循环流化床锅炉物料循环燃烧系统
简介
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统是一种高效、环保的能源利用系统，广泛应
用于工业领域。该系统通过将燃烧物料在循环流化床锅炉内循环燃烧，实现能源高效利用和废物减量化处理的目的。
工作原理
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作原理基于循环流化床锅炉的原理。循
环流化床锅炉是一种通过床料内气体或气固两相混合物流化运动实现燃烧的锅炉系统。在物料循环燃烧系统中，将燃烧物料（如煤、生物质等）通过给料系统送入循环流化床锅炉的燃烧区域。
在燃烧区域，燃烧物料与在床内循环流动的大量气体（如空气、蒸汽等）充分
接触，形成高温、高压的燃烧环境。燃烧物料在循环流化床锅炉内经历一系列的物理和化学变化，燃烧过程释放出的热能被锅炉系统吸收，用于产生蒸汽或供热。
经过燃烧的废物残渣在循环流化床锅炉内保持循环运动，一部分被作为床层物
料继续参与燃烧过程，另一部分则被排出系统进行处理或回收利用。这种循环的废物残渣处理方式不仅能够减少废物的排放，还能实现废物资源化利用。
主要组成部分
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下几个组成部分构成：
1.燃料供给系统：燃料供给系统主要包括煤、生物质等燃烧物料的储存、
输送和给料装置。该系统通过合理的物料储存和输送，保证燃料的稳定供给，满足系统的燃烧需求。
2.循环流化床锅炉：循环流化床锅炉是整个系统的核心部分，它通过循
环流化床技术实现燃料的循环燃烧。循环流化床锅炉具有体积小、出力高、燃烧效率高等特点，能够适应不同种类的燃料。
3.空气供给系统：空气供给系统主要包括空气预热器、风机等设备，用
于将空气供给循环流化床锅炉，实现燃料与氧气的充分混合，提高燃烧效果和热效率。
4.烟气处理系统：烟气处理系统是为了满足环保要求，对燃烧产生的废
气进行处理。主要包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等设备，通过物理和化学方法对废气中的颗粒物、硫化物、氮氧化物等有害物质进行处理，达到排放标准。
5.蒸汽产生系统：蒸汽产生系统用于将燃烧释放出的热能转化为蒸汽能。
蒸汽产生系统主要由蒸汽锅炉和蒸汽涡轮发电机组成。
优势和应用领域
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统具有以下几个优势：
1.高效利用：通过循环流化床技术，使得燃烧物料与气体充分接触，燃
烧效率高，能源利用效率提高。
2.良好环保性：燃烧过程中，通过烟气处理系统对废气进行净化处理，
减少了对环境的污染。
3.废物减量化处理：循环流化床锅炉能够将废物残渣持续循环利用，减
少了排放和处理废物的成本。
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统在以下领域得到广泛应用：
1.火力发电：循环流化床锅炉能够高效利用不同种类的燃料，提供稳定
可靠的蒸汽能源，满足火力发电厂的需求。
2.工业供热：循环流化床锅炉通过燃烧物料产生的热能，提供热水、蒸
汽等供热介质，满足工业生产中的热能需求。
3.废物处理：循环流化床锅炉能够对废物进行高效燃烧，减少废物的体
积和污染物的排放，实现废物减量化处理。
结论
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统是一种高效、环保的能源利用系统，通过循
环流化床技术实现燃料的循环燃烧和废物的减量化处理。该系统具有高效利用能源、良好的环保性和废物减量化处理等优势，在火力发电、工业供热和废物处理等领域得到广泛应用。随着环保要求的提高和能源利用效率的重视，循环流化床锅炉物料循环燃烧系统将在未来得到更广泛的发展和应用。
第一章绪论 第一节循环流化床锅炉工作过程 一- 循环流化床锅炉燃烧系统 一次风：流化风．压头高 二次风：炉膛密相区上部送入。（分级送风） 燃料：破碎后送入床内． 旋风分离器下的物料：1．送回床内。2．进低速的流化床换热器送床内旋风分离器出口烟气：尾部烟道。 图－1循环流化床锅炉工作过程示意图 二- 循环流化床锅炉的汽水系统 第二节循环流化床锅炉的特点 一- 循环流化床锅炉的优点 1．燃料的适应性广 （1）循环流化床燃烧技术可用于燃烧各种劣质燃料 （2）确定的循环流化床锅炉燃料偏离设计值，燃烧受到影响。
2．燃烧效率高 （1）国外99％（2）国内95％－99％。 3．高效脱硫 （1）低温燃烧，最佳脱硫温度。 （2） Ca/s=1.5~2.5. 脱硫效率：90％ 4．氮氧化物（NO x）排放低 （1）低温燃烧：主要是燃料型NO x生成。 （1）分段燃烧：抑制燃料型NO x的生成，并使部分生成NO x还原。 5．燃烧强度高，炉膛截面小，qＡ＝3~6MW/m2 6. 燃料预处理及给煤系统简单。 （1）煤粒度＜13mm，破碎。（2）床内混合强烈，给煤点少。7．负荷调节范围大，调节速度快。 8．易于实现灰渣综合利用。 （1）低温燃烧。（2）灰渣含碳量低。 二- 循环流化床的缺点 １．N2O排放率高 ２．厂用电率高。
第二章循环流化床流体的动力学特性 第一节流态化的现象和定义 一、颗粒流态化的概念 在生活中，人们常会见到一些自然现象，如大风将沙尘扬起，形成沙尘天气和沙尘暴；河水携带泥沙，形成水土流失等。这些自然现象中，有一种固体像流体一样流动的现象。这种现象最早在1900—1909年被人们运用于粮食干燥、运输和石化、冶金等领域。我们在日常生活中看到的气流式彩票摇号机以及喷泉的水柱上浮动的球体，也是流体悬浮较重固体现象的应用。 1. 流态化现象 当气体或液体以一定的速度向上流过固体颗粒层时，固体颗粒层呈现出类似于液体状态的现象，称为流态化现象。 2. 流态化的定义 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料产生的作用力与固体颗粒所受的其他外力相平衡时，固体颗粒层会呈现出类似于液体状态的现象或者当固体颗粒群与气体或液体接触时固体颗粒转变成类似流体状态，这种操作状态称为流态化。 3. 流态化过程及临界流化速度 当流体向上流过颗粒床层时，固体颗粒的运动状态是变化的。流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过。当流速增加到某一速度之后，，颗粒不再由分布风板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。此时，对于单个颗粒来讲，它不再依靠与其他邻近颗粒的接触而维持它的空间位置，相反地，在失去了以前的机械支承后，每个颗粒可在床层中自由运动，就整个床层而言，固体颗粒具有许多类似流体的性质(这种状态就被称为流态化)。使颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低的流体流速，称为临界流化速度。 4. “散式”流态化和“聚式”流态化 一般的液固流态化，由于颗粒均匀地分散于床层中，故称为“散式”流态化。而一般的气固流态化，由于气体并不均匀地流过颗粒床层，一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒则被分成群体作紊流运动，床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化，因此这种流态化称为“聚式”流态化。 二、流态化的流体力学特性 1．流化床的流体力学性质 流化床流态化后，具有与流体一样的性能，主要表现在以下几个方面： (1) 浮力定律：密度小于流体密度的物体会浮在床层表面上。 (2) 液面特性：床表面保持水平，形状保持容器的形状。 (3) 小孔射流：在流化床侧面开孔，流化床固体物料像流体一样射流，离床层上表面越近，射流距离越小，越靠近流化床底部，射流距离越大，也可以从底部流出去。 (4) 连通效应：几个流化床底部联通后，床层高度自动保持同一水平高度。气体流化床的拟流体性质见(图2)
循环流化床锅炉的原理及结构 循环流化床锅炉是在炉膛里把燃料控制在特殊的流化状态下燃烧产生蒸汽的设备。 循环流化床锅炉工作原理及特点： 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其锅炉称为流化床锅炉。 循环流化床锅炉是在鼓泡流化床锅炉技术的基础上发展起来的新炉型，循环流化床锅炉炉内流化风速较高（一般为4～8m/s），在炉膛出口加装了气固物料分离器。被烟气携带排出炉膛的细小固体颗粒，经分离器分离后，再送回炉内循环燃烧。 循环流化床锅炉可分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。 循环流化床锅炉燃烧所需的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，燃料的燃烧主要在炉膛中完成，炉膛四周布置有水冷壁用于吸收燃烧所产生的部分热量。炉膛内燃烧所产生的大量烟气携带物料经分离器入口加速段加速进入分离器，将烟气和物料。物料经料斗、料腿、返料阀再返回炉膛；烟气自中心筒进入分离器出口区，流经转向室、进入尾部烟道。 锅炉给水经省煤器加热后进入汽包，汽包内的饱和水经集中下降管、分配管进入水冷壁下集箱，加热蒸发后流入上集箱，然后进入汽包；饱和蒸汽流经顶棚管、后包墙管、进入低温过热器，由低过加热后进入减温器调节汽温，然后经高过将蒸汽加热到额定蒸汽温度，进入汇汽集箱至主气管道。 循环流化床锅炉燃烧的基本特点： (1)低温的动力控制燃烧 循环流化床燃烧是一种在炉内使高速运动的烟气与其所携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，并具有大量颗粒返混的流态化燃烧反应过程；同时，在炉外将绝大部分高温的固体颗粒捕集，并将它们送回炉内再次参与燃烧过程,反复循环地组织燃烧。炉膛温度一般控制在850-950℃之间，（850℃左右为最佳脱硫温度）低于一般煤的灰熔点。
循环流化床锅炉物料循环系统故障原因分析及解决措施 班级：2003级 姓名：李合成 指导教师：王永征
摘要：物料循环系统是流化床锅炉燃烧系统中一个极其重要的部件，它一般有燃烧室、返料装置和立管组成，其返料装置是关系锅炉燃烧效率和运行调节的一个重要部件，其工作的可靠性对循环流化床锅炉的安全经济运行具有重要影响⑴。物料循环系统在运行中常见堵塞、分离效率下降、烟气反窜等问题，针对这些问题，并结合笔者所在公司锅炉物料循环系统有关系统故障实例，分析了这些问题的结构及运行上原因，并提出了防止措施，说明了从运行及检修中加强对返料装置正确维护操作的重要性。 关键词:循环流化床物料循环故障原因解决措施
目录 摘要 1、概述 (1) 2、物料循环系统结构及工作原理 (1) 3、物料循环系统出现的问题及防止措施 (3) 3.1物料堵塞 (3) 3.1.1堵塞原因分析 (4) 3.1.2防止措施及处理 (4) 3.2分离效率下降 (4) 3.2.1原因分析 (4) 3.2.2处理措施 (5) 3.3返料阀烟气反窜 (5) 3.3.1烟气反窜的原因 (5) 3.3.2处理措施 (6) 3.4结焦 (6) 3.4.1原因分析 (6) 3.4.2处理措施 (7) 4、结论 (7) 参考文献 (8) 致谢 (8)
循环流化床锅炉物料循环系统故障原因分析及解决措施 1、概述 循环流化床锅炉可以分为两个部分。第一部分有炉膛（流化床燃烧室）气固分 离设备（分离器）、固体物料再循环设备（反料装置、反料器）和外置换热器等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为尾部对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等。流化床是近几十年才发展起来的新生事物，它的设计及运行都有待不断积累经验去完善。相对于常规煤粉炉，它主要增加了一套物料循环系统，即燃料在循环过程中燃烧与放热。物料循环系统可谓是流化床锅炉燃烧系统中一个核心部件，它的工作状态，直接影响到锅炉的燃烧效率、负荷调节能力和锅炉安全运行。因此有必要对循环流化床锅炉物料循环系统故障原因、处理、预防措施等方面进行分析并提出解决办法，不断提高运行水平。 2、物料循环系统结构及工作原理 物料循环系统一般由燃烧室、返料器和立管组成，物料在循环流化床锅炉中正常循环是锅炉安全、可靠运行的前提。为保证循环物料稳定流动、返料装置应当满足以下基本要求： 1、物料流动稳定。由于循环的固体物料温度较高，返料装置中又有充气，在设计时应保证物料在返料装置中流动通顺，不结焦。 2、气体不反窜。由于分离器内的压力低于燃烧室的压力返料装置将物料从低压区送到高压区，必须有足够的压力，来克服负压差既起到气体的密封作用而又能将固体颗粒送回床层。对于旋风分离器，如果有气体从返料装置反窜进入，将大大降低分离效率，从而影响物料循环和整个循环流化床锅炉的运行。 3、物料流量可控。循环流化床锅炉的负荷调节很大程度上依赖于循环物料量的变化，这就要求返料装置能稳定的开启或关闭固体物料的循环，同时能够调节或自动平衡固体物料
循环流化床锅炉设备 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、气固分离循环设备、对流烟道三部分组成。其中燃烧设备包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、燃油（燃气）及给煤系统等几部分。 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。11、布风板的种类有哪些？其作用是什么？ 答：目前流化床锅炉采用的布风板有冷却型和非冷却型两种。冷却型布风板是由燃烧室水冷壁弯曲构成的，一般和水冷风室同时采用。它是为了采用床下点火所设置的。 12、流化床为什么要求布风板要有一定的压降？ 答：一个稳定的流化床要求布风板要有一定的压降，一方面使气流在布风板下的速度分布均匀，另一方面可以掏由于气泡和床层起伏等原因引起颗粒分布和气流速度分布不均匀。布风板压降的大小与布风板上风帽开孔子率的平方成正比。布风板的压降会造成压头损失与风机电耗，因此布风板设计时布风板阻力取为维持均匀稳定床层需要的最小布风板压降。一般布风板阻力为整个床层阻力（布风板阻力加料层阻力）的20﹪～30﹪时，可以维持订层稳定的运行。 13、风帽的作用是什么？ 答：风帽是保证锅炉安全经济运行的关键部件，其作用是实现流化床锅炉均匀布风。 14、布风板风帽的种类有哪些？ 答：风帽的种类有钟罩式、蘑菇头式、导向式、猪尾巴式等。 15、大直径钟罩式风帽的特点是什么？ 答：⑴内客设计合适阻力，可使布风均匀，调节性能好，运行稳定。 ⑵外帽小孔风速低，降低风帽间的磨损。 ⑶外帽与内管螺纹连接，便于检修。 ⑷运行时风帽不易堵塞，不易倒灰。 ⑸使用寿命长，不易损坏。 16、什么是风帽的开孔率？
目录 循环流化床锅炉燃烧控制系统的设计 (1) 摘要 (1) ABSTRACT (2) 第1章绪论 (3) 1.1循环流化床锅炉燃烧技术背景 (3) 1.2国内外研究现状及发展动态 (4) 1.3循环流化床锅炉特性和优缺点 (5) 1.3.1 循环流化床锅炉的特性 (5) 1.3.2循环流化床锅炉的优缺点 (6) 1.4本文主要研究内容 (7) 第2章循环流化床锅炉 (8) 2.1循环流化床锅炉工作原理 (8) 2.1.1流态化现象 (9) 2.1.2临界流化速度 (9) 2.2循环流化床基本结构 (10) 2.2.1循环流化床锅炉炉膛 (10) 2.2.2布风装置 (12) 2.2.3分离器 (12) 2.2.4返料装置 (13) 2.2.5换热器 (13) 2.2.6高温灰渣冷却装置 (14) 2.2.7点火装置 (15) 2.2.8循环流化床给煤给料装置 (15) 第3章循环流化床锅炉模型建立 (17) 3.1燃烧物料循环系统建模 (17) 3.1.1物料循环算法模块 (17) 3.1.2旋风分装置算法模块 (18) 3.1.3返料器算法模块 (18) 3.2炉膛温度分布模型建立 (19)
3.3烟风分布模型 (21) 3.3.1压力节点算法介绍 (21) 3.3.2流体网络搭建 (22) 第4章循环流化床锅炉燃烧系统的优化控制 (22) 4.1前馈控制系统 (22) 4.2循环流化床锅炉床温控制 (23) 4.2.1床温控制回路 (23) 4.2.2床温控制器PID参数优化 (25) 4.3循环流化床锅炉主蒸汽压力控制 (26) 4.3.1主蒸汽压力控制回路 (26) 4.3.2主蒸汽压力控制器PID参数优化 (28) 第5章结论与展望 (30) 参考文献 (31) 致谢 (32)
循环流化床锅炉简介 循环流化床锅炉是一种以煤粉为燃料，使用炉膛内高速流化床的燃烧 技术。在循环流化床锅炉的炉膛内，燃料与气体混合后在高速气流的作用 下形成悬浮状态，使燃料粒子充分接触，燃烧效率高。在锅炉炉膛上部设 置了分离器，通过分离器将煤粉和燃烧产物分离，燃烧产物通过锅炉排放，而煤粉经过循环系统再次进入炉膛燃烧。 循环流化床锅炉的燃烧效率相较于传统的锅炉有较大的提高。首先， 在循环流化床锅炉中，煤粉可以充分混合、燃烧，燃烧效果好。此外，废 气中的一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）等有害物质得到有效控制，减 少了对环境的污染。另外，循环流化床锅炉利用炉内高温气体的再循环， 使得燃烧产热效率得到提高。因此，循环流化床锅炉具有热效率高、燃烧 效果好、污染物排放少的特点。 循环流化床锅炉的应用领域非常广泛。首先，在电力行业，循环流化 床锅炉可以广泛应用于热电厂，供应热水和蒸汽等能源。其次，在钢铁、 化工等行业，循环流化床锅炉可以作为工业锅炉使用，提供生产过程中需 要的热能。此外，在城市供热行业，循环流化床锅炉可以用于供暖和生活 热水等领域。因此，循环流化床锅炉的应用场景非常多样化。 随着环保意识的提高以及国家对污染物排放的要求越来越严格，循环 流化床锅炉在未来的发展前景非常广阔。传统的锅炉技术由于燃烧不完全、污染物排放过高，逐渐被淘汰。而循环流化床锅炉凭借其高效、低污染的 优势，成为了锅炉行业的发展方向。未来，循环流化床锅炉将继续推广应 用于电力、化工、石油、钢铁等行业，同时技术将不断进步，使得循环流 化床锅炉更加高效、低耗、低污染。
总结起来，循环流化床锅炉是一种高效、低污染的燃煤锅炉技术。它利用炉膛内高速气流形成悬浮状态的燃料粒子，提高了燃烧效率，减少污染物排放。循环流化床锅炉在电力、工业、供热等领域应用广泛，未来有着良好的发展前景。
循环流化床锅炉物料循环燃烧系统 简介 循环流化床锅炉物料循环燃烧系统是一种高效、环保的能源利用系统，广泛应 用于工业领域。该系统通过将燃烧物料在循环流化床锅炉内循环燃烧，实现能源高效利用和废物减量化处理的目的。 工作原理 循环流化床锅炉物料循环燃烧系统的工作原理基于循环流化床锅炉的原理。循 环流化床锅炉是一种通过床料内气体或气固两相混合物流化运动实现燃烧的锅炉系统。在物料循环燃烧系统中，将燃烧物料（如煤、生物质等）通过给料系统送入循环流化床锅炉的燃烧区域。 在燃烧区域，燃烧物料与在床内循环流动的大量气体（如空气、蒸汽等）充分 接触，形成高温、高压的燃烧环境。燃烧物料在循环流化床锅炉内经历一系列的物理和化学变化，燃烧过程释放出的热能被锅炉系统吸收，用于产生蒸汽或供热。 经过燃烧的废物残渣在循环流化床锅炉内保持循环运动，一部分被作为床层物 料继续参与燃烧过程，另一部分则被排出系统进行处理或回收利用。这种循环的废物残渣处理方式不仅能够减少废物的排放，还能实现废物资源化利用。 主要组成部分 循环流化床锅炉物料循环燃烧系统主要由以下几个组成部分构成： 1.燃料供给系统：燃料供给系统主要包括煤、生物质等燃烧物料的储存、 输送和给料装置。该系统通过合理的物料储存和输送，保证燃料的稳定供给，满足系统的燃烧需求。 2.循环流化床锅炉：循环流化床锅炉是整个系统的核心部分，它通过循 环流化床技术实现燃料的循环燃烧。循环流化床锅炉具有体积小、出力高、燃烧效率高等特点，能够适应不同种类的燃料。 3.空气供给系统：空气供给系统主要包括空气预热器、风机等设备，用 于将空气供给循环流化床锅炉，实现燃料与氧气的充分混合，提高燃烧效果和热效率。 4.烟气处理系统：烟气处理系统是为了满足环保要求，对燃烧产生的废 气进行处理。主要包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等设备，通过物理和化学方法对废气中的颗粒物、硫化物、氮氧化物等有害物质进行处理，达到排放标准。
循环流化床锅炉工作原理，技术结构特点 循环流化床锅炉的工作原理如下：燃煤和空气进入一个流态化燃烧室，发生掺混和着火燃烧，夹带着大量细颗粒物料的烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来，烟气进入尾部受热面，而被分离器收集下来的物料通过返料器被送入燃烧室循环在燃烧。 循环流化床锅炉的技术特点： 1．燃料适应性广在循环流化床锅炉中，燃料仅占床料的3%左右，其余是不可燃的固体颗粒。循环流化床锅炉特殊的流体动力特性使得气固和固固混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅速加热至着火温度，而同时床层温度没有明显降低。因此所有煤种均可在其中稳定高效燃烧。运行中变换煤种时，燃烧设备和锅炉本体不做任何修改也可取得较高的燃烧效率。 2．燃烧效率高循环流化床锅炉与其他种类锅炉的根本区别在于燃烧系统。循环流化床锅炉的燃烧系统是由燃烧室,物料收集器和返料器组成。高温物料在气流的夹带下进入物料收集器，被收集下来的物料进入返料器，再经返料器送回燃烧室，进行多次循环燃烧，因此燃烧效率很高。 3．负荷调节范围大，负荷调节快锅炉运行中经常会出现负荷的变化，当负荷降到70%以下时，其它类型锅炉燃烧率和热效率会明显降低且燃烧很不稳定，有时甚至不能维持正常的燃烧;而循环流化床只需调节给煤量，空气量和返料循环量，故而其负荷可在 30%-110%之间调节；此外由于截面风速高和吸热控制容易，循环流化床锅炉负荷调节速率也快，一般可达每分钟4%。 4．洁净的燃烧技术循环流化床锅炉在炉内加入石灰石，可在炉内进行简单脱硫，当钙硫摩尔比为2时，脱硫效率可达80%以上；由于运行中采用分级送风和低温燃烧，故NOx 生成量极低。因此大大减轻sOx与NOx排放量，改善大气与环境质量。 5．易于实现灰渣的综合利用循环流化床锅炉属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件是的锅炉的灰渣含炭量低，属于低温烧透，易于实现综合利用。 6．床内不布置埋管受热面循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面，因而不存在埋管受热面的磨损问题。此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉容易，且长时间压火之后可直接启动。 循环流化床锅炉主要结构特点如下： （1）锅炉结构为（单）双锅筒横置式自然循环锅炉； （2）炉膛出口配置有平行的高温旋风分离器，运行稳定，分离效率高。 （3）采用进口耐热钢制作的旋风喉管，耐高温、耐磨损。 （4）返料器采用两个小U型阀，实行双点回料，如炉回料分布均匀，不会形成在布风板上局部堆积而影响流化质量。 （5） U型返料器，进料量与回料量自动平衡，运行中无需人为调节。 （6）炉膛下部水冷壁管及烟窗管均缠绕耐热钢丝，确保受热面使用寿命。 （7）炉膛内部不布置埋管受热面，不存在埋管的磨损问题。 （8）流化床炉膛、旋风分离器等部位均采用流化床耐磨成型砖和流化床耐磨浇筑料，保证锅炉长期安全运行。
循环流化床燃烧技术 循环流化床燃烧技术是最近20多年来发展起来的新一代高效、低污染的清洁燃烧技术，也是目前商业化程度最好，应用前景最广的洁净煤燃烧技术，它的燃烧技术比较简单，当进炉的燃料粒度 循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备有许多独特的优点。 1、燃料适应性甚广 这是循环流化床锅炉的主要优点之一。在循环流化床锅炉中按重量计，燃料仅占床料 的1％～3％，其余是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣或砂。循环流化床锅炉的特殊流体动力特性使得气～固和固～固混合非常好，因此燃料进人炉膛后很快与大量床料混合， 燃料被迅速加热至高于着火温度，而同时床层温度没有明显降低。只要燃料的热值大于加 热燃料本身和燃烧所需的空气至着火温度所需的热量，上述特点就可以使得循环流化床锅 炉不需辅助燃料而燃用任何燃料。循环流化床锅炉既可燃用优质煤，也可燃用各种劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥，以及油页岩、泥煤、石 油焦、尾矿、炉渣、树皮、废木头、垃圾等。 2、冷却效率高 循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉高，燃烧效率通常在97.5％～99.5％范围内，可与煤粉锅炉相媲美．循环流化床锅炉燃烧效率高是因为有下述特点：气～固混 合良好；燃烧速率高，特别是对粗粒燃料；绝大部分未燃尽的燃料被再循环至炉膛。 与齿槽流化床锅炉相同，循环流化床锅炉能够在较宽的运转变化范围内维持低的冷却 效率，甚至燃用细粉含量低的燃料时也就是如此。 循环流化床锅炉的脱硫比鼓泡流化床锅炉更加有效。典型的循环流化床锅炉达到90％脱硫效率时所需的脱硫剂化学当量比为1.5～2.5，鼓泡流化床锅炉达到90％脱硫效率则 需脱硫剂化学当量比为2.5～3，甚至更高，有时即使ca／s比再高，鼓泡流化床锅炉也不能达到90％的脱硫效率。 与冷却过程相同，烟气反应展开得较为缓慢。为了并使氧化钙（研磨石灰石）充份转 变为硫酸钙，烟气中的二氧化硫气体必须与脱硫剂存有充份短的碰触时间和尽可能小的面积。当然，脱硫剂颗粒的内部并无法全然反应。齿槽流化床锅炉中，气体在冷却区域平均 值停留时间为1～2s，在循环流化床锅炉中则为3～4s。循环流化床锅炉中石灰石常为 0.1～0.3mm，而齿槽流化床锅炉中则为0.5～1mm。0.1mm颗粒的反应比面积就是1mm颗粒 的数十倍。因此无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的硅醚率为，循环流化床锅炉比齿槽 流化床锅炉高人一等。 4、氮氧化物（nox）排放低
循环流化床锅炉主要设备及系统简介 1. 引言 循环流化床锅炉是一种新型的高效、清洁燃煤锅炉。它采用了循环流化床技术，通过将固体燃料与空气一起注入锅炉燃烧室，使燃料在锅炉内部悬浮并燃烧，从而实现了燃烧效率的提高和废气排放的降低。本文将对循环流化床锅炉的主要设备及系统进行简要介绍。 2. 循环流化床锅炉主要设备 循环流化床锅炉由多个主要设备组成，包括燃烧室、循环流化床、循环器、集 料器、炉排、换热面等。 2.1 燃烧室 燃烧室是循环流化床锅炉的核心部件，用于实现燃料的完全燃烧。燃烧室内部 采用循环流化床技术，燃料在其中悬浮并燃烧，通过调整进料口，并控制空气的供给，可以实现燃烧过程的稳定运行。 2.2 循环流化床 循环流化床是循环流化床锅炉的重要组成部分，是燃烧室内部的一个固体床层。循环流化床通过调节床层中固体颗粒的流速和密度，实现了燃料在床层中的悬浮并燃烧。床层中的固体颗粒通过循环器循环流动，保持了床层的稳定性和燃烧效率。 2.3 循环器 循环器用于将床层中的固体颗粒循环回循环流化床，保持床层的稳定运行。循 环器通常由循环器管道和循环风机组成。循环风机负责将床层中的固体颗粒吸入管道，并将其输送回循环流化床。 2.4 集料器 集料器用于收集循环流化床底部的固体颗粒，以保证床层中的固体颗粒不会流失。集料器通常由集料器管道和集料器风机组成。集料器风机通过吸空气进入集料器管道，并将固体颗粒输送回循环流化床。 2.5 炉排 炉排用于将燃料输送到循环流化床燃烧室中。炉排通常由多个平行排列的金属 条组成，可以通过调节炉排的速度和角度来控制燃料的输送量。
2.6 换热面 换热面用于将循环流化床锅炉中产生的热量传递给工作介质，实现热能的利用。换热面通常包括水冷壁、过热器、再热器等，可以根据需要进行配置。 3. 循环流化床锅炉系统 循环流化床锅炉系统由多个主要部分组成，包括给水系统、燃烧系统、除尘系统、排放系统等。 3.1 给水系统 给水系统用于将水送入锅炉中，并保持锅炉的水位和压力稳定。给水系统通常 包括给水泵、给水预热器、水处理设备等。 3.2 燃烧系统 燃烧系统用于将燃料和空气混合并燃烧，产生热量。燃烧系统通常包括燃料供 给系统、空气供给系统、点火系统等。 3.3 除尘系统 除尘系统用于去除燃烧过程中产生的固体颗粒和烟气中的颗粒物。除尘系统通 常包括除尘器、脱硫装置、脱硝装置等。 3.4 排放系统 排放系统用于处理燃烧过程中产生的废气，以确保排放达到环保要求。排放系 统通常包括烟囱、净化装置等。 4. 结论 循环流化床锅炉是一种高效、清洁燃煤锅炉，通过循环流化床技术实现了燃烧 效率的提高和废气排放的降低。循环流化床锅炉的主要设备包括燃烧室、循环流化床、循环器、集料器、炉排、换热面等。循环流化床锅炉系统包括给水系统、燃烧系统、除尘系统、排放系统等。通过合理配置和运行调整，循环流化床锅炉可以实现高效、稳定、环保的燃烧过程。
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。 5个回路分前墙1个，左右侧墙各1个，后墙1个，水冷屏1个。 2、锅筒及锅筒内部设备 锅筒内径Φ1600mm，壁厚100mm，材料为欧标容器板，总长约12500mm，重约53.5吨，总重约67.0吨。 锅筒正常水位在锅筒中心线下180mm，最高、低安全水位偏离锅筒正常水位±50mm。 锅筒内部装置由旋风分离器、给水清洗装置、顶部均流孔板、连续排污管等组成。旋风分离器直径Φ290mm，共36只。 由旋风分离器出来的蒸汽穿过上部清洗孔板（由省煤器来的50%的清洁水，在清洗孔板上保持30mm厚的水层，蒸汽流经清水层其中
一、循环流化床锅炉及脱硫 1、循环流化床锅炉工作原理 煤和脱硫剂被送入炉膛后，迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料（床料）包围，着火燃烧所需的的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。在上升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。大颗粒物料被上升气流带入悬浮区后，在重力及其他外力作用下不断减速偏离主气流，并最终形成附壁下降粒子流，被气流火带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道，进一步对受热面、空气预热器等放热冷却，经除尘器后，由引风机送入烟囱排入大气。 燃料燃烧、气固流体对受热面放热、再循环灰与补充物料及排渣的热量带入与带出，形成热平衡使炉膛温度维持在一定温度水平上。大量的循环灰的存在，较好的维持了炉膛的温度均化性，增大了传热，而燃料成灰、脱硫与补充物料以及粗渣排除维持了炉膛的物料平■衡。 煤质变化或加入石灰石均会改变炉内热平■衡，故燃用不同煤种的循环流化床锅炉在设计及运行方面都有不同程度的差异。循环流化床锅炉在煤种变化时，会对运行调节带来影响。试验表明，各种煤种的燃尽率差别极大，在更换煤种时，必须重新调节分段送风和床温，使燃烧室适应新的煤种。 加入石灰石的目的，是为了在炉内进行脱硫。石灰石的主要化学成份是CaO .而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等，若直接通过烟囱排入大气层，必然会造成污染。加入石灰石后，石灰石中的的Cao与烟气中的SO2、SO3等起化学反应，生成固态的 CaSO3、CaSO4 （即石膏），从而减少了空气中的硫酸类的酸性气体的污染。另外，由丁流化床锅炉的燃烧温度被控制在800- 900 C范围内，煤粉燃烧后产生的NOx气体也会大大减少硝酸类酸性气体。 2、循环流化床锅炉的特点 可燃烧劣质煤 因循环流化床锅炉特有的飞灰再循环结构，飞灰再循环量的大小可改变床内（燃烧室）的吸收份额，即任何劣质煤均可充分燃烧，所以循环流化床锅炉对燃料的适应性特别好。
循环流化床物料循环系统故障探究及预 防措施 摘要：循环流化床的物料循环系统问题最为常见，直接制约装置的安全、稳 定和长周期运行。因此要对试验中循环流化床物料循环系统常见的气化炉结焦、 旋风效率低、立管锥部压差频繁波动不稳定的流化状态、返料系统堵塞等问题进 行探究，总结分析问题的根源，提出预防措施。 关键词：循环流化床；循环系统 1 气化炉混合区结焦 1.1 结焦原因 （1）粉煤和气化剂未按照一定的配比进入循环流化床气化炉，分配不均匀，在一定压力、温度下反应生成高温合成气。氧气喷嘴射流速度低，氧气管线和混 合区局部氧浓度过高，反应剧烈，产生的热量，无法及时上移，高温聚集形成高 温点。 （2）气化炉内耐火衬里大量脱落，可能造成返料系统通道出现架桥或堵塞，循环灰中的碳含量过高、灰含量太少和立管料位低，返料循环固体量减少、循环 物料推动力不足和物料循环速率下降，容易形成气化炉下部混合区缺少半焦或可 燃物块，局部瞬间反应后出现高温易结焦。结焦部位易发生在气化炉混合区、返 料系统和立管内。 （3）气化炉锥部是1个盲肠区，流化气只能在气化剂底部口进去，无法让 锥部物料处于流化状态，锥部气速相对比较低，密相区浓度高，物料在锥部处于 固定床状态出现堆积易结焦。 （4）可能是粉煤输送的破黏氧气流量不足，导致煤粉粘结在富氧区或加煤 口附近，当粘结物形成足够大块时，流化瞬间从加煤口掉落，在气化炉混合区与
氧气充分反应释放大量热量，形成局部高温，导致煤与砂子燃烧成块状物。煤种 选择性偏差，煤种中铁含量过高会增加结渣的风险。 1.2 预防措施 （1）投煤前，控制系统氧含量≤0.5%。提负荷在较低温度下完成，负荷调 整缓慢，遵循先加煤后加氧原则，若提升管上下温差增大，应降低进煤负荷或通 过提高立管料位来增大循环速率，待温度均匀后缓慢提高进煤负荷。严格按照氧 煤比、汽氧比控制参数，蒸汽量稍微过量，尝试将汽氧比从正常比例（0.93～ 1.4）/1（质量/体积）提高至（ 2.5～ 3.5）/1，蒸汽流量明显增加1倍多，稀释 氧浓度进行气化反应。保证气化剂在炉内均匀分布，按照混合区上、中、下部 =3:6:1分配调节，在蒸氧比比例合适情况下，适当提高气化剂管线的氮气来保证 氧气进入各喷嘴的射流气速大于25 m/s，最低不低于15 m/s，底部混合区氧气 喷嘴气速不低于2 m/s。 （2）保证流化稳定，循环灰量适中，混合区温度控制适宜，让气化反应充分，来降低循环灰中碳含量，定时少量排粗灰，减少粗灰长时间的堆积，停车后 及时清理炉子内的块状物。 （3）气化炉锥部物料浓度大，密相床固态流化，提高锥部流化预热氮气流量，建议盲肠区底部增加1路流化气，保证锥部床层气速>0.5 m/s。 （4）为了减少煤粉的粘结性和出现挂壁现象，以提高输煤的破黏氧气，从 粉煤输送气流量的3%提高到10%～12%，或者氧气：煤=0.05 kg:1 kg比例计算， 根据负荷调节变化进行选择性控制，避免气化炉超温情况发生。选择合适的煤种，适应循环流化床气化反应的煤种，保证煤的焦渣特征<3，减少煤种的结焦元素。 2 旋风分离器效率低 2.1 产生因素 高温旋风分离器是循环流化床应用最广泛的气固分离装置。影响高温分离器 分离效果的因素很多，如设备的形状、结构、入口角度、入口气速、窜气率、操 作压力、入口固/气质量比、颗粒浓度与粒径、吹扫气量等。由于旋风分离器设
物料循环燃烧系统循环流化床锅炉 引言 物料循环燃烧系统是一种高效利用固体废弃物的能源回收技术。其中，循环流 化床锅炉是该系统的核心设备，通过循环流化技术实现固体废弃物的高效清洁燃烧，同时实现能源的回收利用。 本文将详细介绍物料循环燃烧系统中的循环流化床锅炉的工作原理、组成结构 以及优势。同时，对该技术在环境保护与能源利用领域的应用进行了分析。 循环流化床锅炉的工作原理 循环流化床锅炉以固体废弃物为燃料，通过循环气体的作用，使床层内的燃料 形成悬浮状态。其工作原理可概括为以下几个步骤： 1.初始加热：首先，燃料通过给料装置被输入到循环流化床锅炉的床层 中。床层内的初始燃料被加热并形成良好的循环流化状态。 2.燃烧反应：在循环流化状态下，床层内的燃料与氧气发生反应，并释 放出热能。同时，床层内的循环气体将燃烧产生的热能带走，保持床层温度的稳定。 3.燃烧产物分离：燃烧反应产生的烟气进入床层上部的分离区域，通过 布袋除尘器等设备进行固体颗粒物的分离。 4.余热回收：燃烧产生的烟气经过分离后，进一步通过余热锅炉进行余 热回收。回收的余热可用于其他工业过程或提供供热能源。 5.烟气排放：经过除尘和余热回收后，烟气中的大部分污染物被除去， 最后的烟气可经过烟囱排放。 循环流化床锅炉的组成结构 循环流化床锅炉主要由以下几个组成部分构成： 1.燃料供给系统：包括给料装置、输送装置和燃烧喷嘴。燃料供给系统 负责将固体废弃物输入到循环流化床锅炉的床层中，并确保燃料的充分燃烧。 2.循环气体系统：包括风机、气体处理设备和循环气体管道等。循环气 体系统主要用于保持床层内的循环流化状态，并将燃烧产生的热能带走。 3.床层和分离系统：床层由多孔材料构成，能够维持循环流化状态，并 保持稳定的温度。分离系统包括布袋除尘器、旋流分离器等设备，用于分离燃烧产生的固体颗粒物。 4.余热回收系统：由余热锅炉、烟气换热器等组成，用于回收燃烧产生 的余热，并将其转化为可利用的能源。
循环流化床燃烧技术介绍 近些年来，循环流化床燃烧技术因具有燃烧清洁，高效能低污染等优点而迅速发展，在国际上的废弃物处理利用、燃煤锅炉等商业领域得到了广泛应用，循环流化床锅炉已逐步发展到几十万千瓦级的规模。该技术的开发应用在国内也逐渐兴起，正在制造或已投入运行的循环流化床锅炉已达上百台，该技术将会在未来几年内快速发展。 1 循环流化床锅炉的优点 1.1 燃烧效率高 循环流化床锅炉的燃烧效率一般在95%～99%左右，比鼓泡流化床锅炉高，和煤粉锅炉不相上下。因具有较高的燃烧速率，良好的气固混合，飞灰可再循环燃烧等因素，所以循环流化床锅炉的燃烧效率高。 1.2 燃料适应性广 这是循环流化床技术的一个重要优点。按重量计算，燃料仅占循环流化床锅炉床料的1%～3%，剩余部分皆为不可燃的脱硫剂、灰渣等固体颗粒。灼热灰渣颗粒形成了一个“大蓄热池”，包围了新加入床中的煤颗粒。这些灼热的灰渣颗粒因为床内的剧烈混合，起到了无穷的“理想拱”的作用，煤料达到着火温度而燃烧，床层总热容量的千分之几在加热过程中被灼热灰渣颗粒吸收，对床层温度影响很小，床层的温度因煤颗粒燃烧所释放出的热量而保持在一定水平。这就是循环流化床锅炉燃料适应性广、容易着火的原因。 1.3 脱硫高效 床料中部分石灰和石灰石没有发生脱硫反应便被吹出燃烧室，又因为飞灰的循环燃烧而被送回至床内进行再利用。生成了硫酸钙的大粒子和部分已发生脱硫反应的床料，在循环燃烧过程
中形成碰撞而破裂，在硫化反应的气氛中生成新的氧化钙粒子。与鼓泡流化床燃烧相比，循环流化床燃烧的脱硫性能大幅改善。鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉相比，达到相同脱硫效率时，钙的消耗量大了一倍。循环流化床锅炉不需要安装尾部脱硝脱硫装置，制造和运行费用与煤粉燃烧锅炉相比大大降低。 1.4 燃烧强度高，炉膛截面积小 循环流化床锅炉的另一优点是炉膛单位截面积的热负荷高，是相同炉膛截面积下鼓泡流化床锅炉热负荷的（2～3）倍，约为（3.5～4.5）MW/m2。 1.5 氮氧化物排放低 循环流化床锅炉一个重要优点就是氮氧化物（NOX）排放低，范围约为（40～120）mg/MJ或（50～150）ppm，这是由以下两个因素决定的： （1）空气中的氮在低温燃烧状态时，几乎不生成NOX； （2）燃料中的氮元素在分段燃烧中被抑制转化成NOX，并能还原已生成的部分NOX。 1.6 给煤点少 循环流化床锅炉自身的炉膛截面积小，又因为扩展了燃烧区域，具有良好的固态混合环境，所以需要的给煤点数大幅降低。这既简化了给煤系统，又有利于燃料的燃烧。 1.7 简单的燃料预处理系统 循环流化床锅炉的给煤粒度在13mm以下，燃料的制备破碎系统相对于煤粉锅炉而言得到了很大的简化。 1.8 负荷调节快，调节范围大 既不像鼓泡流化床锅炉采用分床压火技术，也不像煤粉锅炉在低负荷时必须用油助燃，循环流化床锅炉在负荷变化时，只需要调节自身的物料循环量、给煤量和空气量，就可以稳定燃烧。一般情况下，其负荷调节速率可以达到每分钟4%，负荷调节比可达（3-4）：1。