动过快；停炉时野蛮检 修，强制降温，急剧冷却，造成浇注料膨胀收缩 不均而脱落。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿常见问题及分析
返料风量控制不当，返料腿工作不正常
• ①锅炉启动初期或者锅炉负荷大幅下降，返料 风过大，燃烧室烟气反窜进入分离器，返料系统 的正常循环被破坏。
• ②风帽磨损严重，顶被磨掉，风向上直行，破坏 了正常的流化工况。
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿 物料循环回路
中炉膛压力高于返 料腿内压力，如何 实现从低压力的分 离器流向高压力的 炉膛？
物料循环回路的压力平衡关系
CFB锅炉物料循环系统
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿
回 料 原 理
CFB锅炉物料循环系统
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿
• 5.锅炉长期低负荷运行，低负荷返料量少，流速低，床压高，返料阻力增大， 加剧低温粘结速度，容易造成返料腿挂壁粘结。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿常见问题及分析
浇注料脱落堵塞返料腿
• ①浇注料脱落的主要原因有施工工艺不良，烘 炉保养差，脱落的浇注料进入到料腿而形成堵塞。
• ②锅炉使用煤质差，烟气中飞灰含量大，以及风 量调整不匹配，造成浇注料冲刷磨损严重而脱落， 进入到返料系统，形成堵塞。
• 两侧给料机偏差大，回料量偏大的一方容易在外界因素 下导致回料不畅，形成堵塞。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿故障恢复处理措施
停故障测冷渣器，加大正常测冷渣器
床
加大石灰石、飞灰给料量
压
投入渣返料系统确保炉膛压力稳定
床
合理调整符合控制给料量，确保床温正常
温
必要时投入管燃器以维持床温
• ③人员操作不当，锅炉启动过快；停炉时野蛮检 修，强制降温，急剧冷却，造成浇注料膨胀收缩 不均而脱落。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿常见问题及分析
返料风量控制不当，返料腿工作不正常
• ①锅炉启动初期或者锅炉负荷大幅下降，返料 风过大，燃烧室烟气反窜进入分离器，返料系统 的正常循环被破坏。
• ②风帽磨损严重，顶被磨掉，风向上直行，破坏 了正常的流化工况。
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿 物料循环回路
中炉膛压力高于返 料腿内压力，如何 实现从低压力的分 离器流向高压力的 炉膛？
物料循环回路的压力平衡关系
CFB锅炉物料循环系统
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿
回 料 原 理
CFB锅炉物料循环系统
CFB物料分离回送装置结构以及原理——返料腿
• 5.锅炉长期低负荷运行，低负荷返料量少，流速低，床压高，返料阻力增大， 加剧低温粘结速度，容易造成返料腿挂壁粘结。
CFB锅炉物料循环系统
CFB返料腿常见问题及分析
浇注料脱落堵塞返料腿
• ①浇注料脱落的主要原因有施工工艺不良，烘 炉保养差，脱落的浇注料进入到料腿而形成堵塞。
• ②锅炉使用煤质差，烟气中飞灰含量大，以及风 量调整不匹配，造成浇注料冲刷磨损严重而脱落， 进入到返料系统，形成堵塞。
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第五章物料循环燃烧系统
1.作用
• 实现了燃料循环燃烧，提 高了燃烧效率
• 实现了脱硫剂循环利用， 节约了脱硫剂用量
• 保留足量的固体颗粒，顺 利完成传热
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （1）按分离原理分类
–离心分离 –惯性分离 –组合分离
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （2）按进口温度分类
• 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
第五章物料循环燃烧系统
U
(
型 阀 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
U
(
型 阀 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
U
(
型 阀 布 风 板 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
回料阀工作原理(录第象五章)物料循环燃烧系统
• 2. 影响旋风分离器分离效率的因 素有哪些？
• 3. 高温绝热型、水（汽）冷型、 方型分离器各有什么优缺点？
• 4. 锅炉运行时，U型阀的风量要 经常调整吗？为什么？
第五章物料循环燃烧系统
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/11
第五章物料循环燃烧系统
第五章物料循环燃烧系统
（1）离心式分离器
• 高温旋风分离器 • 汽冷（水冷）分离器 • 方型分离器
第五章物料循环燃烧系统
高温旋风分离器
• 组成及结构特点
– 进口段 – 圆筒体 – 锥体 – 中心筒
高温绝热旋风分离器 第五章物料循环燃烧系统
旋风分离器的结构第五章物料循环燃烧系统
高温绝热式旋风分离器的筒体结构
第五章物料循环燃烧系统
1.物料循环回路的压力平衡关系
思考：
物料怎样实现 从压力低的分 离器流向压力 高的炉膛？
P=0
P<0
P>0
P>0
循环回路压力关系
第五章物料循环燃烧系统
哪种方案可行？
1：直接回料
2：密封阀回料
第五章物料循环燃烧系统
“阀”的概念——回料
阀
• 物料回送机构
– 控制流量 – 可开可关
• 外径：8084mm • 内径：7360mm • 进口：下倾10°
第五章物料循环燃烧系统
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
• 中心筒偏置 • 中心筒呈倒锥形 • 进口外缘加帽檐
第五章物料循环燃烧系统
HG-440t/hCFBB旋风分第离五章器物料循环燃烧系统
• 优缺点 • 优点
– 结构简单 – 分离效率高
为克服水（汽）冷型旋风分离器制造 工艺复杂缺点，方形分离器诞生了。
第五章物料循环燃烧系统
方型分离器
• 结构特点
– 方形
• 优缺点 • 优点
– 不易结焦 – 制造工艺简
单，成本低
• 缺点
– 分离效率
炉膛
炉膛
方
形 分 普通旋风分离器
离 第五章物料器循环燃烧系统
方形分离器的改进
带加速段
切角
第五章物料循环燃烧系统
ΔP2 ΔP1
小流量
第大五章流物量料循环燃烧系统
小循环量
大循环量
第五章物料循环燃烧系统
容积式风机提供返料风
• 返料风的要求：
– 小流量 – 流量基本不随压头变化
容积式风机 如：罗茨风机
打气筒
罗茨风第机五章物料循环燃烧系统
罗茨风机工作原理
第五章物料循环燃烧系统
4）实例：HG回料阀
• 回料阀为U型阀，并采 用了分叉管技术。
• 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
• 回料阀
• 结构、原理与运行
第五章物料循环燃烧系统
第三节 物料分离器
第五章物料循环燃烧系统
重点掌握
• 1.作用 • 2.分类 • 3.结构、原理 • 4.影响分离效率的因素分析
第五章物料循环燃烧系统
1.作用
• 把从炉膛飞出的固体 颗粒从烟气中分离出 来
• 缺点
– 热惯性大，启动时间长 – 易结焦 – 体积庞大，布置困难
第五章物料循环燃烧系统
为克服上述缺点，冷却型高温旋风 分离器诞生了。
第五章物料循环燃烧系统
汽(水)冷分离器
• 结构特点
– 汽冷（水冷）
• 优缺点 • 优点
– 热惯性小，启动时间短 – 不易结焦
• 缺点
– 制造工艺复杂，昂贵
第五章蒸物料汽循冷环燃却烧的系统旋风分离器
第五章物料循环燃烧系统
回料阀内部
第五章物料循环燃烧系统
课堂总结
• 本节主要内容:
1. 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
2. 回料阀
• 结构、原理与运行
• 重点要掌握:
1. 影响分离效率的因素； 2. 自平衡回料阀的“自平衡”原理。
第五章物料循环燃烧系统
课后思考题
• 1. 物料为什么能从分离器下部的 低压端流向炉膛的高压端？Leabharlann 小结：三代分离器（离心式）
返回
第五章物料循环燃烧系统
（2）惯性分离
惯性分离原理示意图
第五章物料循环燃烧系统
实例：百叶窗分离器
第五章物料循环燃烧系统
带惯性分离器 的CFBB
返回
第五章物料循环燃烧系统
（3）组合分离
• 实例一：
惯性分离+ 离心分离
第五章物料循环燃烧系统
（3）组合分离 百叶窗
• 实例二：
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃2烧）系统
旋风分离器的工作原理第（五章物演料循示环燃烧3系）统
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃4烧）系统
影响分离效率的因素
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度
高温绝热旋风分离器 第五章物料循环燃烧系统
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
“阀”的概念
– 防止烟气反窜
物料回送机构——回料阀 非机械阀
第五章物料循环燃烧系统
2. U型阀的结构、原理
第五章物料循环燃烧系统
U型阀
第五章物料循环燃烧系统
1）工作原理
U型回料阀
水管
第五章物料循环燃烧系统
2）工作过程
第五章物料循环燃烧系统
3）自平衡回料原理
• U型阀又称“自平衡阀”，自平衡回料是怎么实 现的呢？
第五章物料循环燃烧系 统
2020/12/11
第五章物料循环燃烧系统
第5讲 物料循环燃烧系统
第三节 气固分离器 第四节 固体物料回送装置
第五章物料循环燃烧系统
第五章物料循环燃烧系统
上节课内容回顾：
炉膛
• 又称为燃烧室 • 燃料：一进二出 • 空气：二进一出
第五章物料循环燃烧系统
引入：
•
炉膛是：
• 物料循环系统的组 成部分
• 称为固体物料的提 升段
第五章物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
第五章物料循环燃烧系统
共同构成了循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
第五章物料循环燃烧系统
本节课重点讲述
低
温
旋
百叶窗+低温旋
风 分
风分离器
离
器
第五章物料循环燃烧系统
小结：分离器部分
按分离机理分别讲解了： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器
各自都有优缺点，应根据具体情况选用
第五章物料循环燃烧系统
第四节 固体物料回送装置
第五章物料循环燃烧系统
重点掌握
• 1.物料循环回路的压力平衡关系 • 2.回料阀的结构、原理 • 3.自平衡回料原理
–高温分离 –中温分离 –低温分离
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （3）按是否冷却分类
–绝热式 –水（汽）冷式
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• 通常是以上分类的组合
–离心式高温绝热分离器 –高温水（汽）冷分离器 –中温组合式分离器
第五章物料循环燃烧系统
3.结构、原理
按分离原理分类法讲解： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器 其中，（1）为重点
第五章物料循环燃烧系统
旋
风
分
离 器 内
表面为耐磨 耐火材料层
部
（
入
口
）
第五章物料循环燃烧系统
工作原理
• 基本原理：离心分离 • 高速旋转运动,密度大
的颗粒被甩到筒壁面, 实现了与密度小的气 体的分离
旋风分离器的 旋流示意图 第五章物料循环燃烧系统
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃1烧）系统
1.作用
• 实现了燃料循环燃烧，提 高了燃烧效率
• 实现了脱硫剂循环利用， 节约了脱硫剂用量
• 保留足量的固体颗粒，顺 利完成传热
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （1）按分离原理分类
–离心分离 –惯性分离 –组合分离
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （2）按进口温度分类
• 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
第五章物料循环燃烧系统
U
(
型 阀 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
U
(
型 阀 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
U
(
型 阀 布 风 板 结 构 三 维 动 画
第五章物料循环燃烧系统
)
回料阀工作原理(录第象五章)物料循环燃烧系统
• 2. 影响旋风分离器分离效率的因 素有哪些？
• 3. 高温绝热型、水（汽）冷型、 方型分离器各有什么优缺点？
• 4. 锅炉运行时，U型阀的风量要 经常调整吗？为什么？
第五章物料循环燃烧系统
3rew
演讲完毕，谢谢听讲!
再见，see you again
2020/12/11
第五章物料循环燃烧系统
第五章物料循环燃烧系统
（1）离心式分离器
• 高温旋风分离器 • 汽冷（水冷）分离器 • 方型分离器
第五章物料循环燃烧系统
高温旋风分离器
• 组成及结构特点
– 进口段 – 圆筒体 – 锥体 – 中心筒
高温绝热旋风分离器 第五章物料循环燃烧系统
旋风分离器的结构第五章物料循环燃烧系统
高温绝热式旋风分离器的筒体结构
第五章物料循环燃烧系统
1.物料循环回路的压力平衡关系
思考：
物料怎样实现 从压力低的分 离器流向压力 高的炉膛？
P=0
P<0
P>0
P>0
循环回路压力关系
第五章物料循环燃烧系统
哪种方案可行？
1：直接回料
2：密封阀回料
第五章物料循环燃烧系统
“阀”的概念——回料
阀
• 物料回送机构
– 控制流量 – 可开可关
• 外径：8084mm • 内径：7360mm • 进口：下倾10°
第五章物料循环燃烧系统
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
• 中心筒偏置 • 中心筒呈倒锥形 • 进口外缘加帽檐
第五章物料循环燃烧系统
HG-440t/hCFBB旋风分第离五章器物料循环燃烧系统
• 优缺点 • 优点
– 结构简单 – 分离效率高
为克服水（汽）冷型旋风分离器制造 工艺复杂缺点，方形分离器诞生了。
第五章物料循环燃烧系统
方型分离器
• 结构特点
– 方形
• 优缺点 • 优点
– 不易结焦 – 制造工艺简
单，成本低
• 缺点
– 分离效率
炉膛
炉膛
方
形 分 普通旋风分离器
离 第五章物料器循环燃烧系统
方形分离器的改进
带加速段
切角
第五章物料循环燃烧系统
ΔP2 ΔP1
小流量
第大五章流物量料循环燃烧系统
小循环量
大循环量
第五章物料循环燃烧系统
容积式风机提供返料风
• 返料风的要求：
– 小流量 – 流量基本不随压头变化
容积式风机 如：罗茨风机
打气筒
罗茨风第机五章物料循环燃烧系统
罗茨风机工作原理
第五章物料循环燃烧系统
4）实例：HG回料阀
• 回料阀为U型阀，并采 用了分叉管技术。
• 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
• 回料阀
• 结构、原理与运行
第五章物料循环燃烧系统
第三节 物料分离器
第五章物料循环燃烧系统
重点掌握
• 1.作用 • 2.分类 • 3.结构、原理 • 4.影响分离效率的因素分析
第五章物料循环燃烧系统
1.作用
• 把从炉膛飞出的固体 颗粒从烟气中分离出 来
• 缺点
– 热惯性大，启动时间长 – 易结焦 – 体积庞大，布置困难
第五章物料循环燃烧系统
为克服上述缺点，冷却型高温旋风 分离器诞生了。
第五章物料循环燃烧系统
汽(水)冷分离器
• 结构特点
– 汽冷（水冷）
• 优缺点 • 优点
– 热惯性小，启动时间短 – 不易结焦
• 缺点
– 制造工艺复杂，昂贵
第五章蒸物料汽循冷环燃却烧的系统旋风分离器
第五章物料循环燃烧系统
回料阀内部
第五章物料循环燃烧系统
课堂总结
• 本节主要内容:
1. 分离器
• 结构、原理与影响分离效率的因素
2. 回料阀
• 结构、原理与运行
• 重点要掌握:
1. 影响分离效率的因素； 2. 自平衡回料阀的“自平衡”原理。
第五章物料循环燃烧系统
课后思考题
• 1. 物料为什么能从分离器下部的 低压端流向炉膛的高压端？Leabharlann 小结：三代分离器（离心式）
返回
第五章物料循环燃烧系统
（2）惯性分离
惯性分离原理示意图
第五章物料循环燃烧系统
实例：百叶窗分离器
第五章物料循环燃烧系统
带惯性分离器 的CFBB
返回
第五章物料循环燃烧系统
（3）组合分离
• 实例一：
惯性分离+ 离心分离
第五章物料循环燃烧系统
（3）组合分离 百叶窗
• 实例二：
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃2烧）系统
旋风分离器的工作原理第（五章物演料循示环燃烧3系）统
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃4烧）系统
影响分离效率的因素
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度
高温绝热旋风分离器 第五章物料循环燃烧系统
实例： HG-440t/hCFBB旋风分离器
“阀”的概念
– 防止烟气反窜
物料回送机构——回料阀 非机械阀
第五章物料循环燃烧系统
2. U型阀的结构、原理
第五章物料循环燃烧系统
U型阀
第五章物料循环燃烧系统
1）工作原理
U型回料阀
水管
第五章物料循环燃烧系统
2）工作过程
第五章物料循环燃烧系统
3）自平衡回料原理
• U型阀又称“自平衡阀”，自平衡回料是怎么实 现的呢？
第五章物料循环燃烧系 统
2020/12/11
第五章物料循环燃烧系统
第5讲 物料循环燃烧系统
第三节 气固分离器 第四节 固体物料回送装置
第五章物料循环燃烧系统
第五章物料循环燃烧系统
上节课内容回顾：
炉膛
• 又称为燃烧室 • 燃料：一进二出 • 空气：二进一出
第五章物料循环燃烧系统
引入：
•
炉膛是：
• 物料循环系统的组 成部分
• 称为固体物料的提 升段
第五章物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
第五章物料循环燃烧系统
共同构成了循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
GotoLast
第五章物料循环燃烧系统
本节课重点讲述
低
温
旋
百叶窗+低温旋
风 分
风分离器
离
器
第五章物料循环燃烧系统
小结：分离器部分
按分离机理分别讲解了： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器
各自都有优缺点，应根据具体情况选用
第五章物料循环燃烧系统
第四节 固体物料回送装置
第五章物料循环燃烧系统
重点掌握
• 1.物料循环回路的压力平衡关系 • 2.回料阀的结构、原理 • 3.自平衡回料原理
–高温分离 –中温分离 –低温分离
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• （3）按是否冷却分类
–绝热式 –水（汽）冷式
第五章物料循环燃烧系统
2.分类
• 通常是以上分类的组合
–离心式高温绝热分离器 –高温水（汽）冷分离器 –中温组合式分离器
第五章物料循环燃烧系统
3.结构、原理
按分离原理分类法讲解： （1）离心式分离器 （2）惯性分离器 （3）组合式分离器 其中，（1）为重点
第五章物料循环燃烧系统
旋
风
分
离 器 内
表面为耐磨 耐火材料层
部
（
入
口
）
第五章物料循环燃烧系统
工作原理
• 基本原理：离心分离 • 高速旋转运动,密度大
的颗粒被甩到筒壁面, 实现了与密度小的气 体的分离
旋风分离器的 旋流示意图 第五章物料循环燃烧系统
旋风分离器的工作原理（第五演章物料示循环燃1烧）系统