循环流化床锅炉的汽水系统和控制系统
浅谈循环流化床锅炉的汽水系统
浅谈循环流化床锅炉的汽水系统摘要：循环流化床锅炉在火力发电中占很大一部分比例。
锅炉的主要控制汽水系统中的汽包水位是锅炉最重要的参数之一，对汽包水位的控制及检测仪表进行介绍。
通过对汽包水位的控制达到蒸发量的稳定。
关键词：汽水系统，汽包水位调节控制，三重量控制1、引言作为锅炉运行中的重要参数之一汽包水位，维持汽包水位平衡是保证机组安全运行的重要条件，也是锅炉正常生产运行的主要指标之一。
水位过高，就会破坏汽水分离装置的正常工作，使蒸汽带水过多，会使汽轮机的喷嘴、叶片结垢，严重时可能使汽轮机发生水冲击而损坏设备。
水位过低，水循环就会被破坏，引起水冷壁管的破裂，严重时会造成干锅，损坏汽包。
本文针对宁夏某台130t/h中温中压循环流化床锅炉的主要系统控制汽水系统进行分析说明，详细介绍锅炉汽包水位的控制方式。
2、锅炉的汽水系统锅炉的汽水系统主要是通过对给水流量的调节，汽包水位的调节使蒸汽量达到稳定状态。
汽水系统系统概述：锅炉给水首先从给水母管，经过给水控制阀和给水调节阀控制调节给水流量到省煤器进口集箱两侧引入，经过水平布置的二组膜式省煤器管组进入省煤器出口集箱，在省煤器中吸热后进入汽包。
经过水循环管吸收炉膛中产生的热量而变成汽水混合物在汽包中进行汽水分离产生饱和蒸汽，再经低温过热器，喷水减温器，高温过热器加热后生成合格的蒸汽到汽轮机中做功。
在启动阶段没有建立足够量的连续给水流入锅筒时，省煤器再循环管路可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱，防止省煤器管子内的水停滞汽化。
见图1。
2、1汽包水位控制汽水系统中的汽包水位是影响锅炉安全运行的重要参数，汽包水位的稳定程度反映了给水流量与蒸汽流量之间的平衡关系。
汽包水位的高低直接影响锅炉的安全运行和蒸汽品质。
为了保持汽包水位的稳定，必须对给水流量进行调节。
在调节时应保持给水流量小范围的波动，给水流量的剧烈波动不但会影响给水管道和省煤器的安全运行还会加重给水泵的负荷，给设备造成不必要的损坏。
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
循环流化床锅炉的汽水系统流程
循环流化床锅炉的汽水系统流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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循环流化床锅炉控制系统的分析与设计
摘要:循环流化床锅炉又被称为CFB锅炉，循环流化床锅炉技术是近十几年发展迅速的燃烧技术，由于锅炉是采用燃油燃气进行燃烧，而循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、适应性广等明显优点，其作为一种高效的清洁燃煤技术，其效用受到人们广泛的关注，在燃煤技术当中占据了有力地位。
随着循环流化床锅炉商业化的快速发展，人们提出了循环流化床锅炉技术自动化运行概念。
本文通过对循环流化床锅炉控制系统的分析与研究，实现对循环流化床锅炉技术自动化的设计，有利于提高循环流化床锅炉的监控管理功能。
关键词:循环流化床锅炉自动控制技术优点1循环流化床锅炉燃烧技术的概念循环流化床锅炉技术具有污染小、安全可靠、燃烧适应性广等特点，其根据自身优势活跃在工业锅炉及废弃物处理等领域，循环流化床锅炉技术拥有很大的商业发展空间。
循环流化床燃烧技术作为一种新型的燃烧技术，其燃烧系统较为复杂，燃料燃烧形成飞灰始终流动在锅炉燃烧系统当中，流动状态的燃烧飞灰浓度较大容易影响其他控制技术的发挥，所以在循环流化床锅炉工作的过程中还需要人工进行操作调节。
如何调节各个参数之间的影响，使其控制系统操作变得稍微简单一些，对循环流化床锅炉控制系统进行研究与分析，设计合理有效的循环流化床锅炉控制系统是目前需要解决的问题。
2循环流化床锅炉控制系统的分析2.1燃烧控制系统循环流化床锅炉燃烧控制系统要保证燃烧过程中热量与负荷相适应，减少燃料不必要的损耗，从而实现锅炉燃烧控制系统的安全及高效运行。
锅炉燃烧控制系统具体可表现为对稳定的蒸汽压力及料床温度、锅炉燃烧的经济与环保、控制炉膛压力及床高范围等方面的控制。
循环流化床锅炉燃烧机理比较复杂，各参数之间耦合关系难以控制，被调参数容易同时受到多个调节参数的影响，给操控和受控变量配对造成了困难，所以循环流化床锅炉自动化控制难于一般锅炉的控制。
目前设计的燃烧控制系统比较简单，在燃烧自动控制系统运作的过程中，容易受到各个环节的影响，导致燃烧自动控制系统无法发挥出自动化控制的效用，最后还是依靠人工手动操作控制系统完成。
300MW循环流化床锅炉协调控制系统
300MW循环流化床锅炉协调控制系统摘要：随着科学技术在社会各个领域的广泛运用，它在提高生产力和降低能源消耗方面发挥着积极的作用。
循环流化床锅炉（CFB）作为一项新技术已经投入商业运行，特别是在能耗高、污染严重的热电行业。
但控制问题却始终困扰着锅炉运行有效性，使得燃烧效果不尽人意，不利于设备功能的充分发挥。
因此加强对循环流化床锅炉协调控制系统的研究至关重要。
关键词：300MW；循环流化床锅炉；协调控制系统人们日益增强的环境保护意识对各行各业产生了巨大的影响。
循环流化床锅炉以其自身对环境污染小、适应性强等优势，在发电厂、热电厂等中得到了广泛应用。
但随着企业的发展，对循环流化床锅炉控制提出了更高的要求。
一、分析控制特点1.300 MW CFB锅炉与小型CFB锅炉的区别。
（1）锅炉的设备和结构不同。
小型CFB锅炉没有外置床，受热面均布置在炉内。
本型300 MW CFB锅炉布置有4台外置床，分别为左侧炉膛中过外置床、左侧炉膛高再－低过外置床、右侧炉膛中过外置床和右侧炉膛高再－低过外置床，外置床用于床温控制和再热汽温控制。
来自旋风分离器的高温物料一部分经密封槽回到炉膛，一部分通过锥型阀进入外置床，在外置床中的受热面进行热交换，放热后的温度较低的物料最后从外置床另一端进入炉膛，与炉膛内的床料混合。
小型CFB锅炉只有一个炉膛，物料在一个床上进行流化燃烧。
本型300 MW CFB锅炉为裤衩型双布风板结构炉膛，是双炉膛结构，物料在左右两个床上进行流化燃烧，中间有一定高度的隔墙分开。
“翻床”是双炉膛结构的流化床锅炉普遍会发生的现象，ALSTOM这种结构的流化床锅炉在国内外其他电厂也常常出现“翻床”。
（2）锅炉的控制方式不同。
小型CFB锅炉的床温和床压控制各为1套控制系统，本型300 MW CFB锅炉的床温和床压控制各为2套控制系统，左侧和右侧单独控制。
控制方式最大的不同是床温控制。
小型CFB锅炉的床温控制主要是靠调整一次风流量来完成，有时也要利用二次风来辅助调整，调整手段有限。
循环流化床锅炉设备技术问答题
循环流化床锅炉设备技术问答题1、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成？答：循环流化床锅炉主要由燃烧系统设备、气固分别循环设备、对流烟道三局部组成。
其中燃烧设备包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、燃油〔燃气〕及给煤系统等几局部。
气固分别循环设备包括物料分别装置和返料装置两局部；对流烟道包括过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面。
2、流化床燃烧设备分为哪几种类型？答：流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉，按工作条件可分为常压和增压流化床锅炉。
3、循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备？答：循环流化床锅炉的汽水系统一般包括尾部省煤器、汽包、水冷系统、汽冷式旋风分别器的进口烟道、汽冷式旋风分别器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接收道、低温再热器、屏式再热器及连接收道。
4、汽冷旋风分别器的构造是怎样的？答：汽冷式旋风分别器上半局部为圆柱形，下半局部为锥形。
分别器烟气出口〔旋风分别器的中心筒〕为圆筒形钢板件形成的一个端部放开的圆柱体，长度几乎伸至旋风分别器圆柱体一半位置。
进入分别器的细颗粒和烟气旋转向下流淌至圆体区域而后向上流淌，被分别的颗粒落入圆柱体的底部，进入与分别器相连接的立管和回料器，没有被分别的细小颗粒和烟气由分别器烟气出口离开分别器。
旋风分别器为膜式包墙过热器构造。
其顶部与底部均与环形联箱相连接，墙壁管子在顶部向内弯曲，使得在旋风分别器管子和烟气出口筒之间形成密封构造。
其内部流淌的介质为经过旋风分别器进口烟道受热面加热过的过热蒸汽，过热蒸汽先由分别器进口烟道受热面的出口联箱经导汽管引至旋风分别器下部环形联箱，后经包覆在分别器四周的管子，受热后引至上部环形联箱，后经导汽管进入侧包墙过热器。
旋风分别器的内外表焊接了大量短销钉，并敷设有防磨材料，其厚度距管子外外表有 20～30 ㎜。
汽冷分别器外部为类似于水冷壁外部的保温层和护板。
5、循环流化床锅炉分别机的构的作用是什么？答：循环流化床锅炉的分别机构是循环流化床的关键部件之一，其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分别出来，送回燃烧室，以维持燃烧室的快速流化状态，保证物料和脱硫剂屡次循环，反复燃烧和反响，提高燃烧效率和脱硫效率。
循环流化床锅炉的系统流程
循环流化床锅炉的系统流程一、.概述锅炉采用单锅筒横置式，单炉膛自然循环，全悬吊结构，全钢架“∩”布置。
运转层标高8.5m，炉膛采用膜式水冷壁，锅炉中部是汽冷旋风分离器，尾部竖井烟道布置了多组蛇形管受热面和锅炉包覆管受热面及一、二次风空气预热器。
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左右水冷风室，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二次风咀进入炉膛，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（携带大量未燃尽碳颗粒）在炉膛上部进一步燃烧放热。
离开炉膛并夹带大量物料的烟气经蜗壳式汽冷旋风分离器之后，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、高温过热器、低温过热器、省煤器、一、二次风空气预热器由尾部烟道排出。
二、锅炉结构1、炉膛水冷壁系统炉膛由膜式水冷壁组成，保证了炉膛的严密性。
炉膛横截面为4511×9082mm，炉顶水冷标高36152.5mm（水冷中心线标高），膜式水冷壁由Φ60×6锅炉管和6×20.5mm扁钢焊制而成，管节距为80.5mm；在炉膛的左右中心线处靠近前部水冷壁设置水冷屏，炉膛水冷壁（屏）通过水冷上集箱（包括水冷屏上集箱）由吊杆悬挂于钢架顶部的框架上。
水冷壁集箱采用Φ273×35锅炉管。
水冷壁下部焊有销钉用以固定高强度耐高温防磨耐火材料。
保证该区域水冷壁安全可靠地工作。
水冷壁向下弯制构成水冷风室，水冷布风板。
水冷壁上设置测量孔、检修孔、观察孔等。
水冷壁上的最低点设置放水排污阀。
膜式水冷壁外侧设置数层刚性梁，保证了整个炉膛有足够的刚性。
在锅炉炉膛外侧布置止晃装置。
由4根Φ325×25、1根Φ219×20的集中下降管和28根下降支管，及32根汽水引出管组成5个回路的水冷循环系统。
循环流化床锅炉主要设备及系统
旋风分离器的旋流示意图
烟气从切向进入分离器筒体，烟气中所含较粗的颗粒物体在较大的离心力、惯性力、重力的作用下，甩向筒体壁落下。被分离的物料通过回路密封装置和回料管而返回流化床内，烟气中较细的飞灰与烟气一起通过分离器的中心管筒从分离器顶部进入锅炉的尾部对流区域。
水冷分离器
结构特点 水冷 优缺点 优点 热惯性小，启动时间短 不易结焦 缺点 制造工艺复杂，昂贵
工作特点： 四面水冷壁的下集箱是相互连通的，左、右侧水冷壁各有一个上集箱，前、后水冷壁有共用一个上集箱（顶棚集箱） ，水经集中下水管进入下集箱，然后经水冷壁引入上集箱，再由汽水引出管将汽水混合物引至锅筒。
水冷壁
水冷壁管内的水流分配和受热合理，以保证沿燃烧室宽度均匀产汽，沿汽包全长的水位均衡，防止发生水循环不良现象。
汽水系统 锅炉给水从省煤器进口集箱引入，逆流向上经过顺列布置省煤器管组，由出口集箱的右端通过上水管从汽包右封头引入锅筒，在启动阶段没有给水流入锅筒时，省煤器再循环系统可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱，以保护省煤器。 锅筒通过两根下降管和连接管将锅水送至水冷壁下联箱。联想内锅水向上流经风室水冷壁、炉膛水冷壁、经过各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离，被分离出来的水重新引入锅筒水空间。被分离出来的饱和蒸汽由蒸汽引出管引至低温过热器进口集箱，经低温过热器到一级减温器，然后到中温过热器在到二级减温器，最后到高温过热屏产生合格的蒸汽到汽机。
锅炉给水首先被引至尾部烟道省煤器进口右侧集箱，逆流向上经过顺列布置，管束采用光管布置，管式省煤器管组进入省煤器出口集箱，通过省煤器引出管从锅筒左右封头进入锅筒。在启动阶段没有建立足够量的连续给水流入锅筒时，省煤器再循环管路可以将锅水从锅筒引至省煤器进口集箱，防止省煤器管子内的水停滞汽化。本锅炉为自然循环锅炉。锅炉的水循环采用集中供水，分散引入、引出的方式。给水引入锅筒水空间，并通过集中下降管和与之相连的下水连接管及分散下降管分别引入水冷壁下集箱和水冷蒸发屏进口集箱。锅水在向上流经炉膛水冷壁、水冷蒸发屏的过程中被加热成为汽水混合物，经各自的上部出口集箱通过汽水引出管引入锅筒进行汽水分离。被分离出来的水重新进入锅筒水空间，并进行再循环，被分离出来的饱和蒸汽从锅筒顶部的蒸汽连接管引出。
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12. 床压控制回路
控制燃烧室内床料量→床温、传热效率、脱硫
13. 启动燃烧器燃油流量控制回路
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1. 定义
➢ 过热器：将饱和蒸汽加热为过热蒸汽的热交换器 ➢ 再热器：将汽轮机高压缸排气重新加热到一定温度的热交换器
2. 作用
➢ 提高电站循环热效率 ➢ 降低汽轮机末级叶片的排气湿度
3. 布置位置：烟温较高的烟道内，甚至炉膛内部
➢ 管屏式受热面 ➢ 翼形屏式受热面
4. 可能的事故：受热面管子超温或磨损而爆管
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二、控制回路的内容
4. 进口风温控制回路
保证空预器冷端温度高于烟 气中硫酸的露点，防止低温腐蚀
5. 过热汽温控制回路 6. 再热汽温控制回路 7. 床温控制回路
根据锅炉负荷要求将床温维 持在规定值（880℃）
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二、控制回路的内容
8. 一次风流量控制回路
第五章 汽水系统和控制系统
第一节 循环流化床锅炉汽水系统的布置 第二节 循环流化床锅炉汽水系统的设备组成 第三节 循环流化床锅炉调节控制的基本要求 第四节 循环流化床锅炉的分散控制系统
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第一节 汽水系统的布置
一、功能概述
1. 汽水系统定义
给水送入省煤器后直至变成过热蒸汽离开锅炉所经过的整个系统
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二、系统布置
3. 给水加热流程
➢ 给水通过5回路在炉膛和尾部烟道内加热成汽水混合物→引至汽包进 行汽水分离
• 水被送入汽包水空间继续水循环 • 蒸汽从汽包顶部引出进入过热器受热面，送往汽轮机
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第二节 汽水系统的设备组成
一、省煤器
1. 定义：利用锅炉尾部烟气热量加热给水的热交换器
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CFB屏过、屏再爆管
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第三节 调节控制的基本要求
一、调节控制系统的主要功能
锅炉主控、给水控制、汽温控制、一次风量控制、二次风量控制、风 机进口风温（暖风器）控制、床温控制、引风量控制、燃料量控制、 石灰石量控制、炉渣排放控制、启动燃烧器及其风量控制
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二、控制回路的内容
1. 锅炉负荷控制回路
锅炉负荷需求信号→燃料量及所需空 气量改变→在维持预设的主蒸汽P值下，改 变所需蒸汽流量、燃料放热量及整个热力 过程
2. 热量补偿控制回路
考虑锅炉传热量和燃料发热量蒸汽 量平衡，以维持汽包中所要求的水位
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省煤器结构及布置示意图
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二、蒸发受热面
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二、蒸发受热面
1. 汽包——主要作用
➢ 1）工质加热、蒸发、过热各过程 的连接枢纽和分界
➢ 2）增加锅炉蓄热量，利于锅炉运 行调节
➢ 3）改善蒸汽品质 ➢ 4）保证锅炉安全运行
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二、蒸发受热面
2. 下降管
➢ 1）作用：汽包中水通过其不断送往水冷壁下联箱，供给水冷壁，以 维持正常水循环
➢ 2）分类
• 小直径分散下降管（小容量锅炉）：流动阻力较大，不利于水循环 • 大直径集中下降管（大容量锅炉）：流动阻力小，节约钢材，简化布置
➢ 3）联箱作用
• 集中混合工质并均匀分配 • 连接管径和数量不同的管子
2. 作用：节省燃料；改善汽包工作条件；降低锅炉造价
3. 分类
➢ 1）按使用材料区分
• 钢管：强度高、耐冲击、工作可靠、传热性能好、重量轻、体积小、价廉；耐腐蚀差 • 铸铁
➢ 2）按出口水温区分：沸腾式（中压）、非沸腾式（高压）
4. 结构：水平蛇形管 + 进、出口联箱
5. 材料：合金钢
6. 磨损问题解决办法：控制烟速、管子弯头处加防磨罩、采用鳍片式、膜 式省煤器（还可增加传热面积）
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二、蒸发受热面
3. 水冷壁（蒸发受热面）
➢ 1）传热方式：辐射、对流 ➢ 2）主要作用：产生汽水混合物；降低锅炉造价；防止结渣，保护炉
墙； ➢ 3）结构形式
光管式、膜式、销钉管式
➢ 4）耐火防磨内衬 ➢ 5）翼形管墙水冷壁管
增加蒸发受热面吸热量
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省煤器、汽包、下降管、水冷壁、过热器、再热器及其相应的联箱、连接管道
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二、系统布置
2. 实例
➢ 1）炉膛内 • 水冷壁 • 蒸发管 • 第二级过热器
➢ 2）锅炉尾部 • 包覆过热器 • 第三、第一级过热器 • W型蒸发屏 • 省煤器 • 空预器
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膜式水冷壁
充分保护炉墙 良好气密性，减少漏风，保证正压燃烧 能以较大面积吸收炉膛辐射热 便于采用敷管式炉墙，薄而轻，简化结构 便于焊成组件出厂，方便安装
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销钉管式
炉膛下部敷设耐火层
汽水冷旋风筒
回料装置内部
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双面膜式水冷壁
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三、过热器和再热器
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卧式蛇形管对流式过热器
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包墙管过热器
汽包/汽冷旋风分离器→侧包 墙上联箱→侧包墙管过热器 →侧包墙下联箱→前包墙→ 烟道进口下联箱→两个烟道 进口垂直联箱→前墙进口上 联箱→顶棚包墙管→后墙包 墙管→后墙下部联箱（第一 级对流过热器入口联箱）
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2. 系统功能
通过受热面吸收烟气热量，工质水→饱和蒸汽→过热蒸汽
3. 系统要求
有效吸收燃料释热，给水经加热、蒸发、过热等过程变为过热蒸汽
4. 系统受热面组成：省煤器、水冷壁、过热器、再热器 5. 布置参考因素：蒸汽参数、锅炉容量、燃料性质
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二、系统布置
1. 循环流化床（自然循环汽包锅炉）汽水系统主要组成
一次风作用 ➢ 1）流化燃料 ➢ 2）燃烧配风产生高温烟气
9. 二次风流量控制回路
二次风作用 ➢ 1）作为给煤机密封风，促使煤顺利进入炉膛，防止烟气回流 ➢ 2）确保燃料完全燃烧，以控制床温和调整过剩空气量
10. 炉膛负压控制回路（100Pa）
2020年4月15日
二、控制回路的内容
11. 石灰石量控制回路