循环流化床锅炉简介配图
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循环流化床锅炉结构及工作原理介绍(2.2M)
安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉结构及工作原理介绍工程部二零一三年八月二十四日安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉结构及工作原理介绍一前言二循环流化床锅炉的结构三循环流化床锅炉的工作原理四循环流化床锅炉的特点五自备电站项目设计注意事项安徽海螺川崎工程有限公司一、前言循环流化床燃烧技术是二十世纪七十年代末发展起来的高效低污染清洁煤燃烧技术。
循环流化床锅炉具有燃料适应性广、添加石灰石在炉内低成本脱硫、低温燃烧和分级送风有效降低氮的氧化物生成、低温燃烧形成的灰渣便于综合利用的优点，几十年来得到迅速发展。
安徽海螺川崎工程有限公司二、循环流化床锅炉的结构循环流化床锅炉大致可分成两个部分。
第一部分由炉膛（流化床燃烧室）、气固体分离设备（分离器）、固体物料再循环设备（回料器）等构成，上述形成一个固体物料循环回路；第二部分则为尾部对流烟道，布置有过热器/再热器、省煤器、空气预热器等，与常规煤粉炉相近。
安徽海螺川崎工程有限公司循环流化床锅炉的基本结构安徽海螺川崎工程有限公司典型循环流化床锅炉结构如上图所示，其基本流程为：燃烧所需要的一次风和二次风分别由炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成。
煤和脱硫剂送入炉膛后，迅速被大量惰性高温物料包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。
粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。
安徽海螺川崎工程有限公司气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，炉膛出口水平烟道内装有多级烟灰分离器，分离出的高温灰落入灰斗，由气流带出炉膛的大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离和收集，通过返料装置（回料器）送入炉膛，进行循环燃烧。
未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器和空气预热器，经除尘器排至大气。
飞灰通过分离器经尾部烟道受热面进入除尘器经灰沟冲到沉灰池，床体下部已燃尽的灰渣定期排放。
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
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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
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▪ 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。
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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。
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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
循环流化床锅炉结构、原理及运行演示幻灯片
• 汽包内装有旋风分离器，多孔板、波形板等汽水分离装置。还设有加药、排污装置，减少
蒸汽中的含盐量，保证蒸汽品质。另外装有水位计、压力表、安全阀等安全附件。
• 过热器系统及其调温装置 • 辐射和对流相结合，并配以二级喷水减温器的过热器系统。饱和蒸汽从汽包由4根
φ159×12的管子引至尾部包墙的两侧上集箱，随后下行，流经两侧过热器包墙。再由转角 集箱进入后包墙、顶包墙和前包墙（包墙管均为φ51×5），前包墙出口下集箱作为低温过 热器入口集箱，低温过热器φ38×5光管顺列布置。过热蒸汽从低温过热器出来后，经连接 管进入一级喷水减温器进行粗调，减温可以通过调节减温水量来实现。过热蒸汽经一级减 温后进入屏式过热器，屏式过热器布置在炉膛上部，采用φ42×6，12Cr1MoVG的管子， wing-wall结构形式，使屏过不会产生磨损，再经连接管交叉后引至二级喷水减温器进行细 调，最后经高温过热器加热后引入出口集箱，高温过热器采用φ38×5，12Cr1MoVG与 12Cr2MoWVTiB的管子。减温水调节范围控制在减温水设计值的50～150%
• (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。
• (3)前、后、侧水冷壁分成四个循环回路，由汽包底部水空间引出2根φ426×28集中下降管，
• （2）布风装置 • 风室由向前弯的后水冷壁及两侧水冷壁组成，风室内浇注100mm厚的中质保温混凝土。防止点火时
鳍片超温，并降低风室内的水冷度。
• 燃烧室一次风从左右两侧风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔，布风板系水冷壁与扁钢焊制而成，
蒸汽中的含盐量，保证蒸汽品质。另外装有水位计、压力表、安全阀等安全附件。
• 过热器系统及其调温装置 • 辐射和对流相结合，并配以二级喷水减温器的过热器系统。饱和蒸汽从汽包由4根
φ159×12的管子引至尾部包墙的两侧上集箱，随后下行，流经两侧过热器包墙。再由转角 集箱进入后包墙、顶包墙和前包墙（包墙管均为φ51×5），前包墙出口下集箱作为低温过 热器入口集箱，低温过热器φ38×5光管顺列布置。过热蒸汽从低温过热器出来后，经连接 管进入一级喷水减温器进行粗调，减温可以通过调节减温水量来实现。过热蒸汽经一级减 温后进入屏式过热器，屏式过热器布置在炉膛上部，采用φ42×6，12Cr1MoVG的管子， wing-wall结构形式，使屏过不会产生磨损，再经连接管交叉后引至二级喷水减温器进行细 调，最后经高温过热器加热后引入出口集箱，高温过热器采用φ38×5，12Cr1MoVG与 12Cr2MoWVTiB的管子。减温水调节范围控制在减温水设计值的50～150%
• (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。
• (3)前、后、侧水冷壁分成四个循环回路，由汽包底部水空间引出2根φ426×28集中下降管，
• （2）布风装置 • 风室由向前弯的后水冷壁及两侧水冷壁组成，风室内浇注100mm厚的中质保温混凝土。防止点火时
鳍片超温，并降低风室内的水冷度。
• 燃烧室一次风从左右两侧风道引入风室。风室与炉膛被布风板相隔，布风板系水冷壁与扁钢焊制而成，
循环流化床锅炉主要设备概述(PPT 87页)
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（3）中温旋风分离：中温分离分离器入口介质温度 较低，一般不高于600℃。与高温分离相比，有 如下几方面特点：
圆形炉膛或下圆上方形结构的炉膛，圆形部分一 般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成；内衬耐热 且防止炉内或密相区内水冷壁受热面的磨损。
3
燃料进入炉内燃烧放出的热量被物料和烟气带出 炉膛，经高温分离器分离后，物料返回炉内，带有少 量飞灰的烟气进入布置有受热面的烟道内进行热量交 换。这种结构在运行中，因炉内为正压，高温物料和 烟气常常向外泄漏，影响安全运行及环境卫生。
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2 旋风分离器 旋风分离器结构简单，分离效率高，广泛用于循
环流化床锅炉中，典型结构有耐火材料制成的高 温旋风分离器和水冷、汽冷高温旋风分离器。 （1）典型旋风分离器：用于循环流化床锅炉的典型 旋风分离器以上圆下锥、气流切向进入为基本形 式。由于没有转动部件，结构简单，效率高，运 行性能稳定，维护方便，特别适合于循环流化床 锅炉。
下图是几种常见的风室布置方式。
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风道是连接风机与风室所必需的部件。为使风道 中的压力损失减小，应减少不必要的风道长度、转折 和截面变化，在必须转向时尽可能采用逐渐弯曲的弧 形转向形式，使总的阻力系数较小，避免采用过高的 气流速度。对于金属管道而言，在估计风道截面时， 通常取用的流速在10～15m/s。
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从风帽小孔喷出的空气速度称为小孔风速，是布 风装置设计的一个重要参数。小孔风速越大对流化床 的运行越有利。但风帽小孔风速过大将使风机电耗增 加。反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积，底 部流化不良，冷渣含碳量增大，尤其当负荷降低时， 往往不能维持稳定运行，造成结渣灭火。所以，小孔 风速的选择，应根据燃煤特性、颗粒筛分特性、负荷 调节范围和风机电耗等全面综合考虑。
（3）中温旋风分离：中温分离分离器入口介质温度 较低，一般不高于600℃。与高温分离相比，有 如下几方面特点：
圆形炉膛或下圆上方形结构的炉膛，圆形部分一 般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成；内衬耐热 且防止炉内或密相区内水冷壁受热面的磨损。
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燃料进入炉内燃烧放出的热量被物料和烟气带出 炉膛，经高温分离器分离后，物料返回炉内，带有少 量飞灰的烟气进入布置有受热面的烟道内进行热量交 换。这种结构在运行中，因炉内为正压，高温物料和 烟气常常向外泄漏，影响安全运行及环境卫生。
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2 旋风分离器 旋风分离器结构简单，分离效率高，广泛用于循
环流化床锅炉中，典型结构有耐火材料制成的高 温旋风分离器和水冷、汽冷高温旋风分离器。 （1）典型旋风分离器：用于循环流化床锅炉的典型 旋风分离器以上圆下锥、气流切向进入为基本形 式。由于没有转动部件，结构简单，效率高，运 行性能稳定，维护方便，特别适合于循环流化床 锅炉。
下图是几种常见的风室布置方式。
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风道是连接风机与风室所必需的部件。为使风道 中的压力损失减小，应减少不必要的风道长度、转折 和截面变化，在必须转向时尽可能采用逐渐弯曲的弧 形转向形式，使总的阻力系数较小，避免采用过高的 气流速度。对于金属管道而言，在估计风道截面时， 通常取用的流速在10～15m/s。
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从风帽小孔喷出的空气速度称为小孔风速，是布 风装置设计的一个重要参数。小孔风速越大对流化床 的运行越有利。但风帽小孔风速过大将使风机电耗增 加。反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积，底 部流化不良，冷渣含碳量增大，尤其当负荷降低时， 往往不能维持稳定运行，造成结渣灭火。所以，小孔 风速的选择，应根据燃煤特性、颗粒筛分特性、负荷 调节范围和风机电耗等全面综合考虑。
循环流化床锅炉简介配图
– 炉膛沿高度基本恒温（850 oC ）， 延长了燃烧时间；
– 物料通过分离器多次循环回炉内， 延长了燃烧时间；
• 2、没有埋管，彻底解决埋管 磨损问题
– 密相区燃烧份额小，不需埋管即 可控制床温；
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 3、为大型化提供了可能
– 燃烧、传热不仅仅局限于浓相区， 炉膛截面热负荷提高2-3倍，更易 实现大型化；
• 4、脱硫剂利用率提高
– 脱硫剂颗粒变细（0.1-0.3mm）， 利用率提高；
– SO2气体在燃烧区停留时间延长；
• 鼓泡床1-2s，循环流化床3-4s;
– 脱硫剂循环利用，停留时间延长。
脱硫模拟演示
循环流化床实验演示 及 与鼓泡床的对比
鼓泡床
循环床
循环流化床锅炉的工作过程
“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
• （2）按进口温度分类
– 物料通过分离器多次循环回炉内， 延长了燃烧时间；
• 2、没有埋管，彻底解决埋管 磨损问题
– 密相区燃烧份额小，不需埋管即 可控制床温；
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 3、为大型化提供了可能
– 燃烧、传热不仅仅局限于浓相区， 炉膛截面热负荷提高2-3倍，更易 实现大型化；
• 4、脱硫剂利用率提高
– 脱硫剂颗粒变细（0.1-0.3mm）， 利用率提高；
– SO2气体在燃烧区停留时间延长；
• 鼓泡床1-2s，循环流化床3-4s;
– 脱硫剂循环利用，停留时间延长。
脱硫模拟演示
循环流化床实验演示 及 与鼓泡床的对比
鼓泡床
循环床
循环流化床锅炉的工作过程
“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
• （2）按进口温度分类
循环流化床锅炉讲义
循环流化床锅炉的结构和特点一.锅炉设备的组成锅炉由本体和辅助设备两部分组成。
热电中采用的燃煤自然循环流化床锅炉为例: 本体设备包括锅筒、炉膛、燃烧设备、受热面(水冷壁、过热器、省煤器和再热器，简称锅炉“四管”)、空气预热器、炉墙、钢架及本体管路和法门及锅炉本体附件等。
辅助设备主要包括输煤系统设备、通风设备、给水处理设备、除尘设备、除灰设备、除渣设备及自动控制设备等。
图1 高压循环流化床锅炉1一点火燃烧器；2一风室；3一布风板；4一密相区；5一稀相区（炉膛水冷壁）；6一屏式过热器；7一大直径下降管；8一锅筒；9一高温绝热旋风分离器；10一对流过热器；11一省煤器；12一空气预热器；13一返料器；14一给煤机图 1为单锅筒、集中下降管、自然循环、倒“U”型悬吊式结构，半露天布臵；高压高温分离循环流化床锅炉的总体结构布臵。
在炉膛与尾部受热面之间布臵了高温旋风分离器及返料装臵等。
燃料自前墙的给煤机（一般为螺旋绞龙型或刮板式）送人炉膛。
炉膛下部有轻油点火器和风室，热风均匀地从布风板上的风帽进入炉膛密相区，在密相区煤与床料搅动而着火及剧烈燃烧。
炉膛具有瘦长的稀相区，从下到上使煤呈流态化燃烧、燃尽。
最后与床料一起从炉膛上部切向进入两台并列的高温旋风分离器。
从分离器分离下来的灰粒及床料经过返料装臵重新回人炉膛密相区完成循环状流动。
燃尽的渣通过布风板上开设的落渣管，排人冷渣器。
炉膛为长方形的即宽度比深度约大一倍，这样使两台旋风分离器及尾部宽度能较好吻合。
锅炉为悬吊结构，水冷壁受热面受热后向下膨胀，但高温分离器为钢架固定，其相对间连接要用专门膨胀补偿器，防止漏风。
尾部对流过热器均为水平布臵，下部冷段过热器出口蒸汽通过左右两台喷水减温器后进入炉膛上部的屏式过热器，屏式过热器出口蒸汽进入对流烟道上部的水平热段对流过热器，最后由顶部出口集箱送出。
锅筒内部除有一次内臵式旋风分离器及顶部均汽孔板外还装设有蒸汽清洗装臵。
单锅筒—只有一个汽包的锅炉称之单锅筒锅炉；集中下降管—从上汽包引出一根或二根下降管至各联箱称之集中下降管；悬吊式结构--锅炉上汽包、水冷壁、联箱、分离器、屏式过热器等都由吊杆悬挂钢架横梁上的结构形式称之悬吊式结构；半露天布臵--锅炉7M操作平台以上露天布臵形式称之半露天布臵，操作平台以下主要布臵送风机、二次风机、除渣设施等。
循环流化床锅炉原理ppt课件
送风系统的几种布置形式 中、小型锅炉风系统 容量较大锅炉的风系统
课题五 除渣除灰系统
除渣系统 除灰系统
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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
点火方式与点火装置
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。
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。
物料循环系统图
煤
煤粒 粒
空气
托
脱流 机
硫 剂
炉膛
烟气
飞灰
物料 分离器
飞灰 立管、回料器
烟气
燃煤制备系统
制煤设备 *钢棒滚筒磨 *锤击式破碎机
制煤系统 *两级破碎系统 *棒磨制煤系统 *锤击磨制煤系统
风烟系统
风系统的分类及作用 一次风、 二次风、 播煤风、 回料风、冷却风、石灰石输送风
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。
课题五 除渣除灰系统
除渣系统 除灰系统
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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
点火方式与点火装置
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。
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。
物料循环系统图
煤
煤粒 粒
空气
托
脱流 机
硫 剂
炉膛
烟气
飞灰
物料 分离器
飞灰 立管、回料器
烟气
燃煤制备系统
制煤设备 *钢棒滚筒磨 *锤击式破碎机
制煤系统 *两级破碎系统 *棒磨制煤系统 *锤击磨制煤系统
风烟系统
风系统的分类及作用 一次风、 二次风、 播煤风、 回料风、冷却风、石灰石输送风
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。
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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
回料阀内部
三、分离器
作用
• 分离器是循环流化床锅炉 的核心部件之一。其主要 作用是将大量的高温固体 物料从炉膛出口的气流中 分离出来。通过返料装置 送回炉膛，以维持燃烧室 快速流态化状态，燃料剂 和脱硫剂多次循环，反复 燃烧和反应。
分离器的种类
• （1）按分离原理分类
–离心分离 –惯性分离 –组合分离
• 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
• 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
• 2、耐火材料用高密度销钉固定，不易 脱落，运行安全可靠。
• 3、锅炉启动速度不受耐火材料升温速 度的限制，负荷调节快捷，启动迅速， 同时旋风分离器的蓄热量也大为降低， 锅炉启动时节省燃料。
• 旋风分离器中心筒采用耐高温、耐腐蚀 的奥氏体钢，可靠性较高。
• 与炉膛之间胀差小，结构简单，具有更 可靠的密封性。
• 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
– 炉膛沿高度基本恒温（850 oC ）， 延长了燃烧时间；
– 物料通过分离器多次循环回炉内， 延长了燃烧时间；
• 2、没有埋管，彻底解决埋管 磨损问题
– 密相区燃烧份额小，不需埋管即 可控制床温；
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 3、为大型化提供了可能
– 燃烧、传热不仅仅局限于浓相区， 炉膛截面热负荷提高2-3倍，更易 实现大型化；
• （2）按进口温度分类
–高温分离 –中温分离 –低温分离
• （3）按是否冷却分类
–绝热式 –水（汽）冷式
分类
• 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
旋风分离器工作原理
• 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
–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；
第二代流化床锅炉— 循环流化床锅炉
“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。
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
流化床基本概念
• “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。
——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
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
• 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”。
旋风分离器的 旋流示意图
旋风分离器
• 组成及结构特 点
– 进口段 – 圆筒体 – 锥体 – 中心筒
旋风分离器
影响旋风分离器分离效率的因素
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度 • 颗粒大小
旋风分离器
• 汽冷式旋风分离器相比较其它形 式的分离器，具有以下的优点：
• 1、耐火材料的用量大大减少，不仅能 缩短启停时间和承担一定的热负荷，也 降低了维护检修的费用。
• 4、脱硫剂利用率提高
– 脱硫剂颗粒变细（0.1-0.3mm）， 利用率提高；
– SO2气体在燃烧区停留时间延长；
• 鼓泡床1-2s，循环流化床3-4s;
– 脱硫剂循环利用，停留时间延长。
脱硫模拟演示
循环流化床实验演示 及 与鼓泡床的对比
鼓泡床
循环床
循环流化床锅炉的工作过程
• 汽冷式旋风分离器外壁温度较低，锅炉 散热损失减小，可提高锅炉效率，降低 运行成本。
• 其缺点是结构复杂，工艺要求高，成本 高，价格贵。
蒸汽冷却的旋风分离器
燃烧室、回料阀、分离器共同构成了
循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 1、燃烧效率提高（可达97.599%)
• 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
• 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
大直径钟罩型风帽优点： 布风均匀、风室不漏渣
二、循环流化系统
返料装 置
返料装置的分类
• 返料装置中的阀有机械阀和非机械阀两大类。 机械阀靠机械构件的动作来达到控制和调节固 体颗粒流量的目的。但由于循环流化床锅炉中 的循环物料温度较高。机械阀的工作环境较为 恶劣，所以现在循环流化床锅炉很少采用机械 阀。
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
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
• 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
回料阀内部
三、分离器
作用
• 分离器是循环流化床锅炉 的核心部件之一。其主要 作用是将大量的高温固体 物料从炉膛出口的气流中 分离出来。通过返料装置 送回炉膛，以维持燃烧室 快速流态化状态，燃料剂 和脱硫剂多次循环，反复 燃烧和反应。
分离器的种类
• （1）按分离原理分类
–离心分离 –惯性分离 –组合分离
• 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
• 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
• 2、耐火材料用高密度销钉固定，不易 脱落，运行安全可靠。
• 3、锅炉启动速度不受耐火材料升温速 度的限制，负荷调节快捷，启动迅速， 同时旋风分离器的蓄热量也大为降低， 锅炉启动时节省燃料。
• 旋风分离器中心筒采用耐高温、耐腐蚀 的奥氏体钢，可靠性较高。
• 与炉膛之间胀差小，结构简单，具有更 可靠的密封性。
• 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
– 炉膛沿高度基本恒温（850 oC ）， 延长了燃烧时间；
– 物料通过分离器多次循环回炉内， 延长了燃烧时间；
• 2、没有埋管，彻底解决埋管 磨损问题
– 密相区燃烧份额小，不需埋管即 可控制床温；
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 3、为大型化提供了可能
– 燃烧、传热不仅仅局限于浓相区， 炉膛截面热负荷提高2-3倍，更易 实现大型化；
• （2）按进口温度分类
–高温分离 –中温分离 –低温分离
• （3）按是否冷却分类
–绝热式 –水（汽）冷式
分类
• 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
旋风分离器工作原理
• 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
–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；
第二代流化床锅炉— 循环流化床锅炉
“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。
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
流化床基本概念
• “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。
——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
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
• 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”。
旋风分离器的 旋流示意图
旋风分离器
• 组成及结构特 点
– 进口段 – 圆筒体 – 锥体 – 中心筒
旋风分离器
影响旋风分离器分离效率的因素
• 进口速度 • 筒体直径 • 颗粒浓度 • 颗粒大小
旋风分离器
• 汽冷式旋风分离器相比较其它形 式的分离器，具有以下的优点：
• 1、耐火材料的用量大大减少，不仅能 缩短启停时间和承担一定的热负荷，也 降低了维护检修的费用。
• 4、脱硫剂利用率提高
– 脱硫剂颗粒变细（0.1-0.3mm）， 利用率提高；
– SO2气体在燃烧区停留时间延长；
• 鼓泡床1-2s，循环流化床3-4s;
– 脱硫剂循环利用，停留时间延长。
脱硫模拟演示
循环流化床实验演示 及 与鼓泡床的对比
鼓泡床
循环床
循环流化床锅炉的工作过程
• 汽冷式旋风分离器外壁温度较低，锅炉 散热损失减小，可提高锅炉效率，降低 运行成本。
• 其缺点是结构复杂，工艺要求高，成本 高，价格贵。
蒸汽冷却的旋风分离器
燃烧室、回料阀、分离器共同构成了
循环流化床锅炉的——
物料循环系统
分离器
燃烧室
回料阀
与鼓泡床相比，循环流化床锅炉有以下优势
• 1、燃烧效率提高（可达97.599%)
• 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
• 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
大直径钟罩型风帽优点： 布风均匀、风室不漏渣
二、循环流化系统
返料装 置
返料装置的分类
• 返料装置中的阀有机械阀和非机械阀两大类。 机械阀靠机械构件的动作来达到控制和调节固 体颗粒流量的目的。但由于循环流化床锅炉中 的循环物料温度较高。机械阀的工作环境较为 恶劣，所以现在循环流化床锅炉很少采用机械 阀。
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
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