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。
循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉工作原理循环流化床（CFB）锅炉是八十年代发展起来的高效率、低污染和良好综合利用的燃煤技术，由于它在煤种适应性和变负荷能力以及污染物排放上具有的独特优势，使其得到迅速发展。
2.1燃烧机理循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，是介于煤粉炉悬浮燃烧和链条炉固定燃烧之间的燃烧方式，即通常所讲的半悬浮燃烧方式。
在循环流化床锅炉中,存有大量床料,首次启动时人为添加床料,在锅炉运行时床料主要由煤中的灰、未反应的石灰石、石灰石脱硫反应产物等构成。
床料在从布风板下送入的一次风的作用下处于流化状态，煤粒、床料及石灰石被烟气夹带在炉膛内向上运动，在炉膛的不同高度部分大颗粒将沿着炉膛边壁下落，形成物料的内循环；较小固体颗粒被烟气夹带进入分离器，进行分离，绝大多数颗粒被分离下来，一部分通过回料阀直接返回炉膛，另一部分通过外置式换热器后返回炉膛，形成物料的外循环；飞灰随烟气进入尾部烟道。
通过炉膛的内循环和炉外的外循环，从而实现燃料不断的往复循环燃烧。
循环流化床根据物料浓度的不同将炉膛分为密相区、过渡区和稀相区三部分，密相区中固体颗粒浓度较大，具有很大的热容量，因此在给煤进入密相区后，可以顺利实现着火；与密相区相比，稀相区的物料浓度很小，稀相区是燃料的燃烧、燃尽段，同时完成炉内气固两相介质与蒸发受热面的换热，以保证锅炉的出力及炉内温度的控制。
循环流化床锅炉烘炉流程为了使炉墙中的水分在锅炉投入运行前烘干，须在完成所有安装工作之后进行烘炉。
9.1.烘炉前的准备工作：9.1.1.检查炉膛内部、烟气流经部分，风道、烟道是否清理干净，然后关闭各检查f门；9.1.2.检查锅炉给水水源的可靠性，要使用软水；9.1.3.检查给水管系、排污管等是否装置妥当及流畅；9.1.4.烘炉前至少应安装好下列仪表：9.1.4.1.汽包压力表；9.1.4.2.水位计；9.1.4.3.流化床炉膛热电偶温度计；9.1.4.4.给水温度计。
9.1.5.关闭炉墙的门孔，打开汽包上的空气阀。
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。
循环流化床锅炉原理
五、给煤
• 给煤经过机械或气力输煤的方式送 入燃烧室，脱硫用的石灰石颗粒经 过单独的给料管采用气力输送的方 式或与给煤一起送入炉内，燃烧形 成的灰渣经过布风板上或炉壁上的 排渣口排处炉外。
谢谢欣赏！
典型的CFB锅炉系统
稀相
区 CFBB 炉膛
高温旋风分离 料腿
煤石 灰 石
二次风
密相区
一次风 室
U型阀返料装置 一次风
过热器 过热器 省煤器 省煤器 空预器 空预器
尾部 受热面
烟囱
除尘器 引风机
一次风机 二次风机
一次风
二次风
三、循环流化床优缺点
• 优点；高效、低污染清洁燃烧技术。具有 燃烧效率高、给煤点少。煤种适应性广<优 质，劣质煤。>、烟气中有害气体排放浓度 低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用。 启动，停炉，结焦处理时间较短，长时间 压火之后可直接启动。
U形回料器
• 作用：回料器是确保旋风分离器分离效果的重要 部件，它的基本任务是将分离器分离出来的高温 固体颗粒稳定地输送回压力较高的燃烧室内，并 以一定的料位压差形成灰墙，确保气体反窜进入 分离器的量最小，保证大量的固体颗粒经过分离 器和回料器再进入炉膛的良性稳定的物料流动， 是循环流化床锅炉正常运行的一个重要保证。
旋风分离器的组成：分离器进口烟道；旋风筒；中心 筒；锥体；分离器出口烟道。
旋风分离器
3、返料装置
返料装置的作用是将分离器收集下来的物料送回流 化床循环燃烧，并保证流化床内的高温烟气不经 过返料装置短路流入分离器。返料装置既是一个 物料回送器，也是一个锁气器，如果这两个作用 失常，物料的循环燃烧过程建立不起来，锅炉的 燃烧效率将大大降低，燃烧室内的燃烧工况变差， 锅炉将达不到设计蒸发量。
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。
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。
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图3-1
31
图3-14
A
给料机
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A
给料方式
图3-16 给料方式 （a）正压给料； （b）负压给料
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A
物料循环系统
主要包括物料分离器、立管和回料阀三部 分
（1）圆形炉膛；
（2）方形炉膛，方形炉膛又分为正方形和长 方形两种；
（3）下圆上方形炉膛。
16
A
燃烧室结构形式
图1-汽包；2-水冷壁；3-过热物料返回管
A
燃烧室结构形式
（a）炉膛
（b）裤衩腿
（c）有开口的分隔墙
（d）主、副床
（e）有埋管的差速床
25
A
风帽的结构
26
A
点火方式与点火装置
循环流化床点火，就是通过外部热源使最 初加入床层上的物料温度提高到煤着火所 需的最低水平上，从而使投入的煤迅速着 火，并自保持床层温度在煤自身着火的水 平上，实现锅炉正常稳定运行。
点火方式：流态化点火 床上点火
床下点火
固定床点火 ：床上点火
讲义 返回
27
返回
18
A
布风装置的结构、作用和种类
流化床布风装置主要由布风板、风室和冷渣管组 成。布风装置的主要作用有：
（1）支承床料；
（2）使空气均匀地分布在整个炉膛的横截面上，并 提供足够的动压头，使床料和物料均匀地流化， 避免勾流、腾涌、气泡尺寸过大、流化死区等不 良现象的出现。
（3）那些已基本烧透、流化性能差、有在布风板 上沉积倾向的大颗粒及时排出，避免流化分层， 保证正常流化状态不被破坏，维持安全生产。
循环流化床炉内热交换
炉内传热主要通过物料对受热面的固体对流和固体、 气体辐射换热实现的。
10
A
主要污染物排放控制
流化床燃烧对SO2的排放控制
脱硫的基本工作过程：给煤中的硫份在炉膛内反应生成 SO2及其它的一些硫化物；同时一定粒度分布的石灰石被 给入炉膛，这些石灰石被迅速加热，并发生燃烧反应，产 生多孔疏松的CaO。SO2扩散到CaO的表面和内孔，在有 氧参与的情况下， CaO 吸收SO2并生成CaSO4。
循环流化床锅炉
1
A
循环流化床燃烧的优缺点
一、循环流化床锅炉的优点
（1）对燃料的适应性特别好 （2）燃烧效率高 （3）炉内传热能力强 （4）脱硫效率高 （5）NOX排放量低 （6）负荷变化范围大，调节特性好 （7）给煤点数量少
（8）无埋管磨损
2
A
循环硫化炉示意图
3
A
循环流化床锅炉核心部分
4
A
发展流化床燃烧的 意义与结论
A
点火方式与点火装置
图3-10 烟气发生器点火装置
1-蒸汽锅炉；2-流化床；3-风帽；4-天然气点 火系统；5-风室；6-三次风；7-二次风；8-辅 助燃烧器；9-热烟气发生器；10-油点火系统 ；11-启动运行混合空气；12-油燃烧器；13-
丙烷/天然气辅助燃烧器
28
A
点火方式与点火装置
29
A
12
A
循环流化床锅炉外观图
13
A
220t/h循环流化床锅炉
14
A
循环流化床锅炉 主要设备及作用
燃烧设备 物料循环系统 燃煤制备系统 风烟系统 除渣、除灰系统
15
A
燃烧室结构形式
循环流化床锅炉燃烧室（炉膛）与煤粉炉的不 同，燃烧室底部有炉篦把炉膛封住，防止炉内 床料从下部漏掉。以二次风喷口为界，下部为 还原燃烧区，上部为氧化燃烧区。还原燃烧区 布置有燃料、石灰石、循环灰进口。燃烧室底 部有布风板，其作用是使一次风均匀进入炉内。 目前燃烧室的结构主要有如下几种：
给料装置与给料方式
给料装置指的是将经破碎后的煤和脱硫剂 送入流化床的装置，通常包括皮带、链板、 埋刮板、气力输送设备以及圆盘给料机和 螺旋给料机（俗称绞笼）等。
循环流化床锅炉给料方式分正压给料和负 压给料两种，正压给料就是给料口处炉膛 内压力大于大气压，负压给料为小于大气 压力
30
A
给料机结构图
8
A
炉膛内部
9
A
煤内的燃烧与炉内传热
循环流化床燃烧特点
（1）燃料通过物料循环系统在炉内循环反复燃烧，使燃 料颗粒在炉内的停留时间大大增加，直至燃尽。
（2）采用清洁燃烧方法，即向炉内加入石灰石粉或其他 脱硫剂，在燃烧中直接除去SO2，炉膛下部采用欠氧燃烧 （a＜ 1）和二次风，采用分段给入等方式，不仅降低了 NOX的排放，而且使燃烧份额的分配更趋合理，同时炉内 温度场也更加均匀。
最佳脱硫温度一般为850~870℃。
流化床燃烧对NOX的排放控制
11
A
主要污染物排放控制
流化床燃烧对NOX的排放控制
循环流化床锅炉NOX排放低的主要原因是： （1）低温燃烧，燃烧温度一般控制在850~900左右，此 时空气中的氮一般不会生成NOX ； （2）分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOX ，并使部分 已生成的NOX得到还原。
床料成分，还包括锅炉运行中给入的燃料、脱
硫剂、返送回来的飞灰以及燃料燃烧后产生的
其他固体物质。分离器捕捉分离下来通过回料
阀返送回炉膛的物料叫循环物料，而未被捕捉
分离下来的细小颗粒一般称做飞灰，炉床下部
排出的较大颗粒叫炉渣（也称做大渣）。因此
飞灰和炉渣是炉内物料的废料。
7
A
流化床的形成
图2—17 气固接触形式
23
A
风帽
风帽的作用在于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。
风帽的类型： （1）小孔径风帽； （2）较大孔径风帽； （3）导向风帽。
24
A
布风装置的结构、作用和种类
19
A
1．布风板
定义：流化床锅炉燃烧室下部的炉篦称作 布风板。
布风板的主要作用有：
（1）支撑炉内物料；
（2）合理分配一次风，使通过布风板及风 帽的一次风流化物料，使之达到良好的流 化状态。
20
A
布风板的结构
21
A
布风板的结构
22
A
布风板的结构
图3-5 布风板结构形式示意图 （a）V型；（b）回字型；（c）水平型；（d）倾斜型
一、节约能源 二、利用劣质燃料 三、绿色能源 四、灰渣综合利用 五、利用流化床燃烧技术改造旧电站锅炉、 工业锅炉和窑炉
5
A
循环流化床锅炉原理图
6
A
基本概念 床料：
锅炉启动前，布风板上先铺有一定厚度、一定 粒度的“原料”，称做床料。
物料：
所谓的物料，主要是指循环流化床锅炉运
行中在炉膛内燃烧或载热的物质。它不仅包含