循环流化床锅炉简介配图知识讲解
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循环流化床锅炉简介幻灯片PPT
3）当流化速度大于输送速度时： 随着U的增大，阻力减小（气力输送床）
2-2 CFB锅炉床层阻力特性及压力分布
4.床层的压力分布规律 1）密相区单位高度上的压力降大于稀相区 2）随着U的增大，单位床层高度的压降减小 3）U一定时，物料循环量增大时，单位压降增大
流化床的压力分布在一定程度上反应 了物料颗粒浓度的多少
焦炭的着火和燃烧过程
1.周围氧气扩散到炭粒表面 2.氧气在炭粒表面与炭发生化学反应，产生CO和 CO2 3.CO和CO2向周围扩散 4.扩散途中CO被再次氧化
影响焦炭燃烧速度的因素
1.化学反应速度 2.扩散速度
不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性
2MM以上大颗粒的燃烧特性
1）一般在密相区参与燃烧； 2）滑移速度很大，属于动力燃烧； 3）停留时间15~20分钟 4）燃尽条件很好 5）通常燃尽后从床底排渣口排出
1.固体颗粒的量决定了炉内的热容量
2.与燃烧过程的稳定性有关
3.稀相区的颗粒浓度与氺冷壁传热量密切相关 4.密相区颗粒浓度与密相区燃烧分额以及床层温 度有关 5.与磨损有关
影响颗粒浓度分布的因素
1.流化速度 2.颗粒特性 3.循环倍率 4.给料、回料口位置 5.二次风口位置
颗粒浓度的纵向分布
图2-21 不同流态化型式沿高 度的颗粒浓度分布
不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性
20uM以下颗粒的燃烧特性
1）不能被分离器捕捉 2）一次就燃尽 3）一般不会导致固体不完全燃烧损失
3-3 煤粒燃烧过程中的破碎与磨损
1.破碎：煤粒入炉后因受热而使颗粒减小的现象
一级破碎：
由于煤粒的挥发分快速析出，而使炭粒内部产 生较高压力，引起破碎
二级破碎：
炭粒在燃烧过程中，将煤中各元素结合的化学 键破坏，从而产生破碎
2-2 CFB锅炉床层阻力特性及压力分布
4.床层的压力分布规律 1）密相区单位高度上的压力降大于稀相区 2）随着U的增大，单位床层高度的压降减小 3）U一定时，物料循环量增大时，单位压降增大
流化床的压力分布在一定程度上反应 了物料颗粒浓度的多少
焦炭的着火和燃烧过程
1.周围氧气扩散到炭粒表面 2.氧气在炭粒表面与炭发生化学反应，产生CO和 CO2 3.CO和CO2向周围扩散 4.扩散途中CO被再次氧化
影响焦炭燃烧速度的因素
1.化学反应速度 2.扩散速度
不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性
2MM以上大颗粒的燃烧特性
1）一般在密相区参与燃烧； 2）滑移速度很大，属于动力燃烧； 3）停留时间15~20分钟 4）燃尽条件很好 5）通常燃尽后从床底排渣口排出
1.固体颗粒的量决定了炉内的热容量
2.与燃烧过程的稳定性有关
3.稀相区的颗粒浓度与氺冷壁传热量密切相关 4.密相区颗粒浓度与密相区燃烧分额以及床层温 度有关 5.与磨损有关
影响颗粒浓度分布的因素
1.流化速度 2.颗粒特性 3.循环倍率 4.给料、回料口位置 5.二次风口位置
颗粒浓度的纵向分布
图2-21 不同流态化型式沿高 度的颗粒浓度分布
不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性
20uM以下颗粒的燃烧特性
1）不能被分离器捕捉 2）一次就燃尽 3）一般不会导致固体不完全燃烧损失
3-3 煤粒燃烧过程中的破碎与磨损
1.破碎：煤粒入炉后因受热而使颗粒减小的现象
一级破碎：
由于煤粒的挥发分快速析出，而使炭粒内部产 生较高压力，引起破碎
二级破碎：
炭粒在燃烧过程中，将煤中各元素结合的化学 键破坏，从而产生破碎
循环流化床锅炉原理课件
一般地说;沿高度方向;整个循环流化床会同时呈现鼓泡流态化 湍流 流态化 快速流态化和气力输送流动型态;然而要正确地划分其界限是困 难的; 目前;有关循环流化床锅炉在采用大颗粒和高温时的流体动力特性 研究结果尚很欠缺;有待进一步深化研究;
三 影响临界流化风速的主要因素分析
临界流化风速与床料粒径 密度和流化气体的物性参数有关;
1 在任一高度的静压近似等于在此高度上单位床截面内固体颗粒的重量;
2 无论床层如何倾斜;床表面总是保持水平;床层的形状也保持容器的形状;
3 床内固体颗粒可以像液体一样;从底部或侧面的孔口中排出;
4 密度高于床层表观密度的物体在床内会下沉;密度小的物体会浮在床面上;
5 床内颗粒混合良好;当加热床层时;整个床层的温度基本上均匀;
2 颗粒粒径的影响
当其他条件不变;只是颗粒的平均粒径变化时;由浙大计算式推出其临界 流化风速之比值
qd
um f(d1) um f(d2)
dd12
0.5
8
4
即床料的当量直径增大时;临界流化风量就随着增加;
3 颗粒密度的影晌
当其他条件不变;只是颗粒的密度变化时;由浙大计算式推出其临界流化
风速之比值
q
节涌现象易在鼓泡床与湍流床之间的流化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程中产生; 因此;通常把鼓泡床 与湍流床之间的流化状态称为不稳定流化状态; 锅炉应尽可能避免在这一状态 下运行; 不正常气泡和节涌的产生;主要与布风板 风帽设计不合理;床料颗粒过 粗 料层过薄等因素有关;
3 分层 床料在流化过程中;较粗较重的颗粒一般在底部;细而轻的颗粒悬浮于上部;
2 气泡与节涌 床料在流化过程中形成湍流前;流化一次风主要是以气泡形式在料层中向
上运动的; 其实;料层中含有气泡是正常现象;但是气泡过大或集中上涌;就属不正常流
三 影响临界流化风速的主要因素分析
临界流化风速与床料粒径 密度和流化气体的物性参数有关;
1 在任一高度的静压近似等于在此高度上单位床截面内固体颗粒的重量;
2 无论床层如何倾斜;床表面总是保持水平;床层的形状也保持容器的形状;
3 床内固体颗粒可以像液体一样;从底部或侧面的孔口中排出;
4 密度高于床层表观密度的物体在床内会下沉;密度小的物体会浮在床面上;
5 床内颗粒混合良好;当加热床层时;整个床层的温度基本上均匀;
2 颗粒粒径的影响
当其他条件不变;只是颗粒的平均粒径变化时;由浙大计算式推出其临界 流化风速之比值
qd
um f(d1) um f(d2)
dd12
0.5
8
4
即床料的当量直径增大时;临界流化风量就随着增加;
3 颗粒密度的影晌
当其他条件不变;只是颗粒的密度变化时;由浙大计算式推出其临界流化
风速之比值
q
节涌现象易在鼓泡床与湍流床之间的流化ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ程中产生; 因此;通常把鼓泡床 与湍流床之间的流化状态称为不稳定流化状态; 锅炉应尽可能避免在这一状态 下运行; 不正常气泡和节涌的产生;主要与布风板 风帽设计不合理;床料颗粒过 粗 料层过薄等因素有关;
3 分层 床料在流化过程中;较粗较重的颗粒一般在底部;细而轻的颗粒悬浮于上部;
2 气泡与节涌 床料在流化过程中形成湍流前;流化一次风主要是以气泡形式在料层中向
上运动的; 其实;料层中含有气泡是正常现象;但是气泡过大或集中上涌;就属不正常流
循环流化床锅炉知识讲座课件
态循环过程 高强度的热量、质量和动量传递过程
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•18
CFB锅炉燃烧必须有三个条件
（1） 保证流化床流态处于快速流化床区域附
近范围，并要保证一定的 气流速度，同时要保 证物料粒径处于适当的、在该流速下能处于快速 流化区域的粒度。
（2） 要有足够的物料分离 （3） 要有物料回送
在流态化理论中，当重力=浮力+ 曳力时，颗粒在气流中匀速运动，这一 速度定义为颗粒终端沉降速度。
因此，简单的说：流态化是气 （气体）、固（固体颗粒）相互作用， 达到平衡的结果。
浮力
曳力
气
颗粒
流
重力 力
图2-3 在上行气流中单 一颗粒的受力分析图
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•4
颗粒流态化运动的简化过程
烧；烟气再循环等。
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•29
烟 气 送 至烟 气 送 至 尾 部 受 热 尾面部 受 热 面
屏
式
水冷壁
过
屏
热
式
器
过
热
器
二次风
旋风 分离器
立管
旋风
燃料 脱硫剂
分离器
一次风
排渣
立管
返料装置
一次风 排渣
返料装置
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•17
循环流化床锅炉的基本特点
低温的动力控制燃烧 高速度、高浓度、高通量的固体物料流
•14
形成快速床必须满足条件
u合适的固体颗粒特性 u运行流化风速大于颗粒终端沉降速度 u 足够大的颗粒循环量
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•18
CFB锅炉燃烧必须有三个条件
（1） 保证流化床流态处于快速流化床区域附
近范围，并要保证一定的 气流速度，同时要保 证物料粒径处于适当的、在该流速下能处于快速 流化区域的粒度。
（2） 要有足够的物料分离 （3） 要有物料回送
在流态化理论中，当重力=浮力+ 曳力时，颗粒在气流中匀速运动，这一 速度定义为颗粒终端沉降速度。
因此，简单的说：流态化是气 （气体）、固（固体颗粒）相互作用， 达到平衡的结果。
浮力
曳力
气
颗粒
流
重力 力
图2-3 在上行气流中单 一颗粒的受力分析图
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•4
颗粒流态化运动的简化过程
烧；烟气再循环等。
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•29
烟 气 送 至烟 气 送 至 尾 部 受 热 尾面部 受 热 面
屏
式
水冷壁
过
屏
热
式
器
过
热
器
二次风
旋风 分离器
立管
旋风
燃料 脱硫剂
分离器
一次风
排渣
立管
返料装置
一次风 排渣
返料装置
•2024/2/3
•循环流化床锅炉知识讲座
•17
循环流化床锅炉的基本特点
低温的动力控制燃烧 高速度、高浓度、高通量的固体物料流
•14
形成快速床必须满足条件
u合适的固体颗粒特性 u运行流化风速大于颗粒终端沉降速度 u 足够大的颗粒循环量
第十二章循环流化床锅炉概述ppt三峡电力职业学院精品课
2021/9/21
15
第三节 循环流化床锅炉的应用与发展
1921年12月德国人温克勒（ Friz Winkler）发明了第一台流化床，温克勒所 发明的流化床使用粗颗粒床料。1938年12 月麻省理工学院的刘易斯（Warren, K Lewis）和吉里兰（Edwin, R Gilliland） 发明了快速流化床。直到20世纪50年代末 期，鼓泡流化床一直占主要地位。循环流
2021/9/21
26
▪ 2. 美国洛杉矶光化学烟雾事件
▪
40、50和70年代，发生在美国的洛杉矶市。
40年代时，洛杉矶市的汽车保有量就达到了250
万辆，每天需要消耗汽油1000多吨。汽车尾气
中的碳氢化合物、氮氧化物等污染物就漂浮在
街道上的空气中，在强烈阳光的照射下发生物
理化学反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成
历史上的 大气污染事件
光化学烟雾：氮氧化物等污染物漂浮在空 气中，在强烈阳光的照射下发生物理化学 反应，产生了有毒的浅蓝色烟雾，造成人 们眼睛红肿、咽炎、呼吸道疾病恶化乃至 思维紊乱，肺水肿等疾病。
2021/9/21
bac2k5
▪ 1. 比利时马斯河谷烟雾事件
1930年12月，发生在比利时马斯河谷工业区。 位于狭窄河谷内的这个工业区，分布有大量 的炼油厂、金属厂、玻璃厂等重污染工厂。 这些工厂排放出大量的有害废气和工业粉尘， 严重影响了当地人们的健康。从12月1-5日， 由于天气的影响，河谷内出现静风，空气污 染物扩散不出去。同时，也出现了逆温层， 污染物难以扩散到高空，只能在低空中聚集， 污染物浓度迅速上升。结果造成60多人在一 周内死亡，市民中心脏病、肺病患者的死亡 率增高，家畜死亡率也大大增高。
20
循环流化床讲义
第25页/共34页
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。
第15页/共34页
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
第19页/共34页
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
第17页/共34页
燃尽时间(s) 280.14 362.90 810.92 1812.07 4049.21 5245.48
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
循环流化床锅炉简介配图讲解
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。
• 3.负荷调节性能好
–低负荷下仍可保持燃烧稳定； –负荷调节比达4：1，甚至可以压火备
• 流化床具有流体的某些性质
流化床类似流体的性质：
– 任一高度静压等于 此高度以上固体颗 粒重量
– 大而轻的物体浮在 床表面
– 床表面总保持水平 – 连通器作用
• “床”——反应场 所，支承物料（床
形物：机床;车床;流 化床;河床;苗床）
第一代流化床锅炉 —鼓泡床锅炉
二十世纪60年代初，出现了 “流化床锅炉”。
——循环流化床锅炉
“循环”的概念——飞 出炉膛的物料被气固分 离器收集，返回炉膛， 循环燃烧和利用。
• 循环流化床锅炉在保留 沸腾床锅炉的优点的基 础上，克服了其不足的 方面。
循环流化床锅炉的结构特点
• 1、炉膛 • 2、旋风分离器 • 3、过热器 • 4、外置式换热器 • 5、煤仓 • 6、返料装置 • 7、石灰石进料口 • 8、灰冷却器 • 9、省煤器 • 10、空气预热 • 11、除尘器 • 12、引风机 • 13、尾部烟道 • 14、汽包
• 汽冷式旋风分离器分离的床料和灰向下流经衬 有耐火材料的回料立管排出到“J”阀。 “J”阀 有两个关键功能，使再循环床料从旋风分离器 连续稳定的回送到炉膛，提供旋风分离器的负 压和下燃料室正压之间的密封。分离器的静压 非常接近大气压，而燃料回料点由于一次风和 二次风，压力非常高，故必须实现他们之间的 密封，否则，燃烧室烟气将回流到分离器。 “J”阀通过分离器底部出口的物料在立管中建 立的料位差，来实现这个目的，物料返送的动 力源于回料器上升段和下降段的不同配风，使 上升段和下降段呈现不同的流态化
• 3.负荷调节性能好
–低负荷下仍可保持燃烧稳定； –负荷调节比达4：1，甚至可以压火备
• 流化床具有流体的某些性质
流化床类似流体的性质：
– 任一高度静压等于 此高度以上固体颗 粒重量
– 大而轻的物体浮在 床表面
– 床表面总保持水平 – 连通器作用
• “床”——反应场 所，支承物料（床
形物：机床;车床;流 化床;河床;苗床）
第一代流化床锅炉 —鼓泡床锅炉
二十世纪60年代初，出现了 “流化床锅炉”。
——循环流化床锅炉
“循环”的概念——飞 出炉膛的物料被气固分 离器收集，返回炉膛， 循环燃烧和利用。
• 循环流化床锅炉在保留 沸腾床锅炉的优点的基 础上，克服了其不足的 方面。
循环流化床锅炉的结构特点
• 1、炉膛 • 2、旋风分离器 • 3、过热器 • 4、外置式换热器 • 5、煤仓 • 6、返料装置 • 7、石灰石进料口 • 8、灰冷却器 • 9、省煤器 • 10、空气预热 • 11、除尘器 • 12、引风机 • 13、尾部烟道 • 14、汽包
• 汽冷式旋风分离器分离的床料和灰向下流经衬 有耐火材料的回料立管排出到“J”阀。 “J”阀 有两个关键功能，使再循环床料从旋风分离器 连续稳定的回送到炉膛，提供旋风分离器的负 压和下燃料室正压之间的密封。分离器的静压 非常接近大气压，而燃料回料点由于一次风和 二次风，压力非常高，故必须实现他们之间的 密封，否则，燃烧室烟气将回流到分离器。 “J”阀通过分离器底部出口的物料在立管中建 立的料位差，来实现这个目的，物料返送的动 力源于回料器上升段和下降段的不同配风，使 上升段和下降段呈现不同的流态化
循环流化床精华PPT演示课件
• 终端速度:颗粒在静止空气中做初速度为零的自由 落体运动时，当下落速度达到某一数值时，颗粒 受到的阻力、重力和浮力三者达到平衡，然后颗 粒将匀速向下运动，这一临界速度叫颗粒的终端 速度。
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
• 料层差压料：层差压过高,会使流化质量下降,底 部大颗粒沉积,危机安全运行.同时，料层高度增 加，床层阻力增加，风机电耗增加。
（一进两出）
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
CFBB基本知识
循环流化床锅炉不同位置的流化状态
位置 燃烧室（二次风口以下） 燃烧室（二次风口以上） 旋风分离器 返料料腿（立管） 返料机构/外置式换热器 尾部烟道
流动状态 湍流或鼓泡流化床
快速流化床 旋涡流动 移动床 鼓泡流化床 气力输送
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
• 燃料粒比度：各粒径的颗粒占总量的份额之比称 为粒比度。
• 沟流，一次风流速在未达到临界流速前，空气在 床料中分布不均匀，颗粒大小和空隙率不均匀， 阻力也有大有小，大量的空气从阻力小的地方穿 越料层，其他部分仍处于固定状态，这种现象称 为沟流。沟流一般可以分为贯穿沟流和局部沟流 。
汇报人：白新伟
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
目录
1
CFB锅炉基本知识
2 CFCBF锅B锅炉炉各各系系统统和和主主要要设设备备
3
CFB锅炉运行操作
4
CFB锅炉典型事故案例
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
CFBB基本知识
• 循环流化床锅炉结构 原理
• 循环流化床锅炉主要 有两部分；一部分是 由炉本体，分离返料 装置和外部换热器组 成的，一部分是尾部 烟道以及尾部受热面 组成的。
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
• 料层差压料：层差压过高,会使流化质量下降,底 部大颗粒沉积,危机安全运行.同时，料层高度增 加，床层阻力增加，风机电耗增加。
（一进两出）
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CFBB基本知识
循环流化床锅炉不同位置的流化状态
位置 燃烧室（二次风口以下） 燃烧室（二次风口以上） 旋风分离器 返料料腿（立管） 返料机构/外置式换热器 尾部烟道
流动状态 湍流或鼓泡流化床
快速流化床 旋涡流动 移动床 鼓泡流化床 气力输送
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
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• 燃料粒比度：各粒径的颗粒占总量的份额之比称 为粒比度。
• 沟流，一次风流速在未达到临界流速前，空气在 床料中分布不均匀，颗粒大小和空隙率不均匀， 阻力也有大有小，大量的空气从阻力小的地方穿 越料层，其他部分仍处于固定状态，这种现象称 为沟流。沟流一般可以分为贯穿沟流和局部沟流 。
汇报人：白新伟
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目录
1
CFB锅炉基本知识
2 CFCBF锅B锅炉炉各各系系统统和和主主要要设设备备
3
CFB锅炉运行操作
4
CFB锅炉典型事故案例
内蒙古中煤蒙大新能源化工有限公司
CFBB基本知识
• 循环流化床锅炉结构 原理
• 循环流化床锅炉主要 有两部分；一部分是 由炉本体，分离返料 装置和外部换热器组 成的，一部分是尾部 烟道以及尾部受热面 组成的。
循环流化床锅炉本体结构原理讲义及其发展ppt课件
2、分离器
循环流化床分离器是循环流化床燃烧系统的关键部件 之一。它的形式决定了燃烧系统和锅炉整体的形式和紧凑 性，它的性能对燃烧室的空气动力特性、传热特性、物料 循环、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数、对石灰石的脱硫 效率和利用率、对负荷的调节范围和锅炉启动所需时间以 及散热损失和维修费用均有重要影响。
• 1）风道燃烧器点火（俗称床下点火）。点火时，风道燃烧器内燃 油产生的高温烟气与流化空气混合成900℃左右的热烟气进入水冷风室 ，在经过布风板进入炉膛加热床料，使床温达到投煤点火温度。采用 床下点火方式，热烟气穿过整个床层，对床料加热比较均匀，热量的 利用率也较高，节省点火用油。但点火时系统阻力大，同时，点火时 需要对风道燃烧器系统进行细致监控以防止烧坏燃烧器及风室、布风 板，其系统布置也较复杂。
现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派，分别为： 以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler、芬 兰的Alstorm公司（两者兼并）为代表的FW Pyroflow型和德国 Babcock公司的Circofluid型。我国东方锅炉厂采用的是FW公司的 Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。北京B＆W锅炉厂采用的 是德国Babcock公司的架构和技术。哈尔滨锅炉厂有限责任公司 (HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了 自己的大型循环流化床锅炉。上海锅炉厂引进美国ＡＬＳＴＯ Ｍ技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。由于 国内各大锅炉厂商的参与，我国的大型循环流化床技术已趋于 成熟。
循环流化床锅炉的结构
• 1 炉膛 • 2 分离器循 环来自• 3 返料器流
• 4 外置换热器
化
• 5 辅助设备
•
1）排渣系统
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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。
• 3.负荷调节性能好
–低负荷下仍可保持燃烧稳定；
• T型风帽
定向“7”字型风帽
• 定向风帽的基本用途：一是定
向吹动，有利于大渣块的排出；二是增 加床层底部料层的扰动。
大直径钟罩 型风帽
• 大直径钟罩型风帽
–负荷调节比达4：1，甚至可以压火备 用。
• 4.灰渣综合利用性能好
–低温燃烧后的灰渣没有经历烧结过程， 活性好，非常适合做水泥填料
– 鼓泡床锅炉的缺点：
• 1.燃烧损失大
–燃料宽筛分（0-10mm)，未燃尽细颗 粒飞出量大
• 2.埋管磨损严重
–为了控制密相区床温，密相区布置 有埋管，但其磨损问题不易解决
• 3.大型化受到限制
CaSO4
–截面热负荷低，为煤粉炉的1/4，如
一台400t/h的鼓泡床截面积约200m2
• 4.脱硫剂利用效率低
–脱硫剂颗粒大(细颗粒易飞出），利
用率低
CaO
• 这些问题的存在使 流化床煤燃烧技术 的发展一度受到限 制；
• 但其固有的优点如 燃料适应性广、清 洁燃烧特性使得人 们不忍放弃它；
• 炉膛温度为最佳脱硫反应温度850 oC
–脱硫最佳温度：850-870 oC； （但煤粉炉在此温度下不能稳定燃烧，所以其
脱硫不能保持在最佳反应温度下进行。）
–2）减少NOx排放
• 燃煤NOx 的主要来源：
–燃料型：挥发分中的有机氮、固 定碳中的碳基氮被氧化； » 氧化性气氛中容易生成
–热力型：空气中的氮在高温下被 氧化。 » 高温下容易生成
“流化床锅炉”——燃料在流化 状态下进行燃烧的锅炉叫流化 床锅炉。
早期的鼓泡床锅炉
• 鼓泡床锅炉特点：
• 燃料颗粒大，流化 风速低
• 床层中有明显的气 泡
• 气固两相类似沸腾 的水
• 被称为鼓泡床锅炉 或沸腾炉
鼓泡床实验演示
鼓泡床锅炉的工作原理 沸腾燃烧
燃烧温度：850-950 oC
鼓泡床锅炉的主要部件： 布风板 风室 埋管受热面 冷渣口与溢流口
鼓泡床燃烧有以下优点
• 1 燃料适应性广
–可以燃烧各种煤、煤矸石、焦 碳、油页岩、垃圾等（劣质燃 料）
• 原因：下部密相区提供了燃 料着火和燃烧的最佳条件：
–1充足的热源 –2混合强烈，热质传递快 –3适当高浓度的氧
床层物料中含碳低（2-5%），只 供热而不争夺氧
• 2 清洁燃烧
–1）高效、廉价脱硫 • 脱硫率达90% • 脱硫反应 1 CaO + SO2 + —2 O2==CaSO4 （煤粉炉炉内喷钙脱硫，钙停留时间短，脱硫 剂利用率不到20%）
第二代流化床锅炉— 循环流化床锅炉
——循环流化床锅炉
“循环”的概念——飞 出炉膛的物料被气固分 离器收集，返回炉膛， 循环燃烧和利用。
• 循环流化床锅炉在保留 沸腾床锅炉的优点的基 础上，克服了其不足的 方面。
循环流化床锅炉的结构特点
• 1、炉膛 • 2、旋风分离器 • 3、过热器 • 4、外置式换热器 • 5、煤仓 • 6、返料装置 • 7、石灰石进料口 • 8、灰冷却器 • 9、省煤器 • 10、空气预热 • 11、除尘器 • 12、引风机 • 13、尾部烟道 • 14、汽包
• 炉膛高度：
»保证分离器不能捕集的细粉在炉膛内一 次通过时全部燃烧尽；
»炉膛高度应能够容纳全部或大部分蒸发 受热面或过热受热面；
»保证回料机构料腿一侧有足够的静压头， 使返料能够连续均匀地进行；
»保证锅炉在设计压力有足够的自然循环； »炉膛高度和循环流化床锅炉的尾部烟道
内布置的对流受热面所需高度相一致； »应能保证脱硫所需最短气体停留时间
• 流化床NOx生成量为煤粉燃烧的1/3— 1/4
低NOx排放的原因：
a.低温燃烧，减少热力型NOx生成
1200 oC以下时，热力型NOx生 成不明显； （煤粉炉因燃烧 温度高，热力型NOx占总NOx 生成量的25%-30%）
b.分级燃烧，减少燃料型NOx生成
空气分级供入，浓相区处于还原性气氛，抑 制燃料型NOx生成
循环流化床锅炉简介配图
• “流化”——流态化
• 当流体（液体、气体）向上流 过固体颗粒床层时，其速度增大 到一定值后，颗粒被流体的摩擦 力所承托，呈现飘浮状态，颗粒 可以在床层中自由运动，这种状 态称为“流态化”。
• 按流化介质的不同可分为 液-固流态化、气-固流态化。
• 燃煤流化床属气固流态化范 畴。
• 我国大型循环流化床锅炉
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
旋风分离器
燃烧室 布风板
回料阀
GotoLast
一、燃烧室
炉膛
水冷风室
燃烧室的组成
• 燃烧室由水冷壁前墙、后墙、两侧墙构 成，分为风室水冷壁、水冷壁下部组件、 水冷壁上部组件、水冷壁中部组件、水 冷蒸发屏。
1、锅炉炉膛
• 流化床具有流体的某些性质
流化床类似流体的性质：
– 任一高度静压等于 此高度以上固体颗 粒重量
– 大而轻的物体浮在 床表面
– 床表面总保持水平 – 连通器作用
• “床”——反应场 所，支承物料（床
形物：机床;车床;流 化床;河床;苗床）
第一代流化床锅炉 —鼓泡床锅炉
二十世纪60年代初，出现了 “流化床锅炉”。
2、水冷布风板
水冷壁管拉稀成 膜式板，折向后墙；
焊接罩式风帽， 共同构成水冷布风 板；
布风板的作用
• 作用有二：一是支撑物料；二是使布风 板下方的风室起到匀压作用，让通过布 风板的气流速度趋向均匀一致，以维持 流化床层的稳定。
布风板阻力的要求
–布风板阻力越大， 布风越均匀
–布风板阻力应为床 层阻力的25%—30% 才可维持床层稳定 运行
ห้องสมุดไป่ตู้ 3、风帽
风帽是循环流化床锅炉的布风装置，安装于布风板 上，将一次风机送来的一次风高速均匀的送入炉膛，
用以流化炉内床料
风帽的种类
• 风帽作为循环流化床锅炉的重要部件之 一,对锅炉的安全运行起着重要的作用。 常用的风帽主要有：大直径T型风帽、大 直径钟罩型风帽、小直径蘑茹状风帽、 小直径柱状风帽、定向“7”字型风帽
• 3.负荷调节性能好
–低负荷下仍可保持燃烧稳定；
• T型风帽
定向“7”字型风帽
• 定向风帽的基本用途：一是定
向吹动，有利于大渣块的排出；二是增 加床层底部料层的扰动。
大直径钟罩 型风帽
• 大直径钟罩型风帽
–负荷调节比达4：1，甚至可以压火备 用。
• 4.灰渣综合利用性能好
–低温燃烧后的灰渣没有经历烧结过程， 活性好，非常适合做水泥填料
– 鼓泡床锅炉的缺点：
• 1.燃烧损失大
–燃料宽筛分（0-10mm)，未燃尽细颗 粒飞出量大
• 2.埋管磨损严重
–为了控制密相区床温，密相区布置 有埋管，但其磨损问题不易解决
• 3.大型化受到限制
CaSO4
–截面热负荷低，为煤粉炉的1/4，如
一台400t/h的鼓泡床截面积约200m2
• 4.脱硫剂利用效率低
–脱硫剂颗粒大(细颗粒易飞出），利
用率低
CaO
• 这些问题的存在使 流化床煤燃烧技术 的发展一度受到限 制；
• 但其固有的优点如 燃料适应性广、清 洁燃烧特性使得人 们不忍放弃它；
• 炉膛温度为最佳脱硫反应温度850 oC
–脱硫最佳温度：850-870 oC； （但煤粉炉在此温度下不能稳定燃烧，所以其
脱硫不能保持在最佳反应温度下进行。）
–2）减少NOx排放
• 燃煤NOx 的主要来源：
–燃料型：挥发分中的有机氮、固 定碳中的碳基氮被氧化； » 氧化性气氛中容易生成
–热力型：空气中的氮在高温下被 氧化。 » 高温下容易生成
“流化床锅炉”——燃料在流化 状态下进行燃烧的锅炉叫流化 床锅炉。
早期的鼓泡床锅炉
• 鼓泡床锅炉特点：
• 燃料颗粒大，流化 风速低
• 床层中有明显的气 泡
• 气固两相类似沸腾 的水
• 被称为鼓泡床锅炉 或沸腾炉
鼓泡床实验演示
鼓泡床锅炉的工作原理 沸腾燃烧
燃烧温度：850-950 oC
鼓泡床锅炉的主要部件： 布风板 风室 埋管受热面 冷渣口与溢流口
鼓泡床燃烧有以下优点
• 1 燃料适应性广
–可以燃烧各种煤、煤矸石、焦 碳、油页岩、垃圾等（劣质燃 料）
• 原因：下部密相区提供了燃 料着火和燃烧的最佳条件：
–1充足的热源 –2混合强烈，热质传递快 –3适当高浓度的氧
床层物料中含碳低（2-5%），只 供热而不争夺氧
• 2 清洁燃烧
–1）高效、廉价脱硫 • 脱硫率达90% • 脱硫反应 1 CaO + SO2 + —2 O2==CaSO4 （煤粉炉炉内喷钙脱硫，钙停留时间短，脱硫 剂利用率不到20%）
第二代流化床锅炉— 循环流化床锅炉
——循环流化床锅炉
“循环”的概念——飞 出炉膛的物料被气固分 离器收集，返回炉膛， 循环燃烧和利用。
• 循环流化床锅炉在保留 沸腾床锅炉的优点的基 础上，克服了其不足的 方面。
循环流化床锅炉的结构特点
• 1、炉膛 • 2、旋风分离器 • 3、过热器 • 4、外置式换热器 • 5、煤仓 • 6、返料装置 • 7、石灰石进料口 • 8、灰冷却器 • 9、省煤器 • 10、空气预热 • 11、除尘器 • 12、引风机 • 13、尾部烟道 • 14、汽包
• 炉膛高度：
»保证分离器不能捕集的细粉在炉膛内一 次通过时全部燃烧尽；
»炉膛高度应能够容纳全部或大部分蒸发 受热面或过热受热面；
»保证回料机构料腿一侧有足够的静压头， 使返料能够连续均匀地进行；
»保证锅炉在设计压力有足够的自然循环； »炉膛高度和循环流化床锅炉的尾部烟道
内布置的对流受热面所需高度相一致； »应能保证脱硫所需最短气体停留时间
• 流化床NOx生成量为煤粉燃烧的1/3— 1/4
低NOx排放的原因：
a.低温燃烧，减少热力型NOx生成
1200 oC以下时，热力型NOx生 成不明显； （煤粉炉因燃烧 温度高，热力型NOx占总NOx 生成量的25%-30%）
b.分级燃烧，减少燃料型NOx生成
空气分级供入，浓相区处于还原性气氛，抑 制燃料型NOx生成
循环流化床锅炉简介配图
• “流化”——流态化
• 当流体（液体、气体）向上流 过固体颗粒床层时，其速度增大 到一定值后，颗粒被流体的摩擦 力所承托，呈现飘浮状态，颗粒 可以在床层中自由运动，这种状 态称为“流态化”。
• 按流化介质的不同可分为 液-固流态化、气-固流态化。
• 燃煤流化床属气固流态化范 畴。
• 我国大型循环流化床锅炉
循环流化床锅炉三大核心部件 —燃烧室、分离器、回料阀
旋风分离器
燃烧室 布风板
回料阀
GotoLast
一、燃烧室
炉膛
水冷风室
燃烧室的组成
• 燃烧室由水冷壁前墙、后墙、两侧墙构 成，分为风室水冷壁、水冷壁下部组件、 水冷壁上部组件、水冷壁中部组件、水 冷蒸发屏。
1、锅炉炉膛
• 流化床具有流体的某些性质
流化床类似流体的性质：
– 任一高度静压等于 此高度以上固体颗 粒重量
– 大而轻的物体浮在 床表面
– 床表面总保持水平 – 连通器作用
• “床”——反应场 所，支承物料（床
形物：机床;车床;流 化床;河床;苗床）
第一代流化床锅炉 —鼓泡床锅炉
二十世纪60年代初，出现了 “流化床锅炉”。
2、水冷布风板
水冷壁管拉稀成 膜式板，折向后墙；
焊接罩式风帽， 共同构成水冷布风 板；
布风板的作用
• 作用有二：一是支撑物料；二是使布风 板下方的风室起到匀压作用，让通过布 风板的气流速度趋向均匀一致，以维持 流化床层的稳定。
布风板阻力的要求
–布风板阻力越大， 布风越均匀
–布风板阻力应为床 层阻力的25%—30% 才可维持床层稳定 运行
ห้องสมุดไป่ตู้ 3、风帽
风帽是循环流化床锅炉的布风装置，安装于布风板 上，将一次风机送来的一次风高速均匀的送入炉膛，
用以流化炉内床料
风帽的种类
• 风帽作为循环流化床锅炉的重要部件之 一,对锅炉的安全运行起着重要的作用。 常用的风帽主要有：大直径T型风帽、大 直径钟罩型风帽、小直径蘑茹状风帽、 小直径柱状风帽、定向“7”字型风帽