CFB锅炉简介分析
天鹿循环流化床(CFB)锅炉简介
循环流化床（ＣＦＢ）锅炉简介自世界第一台循环流化床锅炉诞生至今已有二十多年的历史。
循环流化床锅炉因其具有燃料适应性广、燃烧效率高、负荷调节大、可在床内直接脱硫及实现低ＮＯx排放、燃料制备系统简单、易于实现灰渣综合利用等众多优点，在生产用汽、供热、热电联产、电站锅炉中被广泛采用。
循环流化床锅炉是我国目前乃至今后五十年锅炉蒸发量10t/h（热功率7ＭＷ）以上燃煤锅炉首选的节能、环保、安全、可靠的最佳锅炉。
天鹿集团是一支循环流化床锅炉设计、制造、环保、运行、安装的专家队伍。
近年来我们对国内外循环流化床锅炉的设计、改造、运行成果和科技文献进行了大量的调研、分析、考察、论证，在此基础上，我们的工程技术人员与清华大学等多所高校资深的著名循环流化床专家，共同研究开发了集国内外同类产品优点于一体、博采众长、有自己特色的高效、环保、安全、经济的“天鹿”循环流化床锅炉，被誉为南方锅炉界一颗灿烂的明珠。
性能特点：1、锅炉燃料适用性广可燃用无烟煤、烟煤、劣质煤、工业煤渣、煤研石等；2、锅炉燃烧效率高燃料燃烬率在98％以上，分离效果好，飞灰损失少；3、锅炉负荷调节范围大最小负荷可降至25-30％，每分钟负荷变化速率为全负荷的5－10％；4、环保效果好锅炉床内低温燃烧，实现低ＮＯx排放，可实现炉内脱硫，脱硫效果好（脱硫率大于90％），烟尘排放浓度低；5、锅炉受热面磨损少特殊线型结构的旋涡内分离器，分离效率高，总分离效率达98％，最小分离粒径8－12um，炉膛出口烟气含尘低，减少对锅炉受热面的磨损；6、投资省炉膛内置旋涡分离器，降低了炉膛高度，结构紧凑，占地少，钢耗低，节约初期投资；7、分离、回料系统安全、可靠分离器和物料循环回料系统均由膜式水冷壁构成，即：全水冷，允许残碳在其内燃尽而不易引起超温结焦、堵塞等事故。
耐磨耐火，内衬薄，重量轻，节省材料，并且锅炉启停速度快，内衬不易裂开及剥落，运行安全可靠。
8、埋管寿命长，更换方便埋管是采和厚壁管加焊密排防磨筋圈的竖埋管，埋管区设计烟速低，使用寿命在5年以上（每年对部分磨损的筋圈补焊，延长使用寿命）；9、投资回报锅炉灰渣可综合利用，经济性好（可作建筑材料如水泥添加剂），投资回报率高。
CFB锅炉特点和类型介绍
循环流化床锅炉的特点及类型介绍【摘要】简要介绍目前典型的循环流化床锅炉的结构及特点。
【关键词】循环流化床锅炉1．CFB锅炉发展概述循环流化床锅炉燃烧技术是一项近20年来发展起来的燃煤技术。
循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler, CFBB)采用低温分段燃烧，可以有效降低NO X的生成量；同时，通过向CFBB床内加入脱硫剂，CFBB烟气中SO2的含量也大大降低；CFBB的物料分离设备及返料设备使固体物料返回炉膛，从而加强了燃烧对燃料的适应性。
由于CFBB具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点，自问世以来世界各国对循环流化床技术非常重视并大力推广，在石油、化工、能源、环保等工业领域得到了广泛的应用，大容量的循环流化床电站锅炉也已被发电行业所接受。
1979年芬兰Ahlstrom公司开发的第一台蒸发量为20t/h的循环流化床锅炉投入运行；1982年德国Lurgi公司的84MW循环流化床锅炉投入运行；1985年德国Babcock公司270t/h循环流化床锅炉投入运行。
至今为止，单机发电能力为250MW的循环流化床锅炉已在法国成功运行，单机容量为300MW-600MW的大容量循环流化床锅炉也在研制之中。
另外，国际上还在发展增压流化床燃烧技术。
我国从八十年代开始进行循环流化床燃烧技术的研究，现已有几百台容量从35t/h-400吨级的循环流化床锅炉在现场成功投运。
2．CFB锅炉特点2．1 循环流化床锅炉的主要运行工作条件：温度（℃） 850~950流化速度（m/s）4~6床料粒度（μm）100~700床料密度（kg/m3）1800~2600燃料粒度（mm）< 12脱硫剂粒度（mm）~ 1床层压降（kPa）11~12炉内颗粒浓度（kg/m3）150~600(炉膛底部)10~40 (炉膛上部)钙/硫比 1.5~4壁面传热系数（W/m2.K）210~2502．2 循环流化床锅炉结构特点循环流化床锅炉大体可分为两个部分：第一部分由炉膛(快速流化床)、气固分离设备、固体物料再循环设备和外置热交换器(有些循环流化床锅炉没有该设备)等组成了固体物料循环利用回路。
130吨CFB热水锅炉简介
130吨CFB热水锅炉简介1.锅炉概述该锅炉为单锅筒、全强制循环、∏型布置的燃煤CFB锅炉，适于室内和半露天布置,运转层设置在7m标高，锅炉主要由炉膛、绝热旋风分离器、自平衡回料阀和尾部对流烟道组成。
炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是绝热旋风分离器，尾部竖井烟道布置两级四组光管省煤器，省煤器下部布置一、二次风各三组空气预热器。
锅炉采用CFB燃烧技术，是在我公司多年来生产CFB锅炉经验的基础上，结合一些先进的运行数据，同时参照清华大学节能型燃烧技术理论设计而成。
在燃烧系统中，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。
燃料和空气在炉膛内流化状态下掺混燃烧，并与受热面进行热交换。
炉膛内的烟气（携带大量未燃尽碳粒子）在炉膛上部进一步燃烧放热。
夹带大量物料的烟气经炉膛出口进入绝热旋风分离器之后，绝大部分物料被分离出来，经返料器返回炉膛，实现循环燃烧。
分离后的烟气经转向室、高温省煤器、低温省煤器及一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。
设计燃料为褐煤。
采用CFB燃烧方式，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中S02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，因而它更能适合日益严格的国家环保要求。
2.锅炉基本特性2.1.主要工作参数锅炉型号 QXX91-1.6-130/70-H额定热功率 91MW额定出水压力 1.6Mpa额定出口水温 130℃额定进口水温 70℃锅炉设计效率 85.5%金属耗量 753t脱硫效率≥ 85 %锅炉本体水容积 43.9m32.2.设计燃料本锅炉设计煤种为褐煤，低位发热量2784kcal/kg3.锅炉主要部件结构简述3.1.锅筒及其内部装置锅筒内径Φ1500mm，壁厚20mm，材料Q245R。
循环流化床锅炉概述
循环流化床锅炉的组成
循环流化床锅炉
本体设备
辅助设备
汽水系统（锅） 燃烧系统（炉）
炉膛 布风装置 气固分离器 物料回送装置
燃料制备系统
风烟系统
冷渣及除灰渣 系统
石灰石脱硫系统
循环流化床锅炉的优点
• (1)燃料适应性好（最大优点）
• (2)燃烧效率高
常规工业锅炉和流化床锅炉
85％～95％
循环流化床锅炉
分级燃烧是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空气从底部给入， 它供应燃烧所需氧量的50－60％，二次风在离一次风有一定距离的炉膛 上方给入。在二次风给入的水平，炉膛气氛由还原性转变成氧化性。燃 料挥发分逸出和着火发生在贫氧区，因此NOX总体排放量降低。
(5)负荷调节性能好
煤粉锅炉
70％～110％
循环流化床锅炉
3. 按物料循环倍率高中低分类
高循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率大于40; 中循环倍率的循环流化床锅炉, 循环倍率为15～40； 低循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率为小于15。
具有代表性的五种循环流化床锅炉炉型
德国Lurgi型、芬兰Pyroflow型、美国FW型、德国 Circofluid型和内循环（IR）型，见下图
从此流化床燃烧、固定床 燃烧、悬浮燃烧共同构成煤 的三种主要燃烧方式。
我国早期设计的鼓泡床锅炉
方式 层燃炉 燃料 块状
室燃炉 粉状、雾状、气态
流化床炉 固体颗粒
煤块在炉排 （炉排在旋 转）上燃烧， 燃烧所需空 气从炉排低 下送入。
燃料以粉状、 雾状或气态随 空气喷入炉膛， 悬浮燃烧。
固体燃料在高 速气流作用下， 在布风板上的 床料层上下翻 滚，呈流化状 态燃烧。
95％～99％
CFB锅炉
循环流化床锅炉一、循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉是一种高效、低污染的新型清洁燃烧设备，它与其他类型的锅炉主要区别在于燃烧方式不同，即炉内燃料在燃烧配风的作用下处于一种特殊的运动状态——流化状态，炉内湍流运动强烈，燃料及脱硫剂经多次循环，反复地进行低温燃烧和脱硫反应，不但能达到低NO X排放、90%的脱硫反应效率和与煤粉炉相近的燃烧效率，而且具有燃烧适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。
主要优点：1、燃料适应性广2、有利于降低污染气体排放850~950℃有利于脱硫还可以抑制热反应型氮氧化物的形成，由于是分段送人二次风，可以抑制燃料型氮氧化物的产生，NO X的形成量仅为煤粉炉的1/4~1/3。
3、负荷调节性能好（30%~110%）4、灰渣综合利用性能好CFB锅炉燃烧温度低，灰渣不会软化和黏结，活性较好，可用于制造水泥的掺和料或其他建筑材料的原料。
主要缺点：1、大型化问题收技术和辅助设备的限制，与煤粉炉相比，目前CFB锅炉的单机容量还偏小，无法在火力发电领域成为主力炉型2、烟—风系统阻力较高，风机用电量大因为CFB锅炉布风板及床层阻力大，而烟气系统中又增加了气固分离器的阻力，所以烟风系统阻力高。
CFB锅炉需要的风机压头高，风机数量多，故风机用电量大，这会增加电厂的生产成本。
3、自动控制较难实现由于影响CFB锅炉燃烧状况的因素较多，各型锅炉调整方式差异较大，所以采用计算机自动控制比常规锅炉难得多。
4、磨损问题CFB锅炉的燃料粒径较大，并且炉膛内物料浓度是煤粉炉的十到几十倍。
虽然采取了许多防磨措施，但在实际运行中CFB锅炉受热面的磨损速度仍比常规锅炉大得多，受热面磨损问题可能成为影响锅炉长期连续运行的重要原因5、对辅助设备要求高（高压风机、冷渣器的性能和运行问题）6、理论技术问题CFB锅炉虽然已有千余台投入运行，但仍有许多基础理论和设计制造技术问题没有根本解决。
至于运行方面，还没有成熟的经验，更缺少统一的标准，这给电厂设备改造和运行调试带来了诸多困难。
清洁能源技术 循环流化床CFB电站锅炉
清洁能源技术循环流化床CFB电站锅炉引言西部大开发是我国的又一重大经济发展战略，这对于扩大内需、推动国民经济持续增长、促进各地区协调发展等都具有十分重要的意义，受到国内外注目，各方纷纷提出许多有针对性的建议，其中有一点是大家十分关注的，这就是在加强西部基础设施建设的同时必须注重对于生态环境的保护。
我国电力生产所燃用的煤炭还会在未来很多年中保持其在一次能源供应中的中心地位。
作为一个地域广阔的煤电大国，我国电力燃煤的含硫量分布很不均匀，其中约有50％为中、高硫煤(Sar>1％)，燃煤发电时排放的二氧化硫、氮氧化物等有害气体对环境造成的污染日趋加重。
目前，我国燃煤机组容量达3亿千瓦，年约排放S02 1400万吨(约占全国S02总排放量的1／3)、NOx600万吨，将进一步破坏人类赖以生存的大气环境，成为电力工业和国民经济可持续发展的重要问题之一。
常压循环流化床(CFB)锅炉由于其高效低污染、煤种适应性好、调负荷能力强、造价相对便宜、技术相对容易掌握等特点，已成为目前最为实际的煤清洁燃烧技术之一，得到了较快的发展。
国内外应用实践表明，与常规煤粉锅炉相比，采用这种技术可使燃煤电站锅炉排烟中S02和N0x等有害气体含量减少80％一90％左右，可有效减轻燃煤发电对于大气环境的污染。
随着西部大开发建设的进程和需要，在条件适合的地方发展和采用循环流化床锅炉技术是推动我国西部地区电力工业--这一传统产业--优化升级的重要举措之一，将对我国西部地区国民经济的发展和生态环境的保护均起到积极的作用。
1．循环流化床(CFB)锅炉技术介绍循环流化床锅炉热效率与常规煤粉炉相当，同时由于采用低温分级燃烧和向炉膛内给入石灰石，可在燃烧过程中方便地脱除含硫燃料产生的S02，并抑制Nox生成量，使其具有高效低污染、燃料适应性广等突出特点。
1．1 基本设备循环流化床锅炉包括本体设备和辅助系统两部分。
·本体循环流化床锅炉本体由炉膛及布风装置、循环灰分离器、回料阀、尾部受热面竖井烟道及可以加置的外置式循环灰换热器组成。
CFB锅炉简介
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2.4 CFB锅炉的主要类型
✓按分离器的工作温度：高温分离器（850-900℃）、中温
分离器（400-600℃）、低温分离器（200-300℃）
✓按物料的循环倍率：高循环倍率（＞20）、中循环倍率
（6-20）、低循环倍率（1-5）
✓按炉膛压力：常压（炉膛压力与大气压力相近，炉膛顶部
Dzq—再热蒸汽流量，kg/s
Dgq—过热蒸汽流量，kg/s igs—给水焓值，kJ/kg izq —再热蒸汽进口焓值，kJ/kg
i zq —再热蒸汽出口焓值，kJ/kg Dps—排污水流量，kg/s Qqt—其它有效利用热量，kg/s
3.1 煤粒在CFB锅炉中的燃烧过程 3. 2 CFB锅炉的燃烧特性 3. 3 CFB锅炉的热平衡 3.4 CFB锅炉中的质量平衡
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3.1煤粒在CFB锅炉中的燃烧过程
➢煤粒在CFB内的燃烧过程包括：
• 煤粒的干燥和加热； • 挥发分的析出和燃烧； • 焦炭的燃烧
➢CFB锅炉的燃煤粒径（＜10mm），在燃烧过程中粒径不
✓2003年，Poland电厂与FW/Ahlstrom公司签约的世界上最大的 CFB锅炉（超临界锅炉，460MWe），正在制造过程中；与此同时 ， FW/Ahlstrom公司由France电厂获得了一份600MWe超临界CFB 锅炉合同，目前，该锅炉的设计方案已经完成。
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第一章 CFB发展历史及趋势
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理
分离器
燃烧室 CFB 燃烧系统
布风板
烟气 800~900℃
CFB锅炉
汽水系统
回料装置 省煤器 过热器 再热器 除尘器
CFB锅炉讲义
• 循环流化床燃烧系统由流化床燃烧室、气 固分离收集装置、飞灰回送器组成，有的 还有外部流化床热交换器。燃料在燃烧系 统内完成燃烧和大部分热量传递过程。
气固流态化现象
• 通常将气固体流态化定义为：当固体颗粒 群与气体接触时，使固体颗粒转变成类似 于流体状态的一种操作。它具有与通常工 艺所不同的特征，正是由于这些特征，使 得流态化在不同的工业过程中得到日益广 泛的应用。
泵与风机的性能
回料系统
• 在小型分离器内侧，分离出烟气的大颗粒床层物 料靠重力向下流过水冷却耐火材料衬里的固体回 流支管至水冷壁密封。快装型CFB这个区域的作 用确切地说像“回路密封”或常规的CFB锅炉中 的“J－阀”。管子外径为50.8mm，金属材料为 SA－210A1。在下部炉膛正压与顶部小型分离器 负压之间建立密封需要一些装置。对水冷壁密封 区进行流化，从而就能通过形成水冷壁的耐火材 料通道控制在进入炉膛的床层物料的数量。当床 层物料还存在时，固体回流管和水冷壁密封还可 防止烟气向上倒流（逆流）到小型分离器。流化 的空气由水冷壁密封或高压鼓风机供应。
冷渣器-炉底除灰系统
每个冷渣器都分成4段。固体输送管线把冷渣器和炉膛连 接起来。靠近炉膛的第一段称为选择段。其他3段称作冷 却器第1段，冷却器第2段，冷却器第3段。排灰阀连接至 冷却器第3段的底板。两个耐火材料衬里管道将洗提塔段 和冷却器第3段连回至炉膛。 • 床层物料通过进口固体输送管线进入冷渣器。墙密封鼓风 机的空气通过固体（进口）输送管线内的喷咀源源不断地 供应（形成空气分气阀）。本措施有助于床层物料从炉膛 流入冷渣器。 • 在耐火材料衬里的冷渣器内，利用冷空气流对粗的床层物 料分级并冷却。在每个冷渣器下方的分段风箱或风室使不 同的气流气提并冷却收集的物料。一次风通过风道输送到 选择段将其用于对炉床灰的选择，用把冷渣器的顶部和炉 膛侧墙连接起来的固体回流管线或支管将小的颗粒，“细 粉”回收入炉膛。冷一次风连接至冷却器第1段、第2段和 第3段。
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第一章 CFB发展历史及趋势
—国内的研究状况
技术来源
自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收
研发单位
浙江大学、清华大学、中科院工程热物理所、哈尔滨锅炉厂、东 方锅炉厂、上海锅炉厂、济南锅炉厂、无锡锅炉厂、四川锅炉厂 、武汉锅炉厂、杭州锅炉厂、南通锅炉厂
发展历程
为了解决燃用劣质煤的问题，20世纪60年代后期开始了流化床 （鼓泡）的研究， CFB锅炉的研究和开发始于80年代
发展历程
20世纪60年代末，芬兰Ahlstrom公司对鼓泡流化床锅炉燃用泥煤性 能的改进，采用旋风分离器实现了固体物料循环; 1979年，第一台商用CFB锅炉在芬兰Pihiava投运 ，燃用泥煤，热 功率15MW; 1985 年 11 月 Lurgi 公司和Babcock 公司研究开发出当时世界上最大的 270t/h循环流化床锅炉，由此引发出了全世界循环流化床的开发热潮。
第一章 CFB发展历史及趋势
—国内的研究状况
1984年，中科院工程热物理研究所建成了热功率2.8MWe的CFB燃 烧试验装置，将我国CFB燃烧锅炉引入了热态试验研究阶段
1995年左右，我国已投运的75t/h的CFB锅炉已有约200台； 20世纪90年代中期开始，我国进入了中容量的CFB锅炉开发时期 。上海锅炉厂、中科院工程热物理研究所与日本的三井造船株式会 社合作，开发的130t/h的中温中压CFB已投运了10台，并完成了中 温中压到高温高压系列产品设计； 20世纪90年代中后期，我国从Alstrom公司引进了一台410t/h(高 温高压100MWe）CFB锅炉，在四川白马电厂成功投运。2002年 第一台中国制造的410t/h CFB锅炉在江西分宜电厂成功投产。
3. 工质(水)的加热和汽化过程——蒸汽的生产过程 1）给水：水 省煤器 汽锅 2）水循环：汽锅 下降管 下集箱 水冷壁 3）汽水分离
2.2 CFB锅炉各部件的主要作用
CFB锅炉的燃烧系统
布风板的作用：①支撑固体物料②保证固体颗粒的 均匀流化 分离器的作用：将炉膛出口烟气中的固体颗粒分离 下来 。根据原理不同分为：旋风分离器、惯性分离 器 回料装置作用：将分离下来的固体颗粒由压力较低 的分离器出口送回压力较高的燃烧室，并防止燃烧室 的烟气反串进入分离器。一般是由立管和回料阀组成。
CFB锅炉的发展趋势：大型化、高蒸汽参数和增压循环流化床
第二章 CFB锅炉的基本知识
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理 2.2 CFB锅炉各部件的作用 2.3 CFB锅炉的特点 2.4 CFB锅炉的主要类型
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理
1-Coal bunker 2-Limestone bunker 3-Coal crusher 4-CFB combustor 5Cyclone 6-Convective pass 7-Air-Preheater 8-Electrostatic Filter 9-Stack 13-Primary air 10-Fluided bed heat exchanger 11-Turbo-generator 12-district heating 14-Secondary air 15-Bottom ash 17-Blowers 16-Fluided bed heat exchanger air 18-Feed water 19-drum
第一章 CFB发展历史及趋势
—国内的研究状况
清华大学与哈尔滨锅炉厂刚刚完成的十五攻关国产化440t/h 再热 超高压循环流化床锅炉（135MWe）示范工程于2003年七月通过了 科技部验收。
在哈尔滨锅炉厂、中科院工程热物理研究所等的合作下， 200MWeCFB锅炉正在哈尔滨锅炉厂制造，准备在江西分宜电厂安装 调试。 国家发改委组织引进了法国阿尔斯通 300MWe（1025-1065t/h） CFB锅炉2006年4月17日在我国四川内江发电总厂白马电厂投产。
Байду номын сангаас
第一章 CFB发展历史及趋势
—国外的研究状况
1995 年 11月，250MW 的 CFB 在法国 Provence 电厂投运，标志 了 300MW 以下级的 CFB 技术的成熟。 循环流化床锅炉检验规程和安全规程已经列入美国的ASME标 准，这是该技术成熟及标准化的重要标志。 目前世界上在运行的最大容量循环流化床锅炉为美国佛罗里达 300MWe燃用石油焦的循环流化床锅炉。 2003年，Poland电厂与FW/Ahlstrom公司签约的世界上最大的 CFB锅炉（超临界锅炉，460MWe），正在制造过程中；与此同时 ， FW/Ahlstrom公司由France电厂获得了一份600MWe超临界CFB 锅炉合同，目前，该锅炉的设计方案已经完成。
循环流化床锅炉简介
报告人：曲旋
2007.08.20
主要内容
第一章 CFB锅炉发展历史及趋势 第二章 CFB锅炉基本知识 第三章 煤粒在CFB锅炉中燃烧过程以及CFB锅炉的热平 衡、质量平衡 第四章 CFB锅炉床内流动特性 第五章 CFB锅炉燃烧过程中有害物质的形成及其影响 因素
第一章
主要制造厂商
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理
分离器
烟气 800~900℃
燃烧室
CFB 燃烧系统 布风板 回料装置
CFB锅炉
省煤器 过热器 汽水系统 再热器 除尘器 空气预热器
800~900℃ 4~6m/s
空气 燃料
石灰石 空气
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理
1. 燃料的燃烧过程 高温烟气 给煤斗
燃料（煤）
燃烧室
除渣板（入灰渣斗）
空气 在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件： 高温环境 必需的空气量及空气与燃料的良好混合 燃料的供应机灰渣和烟气的排放
2.1 CFB锅炉的基本结构和工作原理
2. 烟气向水(汽等工质)的传热过程 辐射 辐射+对流 对流 高温烟气 水冷壁 过热器（凝渣管） 对流管束 对流 尾部受热面(省、空) 除尘 引风机 烟囱
CFB发展历史及趋势
—国外的研究状况
芬兰的Alstrom公司、美国的Foster Wheeler公司、Tampella Power 公司、Combustion Power公司、德国的Lurgi公司、Babcock＆ Wilcox公司、法国的Stein Industrie公司和日本的Mitsui公司。