循环流化床锅炉设备及运行物料循环燃烧系统
循环流化床锅炉主要设备及系统
燃烧室内部通常装有布风装置 、点火装置、温度测点等，以
确保煤粉能够均匀燃烧。
燃烧室的尺寸和形状根据锅炉 的容量和设计要求而定，其结 构需充分考虑热效率和燃烧效
率。
燃烧室的维护和清洁对于锅炉 的安全和稳定运行至关重要。
分离器
分离器的主要作用是将燃烧产生的烟气中的固体颗粒进行分离，以回收热能和减少 对环境的污染。
灰渣系统的作用
灰渣系统是循环流化床锅炉的重要辅助系统之一，主要负责收集 和运输锅炉燃烧产生的灰渣，并将其排出炉外。
灰渣系统的组成
灰渣系统通常包括灰斗、落灰管、输送设备（如刮板输送机、链式 输送机等）以及灰渣储存和处理设备等。
灰渣的利用和处理
收集的灰渣可以进行再利用，如作为建材、水泥等行业的原料，或 者经过处理后进行填埋等无害化处理。
环保性能好
循环流化床锅炉采用低温燃烧技术，能够减少氮氧化物、 硫氧化物等污染物的生成，烟气中的颗粒物也得到有效控 制，环保性能较好。
负荷调节范围广
循环流化床锅炉的负荷调节范围较广，可以在30%至 100%的范围内进行调节，能够满足不同用户的需求。
循环流化床锅炉的应用
电力行业
循环流化床锅炉广泛应用于电力 行业，作为大型火力发电厂的锅 炉设备，为电网提供稳定的电力
紧急处理
对于突发的严重故障或事故，需要进行紧急处理，如紧急停炉、切断燃料供应、启动消防设施等，以防止事故扩大和 减少损失。
维护保养
循环流化床锅炉的维护保养包括日常检查、定期清理、润滑保养等措施，以保持设备的良好状态和延长 使用寿命。同时需要对常见故障和问题进行分析总结，加强设备的维护和管理。
05
循环流化床锅炉发展趋 势与展望
除尘系统
除尘系统的作用
循环流化床锅炉设备及运行(01)教材
“洁净煤技术”
——使煤清洁利用的技术
• 燃烧前可采取的措施
– 煤的洗选 – 煤的加工（水煤浆） – 煤的转化（气化、液化）
• 燃烧中可采取的措施
– 清洁燃烧
• 燃烧后可采取的措施
– 烟气脱硫
清洁燃烧
——燃烧中脱硫、脱氮
• 流化床燃烧是目前商业化最好的清洁燃烧 技术之一 • 被称为“二十一世纪的燃烧技术”
存在问题：
1.不能充分利用劣质燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾 等） 2.不易控制污染物排放（SO2、NOx） 3.灰渣综合利用受限制
燃煤带来的环境问题 • • • • 酸雨 大气污染 灰场污染 矸石山污染
酸雨
酸雨
燃煤产生的 酸性排放物 进入空气中， 经过一系列 作用就形成 了酸雨 （pH<5.6)。
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最近几年电力建设超常规发展
• 中国是仅次于美国的世界第二大电力生产 国，其电力生产正以前所未有的速度增长。 • 2002年底发电装机容量3.6亿千瓦； • 2005年全国电力装机新增6500万千瓦，总 量已突破5亿千瓦， • 2007年底发电装机容量7.1329亿千瓦。
大气污染
SO2、NOx、飘尘 光化学烟雾
历史上的 大气污染事件
1. 比利时马斯河谷烟雾事件
2. 美国洛杉矶光化学烟雾事件
3.美国多诺拉烟雾事件
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。
循环流化床锅炉结构、原理及运行资料讲解
二、循环流化锅炉的结构
• 锅炉是利用燃料放出热量加热工质生产具有一定压力和温度的蒸汽设备，分为“锅”
和“炉”。
• “锅”一般只汽水系统，如蒸发设备（汽包、下降管、水冷壁）、给水系统、对流受
热面（过热器、省煤器）等。
• 炉一般只烟风系统，如燃烧设备（点火器、燃烧室、点火装置）、风道、烟道以及钢
架结构。
•锅炉结构简述：
本锅炉系160t/h高温高压循环流化床锅炉，为单锅筒横置式，单炉膛，自然循环，全悬吊 结构，全钢架П型布置。炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部式蜗壳式绝热旋风风离器，尾部竖井烟 道布置两级四组对流过热器。过热器下方布置两组膜式省煤器及一、二次风各三组空气预热器。
1、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炉下水冷风室，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。新入炉的煤在炉膛内与流化状态下的 循环物料掺混燃烧，床内浓度达到一定值后，大量物料在炉膛内呈中间上升，贴壁下降的内循环 方式沿炉膛高度与受热面进行热交换，随烟气飞出炉膛的众多细小颗粒经蜗壳式绝热旋风分离器， 绝大部分物料又被分离出来，从返料器返回炉膛，再次实现循环燃烧。而比较洁净的烟气从尾部 排出。由于采用了循环流化床燃烧方式，通过向炉内添加石灰石，能显著降低烟气中SO2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。
• (2)后水冷壁上部两侧管子在炉膛出口处向分离器侧外突出形成导流加速段，下部锥体处部分
管子对称让出二只返料口。前水冷壁下方有3只加煤口，炉顶设有检修孔和一个加煤泥口,侧 水冷壁下部设置供检修用的专用人孔，炉膛密相区前后侧水冷壁还布置有一排二次风喷口。
循环流化床锅炉课件
第三章 循环流化床锅炉基本原理
第四章 循环流化床锅炉主要燃 烧设备及系统
第六章 循环流化床锅炉的运行
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展状况
一、煤燃烧技术的发展
19世纪80年代
固定床层燃技术
20世纪30年代
20世纪60年代末 至70年代初期
效率问题
煤粉燃烧技术
污染问题
第一代
流化床煤燃烧 技术（鼓泡床）
鼓泡床问题
20世纪80年代
第二代
流化床煤燃烧技 术（循环流化床）
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展发展状况
二、我国流化床燃烧技术的发展
1965年
第一台流化床锅炉在广东茂名投产
备注：工业鼓泡床锅炉，燃用油母页岩
1988年11月 第一台循环流化床锅炉在山东明水热 电厂投产（35t/h）
第一章 循环流化床锅炉概述
第一节 循环流化床锅炉发展发展状况 三、山西循环流化床锅炉现状
2 130～240 t/h 级CFB锅炉的情况
2.3 侯马晋田电厂安装有两台哈尔滨锅炉厂引进 Alstom公司的循环流化床技术进行基础设计和制 造的型号为HG-220/9.8 CFB锅炉，于2002～2003 年4月先后投产。 2.4 山西平朔煤矸石电厂2×220 t/h循环流化床 锅炉#1炉于2004年12月26日通过72 小时试运。
6、燃料粒比度
燃料各粒径的颗粒占总量的份额之比称作粒比度。又称燃 料颗粒特性。按着粒比度在坐标图上作出的是一条连续的 曲线。称作颗粒特性曲线。
第三章 循环流化床锅炉基本原理
第一节 基本概念 7、流态化
当气体或液体以一定的速度流过固体颗粒层，并且气体 或液体对固体颗粒产生的作用力与固体颗粒所受的其他 外力相平衡，固体颗粒层会呈现出类似于液体状态的现 象。这种操作状态称为流态化。 8、流化速度 是指床料或物料流化时动力流体（一次风）的速度。也 称空塔速度。（u=Q/A）
循环流化床锅炉原理--燃烧系统
· 3．粗颗粒焦炭燃烧
· （5）氮（N） 氮是燃料的内部杂质。固体煤中含氮不高，通常仅约0.5％—2.5％。一 般情况下，氮不参加燃烧反应。燃烧后，它以游离状态转入燃烧烟气中。氮的存在也相 对减少了燃料中可燃物质的含量，对燃烧没有帮助。在高温条件下，氮可与氧反应生成 NO，这也是严重污染环境的有害气体。
· （6)灰分(A) 灰分指的是煤中所含的矿物杂质(主要是碳酸盐、粘土矿物以及微量稀土
示。
· Cd十Hd十Sd十Od十Nd十Ad＝100 (％)
· 为了获得干燥基组分，必须将燃料加热到超过100℃的温度，这样才 能将内在水分除去。燃料中的灰分也容易受到开采、运输和存放等条 件的影响。为了更确切地表示煤的化学组成特点，人们又引入干燥无 灰基组分。
· (4)干燥无灰基组分(Xdaf)
· 干燥无灰基组分是指除去水分和灰分之后剩下的燃料成 分，使用五种元素在燃料中的质量百分数来表示的成分， 即
同时给设备维护和操作带来困难。对于炼焦用煤来说，一般规定入炉前的灰分不超过
10％。
· （7）水分(W) 水分也是燃料中的杂质，它的存在降低了燃料中可燃质的含量，而且 在燃
· 烧时，它变成水蒸气，而水蒸气还要被加热，这都要额外消耗部分热量。
· 固体燃料中的水分包括外在水分和内在水分两部分。外在水分指的是附着在燃料表面 的
元素)在燃烧中经过高温分解和氧化而生成的固体残留物，其成分分布大致为；SiO2，
· 40％－60％；Al2O3， 15％—35％； Fe2O3， 5％—25％： CaO， 1％－15％；
·
MgO， 0.5％－8％：Na2O十K2O， 1％一4％。 灰分含量高不仅降低煤的热值，而且还容易造成着火困难、燃烧结渣、燃烧不完全，
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解
循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛：炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区，通过给燃料和气体供应，将燃料在悬浮状态下燃烧，从而释放热能。
2.燃烧器：燃烧器是燃料进入循环床的通道，它将燃料和氧气混合并点燃，形成高温气流。
3.空气预热器：空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热，以提高燃烧效率，并减少燃料消耗。
4.循环床：循环床由大量细颗粒物质组成，可以是砂、矿渣等，它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。
在循环床中，床料循环流动，保持悬浮状态，使燃料充分接触氧气，加快燃烧速度。
5.分离器：分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离，确保床料的循环正常进行。
6.尾气换热器：尾气换热器用于回收废气中的热能，并将其传递给水蒸汽，提高锅炉的热效率。
7.省煤器：省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却，并从中回收热能，用于预热给水，减少燃料的消耗。
8.除尘器：除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤，保证热空气的洁净排放。
二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。
在循环床中，床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态，颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。
通过床料的循环和燃料的补给，保持循环床内的温度和反应区的平衡。
循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。
迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程，燃料开始燃烧并释放大量热能。
燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域，燃料被完全氧化，产生大量的热能。
氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域，会产生一些复杂的氧化反应。
三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求：循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件，并与电源、给水、排烟等系统连接良好。
锅炉应安装在水平坚固的基础上，并具备良好的防震措施。
安装完成后，需要对各个系统进行调试，确保锅炉的正常运行。
2.运行参数：循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。
循环流化床锅炉结构
循环流化床锅炉结构循环流化床锅炉是一种新型的锅炉，其结构主要由锅炉本体、循环系统、燃烧系统、除尘系统和自动控制系统组成。
锅炉本体是循环流化床锅炉的主要部分，其结构由水冷壁、蒸汽冷却壁、底部风室、上部风室、分隔板等组成。
水冷壁和蒸汽冷却壁是防止高温气体对锅炉本体造成损害的重要组成部分。
底部风室和上部风室是循环流化床锅炉中的两个重要区域，其中底部风室主要用于供气，上部风室则用于收集尾气。
分隔板则用于将循环流化床分为两个区域，以便更好地控制循环流化床内的气体流动。
循环系统是循环流化床锅炉中最为重要的一个组成部分，其结构由循环泵、管道和回转器等组成。
循环泵主要用于将固体颗粒物料从回转器中抽出，并通过管道输送到再生器中，完成固体颗粒物料的再生。
回转器则用于改变固体颗粒物料的运动方向，以便更好地实现循环流化床内的气体流动。
燃烧系统是循环流化床锅炉中另一个重要的组成部分，其结构由燃烧室、喷嘴和点火器等组成。
燃烧室主要用于将固体颗粒物料与空气混合并进行燃烧，喷嘴则用于将固体颗粒物料输送到燃烧室中进行燃烧，点火器则用于点火。
除尘系统是循环流化床锅炉中另一个重要的组成部分，其结构由除尘器和脱硫设备等组成。
除尘器主要用于对废气进行除尘处理，脱硫设备则用于对废气进行脱硫处理。
自动控制系统是循环流化床锅炉中最为关键的一个组成部分，其结构由控制柜、传感器和执行机构等组成。
控制柜主要用于对循环流化床锅炉进行自动控制，传感器则用于对循环流化床锅炉内的气体流动、温度和压力等参数进行监测，执行机构则用于根据控制柜的指令对循环流化床锅炉进行操作。
总之，循环流化床锅炉结构复杂，但其各个组成部分的协同作用使其具有高效、节能、环保等优点，在工业生产中得到广泛应用。
循环流化床锅炉主要设备概述
循环流化床锅炉主要设备概述循环流化床锅炉是一种以循环流化床技术为核心的节能环保型锅炉。
该锅炉采用了循环流化床燃烧技术，可以实现燃烧效率高、燃料适应性强、污染物排放低等优点。
在循环流化床锅炉中，主要设备包括锅炉本体、燃烧设备、循环系统、除尘设备等。
本文将对循环流化床锅炉的主要设备进行概述。
1. 锅炉本体循环流化床锅炉的本体是整个锅炉系统的核心部分，它主要由炉膛、水冷壁、蒸汽冷凝器、过热器、再热器、空气预热器、燃料喷射系统等组成。
1.1 炉膛循环流化床锅炉的炉膛主要承受燃烧过程中的高温和高压。
炉膛内配有流化床材料，燃料在其中燃烧。
循环流化床的炉膛具有良好的燃烧环境和热传递效果，使得燃烧效率高。
1.2 水冷壁水冷壁是循环流化床锅炉的重要组成部分，它通过循环流动的水吸收高温燃烧产生的热量，同时起到隔热和保护炉膛的作用。
水冷壁采用了高强度的材料，能够承受高温和高压的工作条件。
1.3 蒸汽冷凝器、过热器和再热器循环流化床锅炉在燃烧过程中产生的高温燃烧气体经过蒸汽冷凝器冷凝成水蒸汽，然后再经过过热器和再热器增加其温度，提高锅炉的蒸汽参数和热效率。
1.4 空气预热器空气预热器能够利用废气中的余热对进入锅炉的空气进行预热，提高了燃烧效率，并减少了污染物的排放。
1.5 燃料喷射系统燃料喷射系统将燃料通过喷嘴均匀地喷射到循环流化床炉膛中，与流化床材料一起进行燃烧。
燃料喷射系统的设计合理与否直接影响了锅炉的燃烧效率和运行稳定性。
2. 燃烧设备燃烧设备是循环流化床锅炉的重要组成部分，它包括燃烧器、风机和引风机，控制锅炉的燃烧过程。
2.1 燃烧器循环流化床锅炉的燃烧器负责将燃料与气体混合并点燃，控制燃烧过程中的氧气供给和燃料的喷射。
燃烧器的设计应该能够实现燃烧过程的稳定和控制。
2.2 风机和引风机风机和引风机负责提供空气和燃料所需的氧气，通过风力将燃料喷射到炉膛中，并通过循环系统维持循环床的稳定。
3. 循环系统循环系统是循环流化床锅炉中的重要组成部分，它包括床料循环系统和烟气循环系统。
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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）
• 优缺点 • 优点
• （3）按是否冷却分类
–绝热式 –水（汽）冷式
• 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
– 热惯性小，启动时间短 – 不易结焦
• 缺点
– 制造工艺复杂，昂贵
蒸汽冷却的旋风分离器
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。
方型分离器
• 结构特点
– 方形
• 优缺点
炉膛
• 优点
– 不易结焦
– 制造工艺简
单，成本低
• Hale Waihona Puke 点炉膛– 分离效率
方 形 分 普通旋风分离器 离 器
• 物料回送机构 阀
– 控制流量 – 可开可关
“阀”的概念
– 防止烟气反窜
物料回送机构——回料阀 非机械阀
2. U型阀的结构、原理
高压流化风
1）工作原理
高压流化风
U型回料阀
水管
2）工作过程
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？
ΔP2 ΔP1
小流量
大流量
容积式风机提供返料风
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
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
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
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
• 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
罗茨风机
罗茨风机工作原理
我司310t/hCFB锅炉返料机构
• 回料阀为U型阀， 并采用了分叉管技 术。
回料阀工作原理(录象)
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
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
高温绝热式旋风分离器的筒体结构
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
旋风分离器的工作原理（演示）
影响分离效率的因素
（2）惯性分离
惯性分离原理示意图
实例：百叶窗分离器
（3）组合分离
• 实例一：
惯性分离+ 离心分离
• 实例二：
百叶窗+低温旋 风分离器
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
我司310t/hCFB锅炉采用高温汽 冷旋风分离器
第5讲 物料循环燃烧系统(二)
第三节 气固分离器 第四节 固体物料回送装置
分离后烟气
稀相区
旋风 分离器
CFBB 炉膛
料腿
循 环 灰 U型阀 返料装置
密相区
返料风
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
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