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％
• (3)高效廉价脱硫
• (4)NOx排放量低
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
总结
• 通过本章的学习，我们知道了什么是“循环 流化床锅炉”；
• 初步掌握了流化床的基本概念、流化床的发 展演变历程、循环流化床工作原理和特点、 以及发展现状与前景；
• 我们应认识到：循环流化床锅炉是一种很有 发展前途的电站锅炉，我们要学好这门课， 掌握循环流化床锅炉设备特点及运行规律， 为环保和经济建设服务。
流化床的发展历程
第一代流化床
鼓泡流化床
第二代流化床
循环流化床
早期流化床——鼓泡流化床
（bubbling fluidized bed ）
层燃炉
煤块在炉排上燃烧，燃烧所 需空气从炉排低下送入。
Байду номын сангаас
流化床炉
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。
鼓泡流化床锅炉
第一代流化床锅炉的缺点
1.按分离器所处烟气温度高低分类 (1)采用高温分离器的循环流化床锅炉。 其分离器工作温度为850～900℃，与炉膛温度基本相同。 (2)采用中温分离器的循环流化床锅炉 其分离器工作温度一般为400～600℃。 (3)采用低温分离器的循环流化床锅炉 低温分离器的工作温度一般为200～300℃。
2.按分离器形式分类 （1）旋风分离式；（冷却型和绝热型） （2）惯性分离型； （3）炉内卧式分离型 （4）炉内旋涡分离型 （5）组合分离型
1. 燃烧损失大 2. 埋管磨损严重 3. 大型化受到限制 4. 脱硫剂利用效率低
为了解决上述问题，20世纪60年代，国外在总 结和研究鼓泡流化床锅炉的基础上，开发、研制
出——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。
循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉基础上发展起 来的，但却从根本上解决了鼓泡床存在的主要缺点， 使流化床燃煤技术发展到一个新的阶段。
循 环 流 化 床 锅 炉
循环流化床基本工作原理
固体物料在流化状态下进行燃烧
粗颗粒在燃 烧室下部燃 烧、
细颗粒在燃烧 室上部燃烧
被吹出燃烧室的 细颗粒由物料分 离器捕捉、收集
未被吹出燃烧室 的细颗粒继续在 燃烧室燃烧
经返料装置送 回炉膛重新燃 烧
循环流化床锅炉的结构
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、空气预热器 11、除尘器 12、引风机 13、尾部烟道 14、汽包
以下问题：
• 1.单机容量不够大
国内最大单机容量为300MW;
• 2.结构复杂，造价较高
比煤粉炉增加了物料分离和回送装置，占地面积大，钢 材消耗量约增加20%； 但若与煤粉炉加尾部烟气脱硫相比，总造价低。
• 3.磨损问题
固体颗粒浓度大，对受热面磨损较严重。
• 4.烟风阻力大，厂用电率高 • 5 物料循环回路的调节与控制要求高
“十二五”计划
我国自主研发、在燃煤发电领域具有完全自 主知识产权且单机容量世界领先的首个60万千瓦 超临界循环流化床(CFB)机组示范工程，于去年7 月获得国家核准，正式在四川白马开工建设。这 一创举为“十二五”开局之年中国能源事业的发 展增添了一抹眩目的亮色。
该工程的开工建设标志着我国成功掌握了大 型超临界CFB锅炉的设计、制造、安装、调试、 检修、运行等方面的各项技术，达到世界先进水 平
所以循环流化床锅炉今后的发展方向是：
• 1、向大容量、高参数方向发展
– 发展容量可与煤粉炉相比的大型循环流化 床锅炉；发展超临界锅炉。
• 2、简化锅炉结构，采用新型低阻力、 小尺寸的分离器
– 清华大学研制的带水冷方型分离器的循环 流化床锅炉提供了一个很好的思路。
• 3、提高运行的可靠、稳定性
循环流化床的分类
请大家做好笔记、认真听讲！
循环流化床锅炉概述
1. 引子 2. 循环流化床的构成、工作过程、发展概况 3. 循环流化床锅炉的优缺点 4. 几种典型的循环流化床锅炉
引子
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。
世界首台超临界循环流化床机组
波兰PKE 计划在 Lagisza 建设机组容量 460 MW 的世界首台 超临界的、也是最大容 量的循环流化床机组。 F &W 公司已于2003 年2 月开始了460 MW 超临界循环流化床机组 的规划设计。
基于我国煤炭资源的特点，我国应重 点发展大型高效煤粉锅炉，并以CFB 锅炉作为必要的补充。
引进消化吸收410t/h循环流化床锅炉技术的 基础上，我国实现了循环流化床技术向大型化的突 破，相继开发出具有自主知识产权的100MW、 135MW、150MW及200MW等级的循环流化床 锅炉，并在全国范围内大量投运。
首台30万机组
2003年，根据《中国洁 净煤技术“九五计划”和2010 年发展纲要》，采用技贸结合 引进大型循环流化床锅炉技术 的依托工程，引进法国 ALSTOM公司一台1025t/h的 常压循环流化床锅炉及相应的 关键设备，配套一台国产 300MW汽轮发电机组在四川 白马建设的一个全国大型循环 流化床示范电站。
循环流化床锅炉
循环流化床（CFB)
(Circulating Fluidized Bed)
那么，“循环流化床”到底是什么？
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”
如何学好这门课？
本课程重点在于： 1、循环流化床的工作原理和主要特点 2、炉内的流化状态 3、主要的循环燃烧系统、辅助系统 4、典型的循环流化床锅炉介绍 本课程的难点在于：前四章内容
电站锅炉的传统煤燃烧方式
固定床燃烧
悬浮燃烧
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.污染物排放控制（SO2、NOx）成本高 3.灰渣综合利用受限制
于是流化床开始应用于煤的 燃烧。二十世纪60年代初， 出现了“流化床锅炉”。
“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。
30％～110％
循环流化床锅炉特别适用于电网的调峰机 组或热负荷变化大的热电联产机组和供热 工业锅炉。
(6)燃烧热强度大。 截面热负荷接近或高于煤粉锅炉，是鼓泡
流化床锅炉的2～4倍，链条炉的2～6倍；
(7)燃料制备给入系统简单
(8)易于实现灰渣综合利用。
但与煤粉炉相比，目前的循环流化床锅炉仍存在
对于优质的动力 用煤，采用大型 超超临界煤粉锅 炉并配备烟气脱 硫脱销装置，是 目前最为高效、 环保和经济的选 择。
占发电用煤的25%的高 灰分劣质燃料、低挥发 分无烟煤、低灰熔点易 结渣煤，CFB锅炉则是 高效环保经济的利用这 些燃料的合理选择。
我国循环流化床的发展
1996年引进原芬兰奥斯龙公司410t/h常压循 环流化床锅炉在四川内江高坝电厂建成全国第一个 100MW等级的循环流化床锅炉示范电站。