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循环流化床小知识（有系统图）循环流化床小知识循环流化床锅炉燃烧与传热循环流化床锅炉的燃烧区域：不同结构形式的循环流化床锅炉其燃烧区域略有差别：对带高温气固分离器的循环流化床锅炉燃烧主要存在于三个不同的区域，即1、炉膛下部密相区（二次风口以下）。
2、炉膛上部稀相区和高温气固分离器。
采用中温气固分离器的锅炉：只有炉膛上、下两个燃烧区域。
燃烧的份额：燃烧份额定义为燃烧区域中燃烧量占总燃烧量的比例，一般可用燃料在各燃烧区域内释放出的发热量占燃料总发热量的百分比来表示。
燃煤在炉膛内各燃烧区域的燃烧份额表示了燃煤在各燃烧区域的燃烧程度，它的分布是循环流化床锅炉设计和运行中的一个重要环节。
因为循环流化床锅炉主要发生在密相区和稀相区，所以这两个区域的燃烧份额之和接近于1，其中密相区燃烧份额是我们最关心的一个参数。
在其他条件不变的情况下，当密相区燃烧份额增加，也就是燃煤在密相区放热份额增加，为保持密相区出口温度不变，必然要增加密相区的吸热量，相应增加密相区的受热面积。
如果这部分热量不能有效地被密相区受热面吸收或被烟气带走，则密相区的热量平衡就会遭到破坏，从而使密相区炉膛温度升高，出现高温结渣的问题，操作人员不得不采用提高过剩空气系数的办法来进行降温。
影响燃烧份额的因素：1、煤种的影响：在相同的燃烧条件下（温度、一、二次风比例相同）循环流化床密相区的燃烧份额远低于鼓泡床密相区的燃烧份额。
这可以从两个方面来解释：①一方面循环流化床内气体流速较高，而床料粒度又比鼓泡床细的多，这样扬析到稀相区物料量增多。
稀相区的碳颗粒在床内所占的比例增多，结果引起稀相区的烧伤份额上升，而稀相区碳颗粒燃烧量的增加，反过来会使密相区的含碳量降低，因而降低了密相区的燃烧份额。
②另一方面循环流化床锅炉内密相区的燃烧处于一个很特殊的缺氧状态，虽然床内有大量的氧气存在、然而床内的一氧化碳浓度仍维持在很高的水平上，如在密相测得氧气浓度在13%左右，而一氧化碳浓度高达近2%、表明在循环流化床密相区内燃烧局部处于缺氧状态。
循环流化床锅炉基础知识第一篇循环流化床锅炉部分1.循环流化床锅炉部分1.1.流化态定义,答:当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。
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，颗粒不再由布风板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托，此时，每个颗粒可在床层中自由运动，就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。
这种状态就被称之为流态化。
当固体颗粒群与气体或液体接触时，使固体颗粒转变成类似流体的状态。
1.2.什么是起始流化态点,答:当气体流速刚刚达到临界风速时，床层内只有乳化相，当流化速度增加时在乳化相中固体颗粒和气体的比例一直保持在开始流化那个临界状态，就称之为起始流化态。
1.3.什么是临界流化速度,答:颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称之为临界流化速度。
1.4.什么是空隙率,答:床层内气固两相中气相所占的体积份额。
空隙率:ε= V / ( V+ V) ; aa b其中:V---气体体积;V---颗粒所占体积。
a b1.5.循环流化床的主要组成部分,答:流化容器、布风装置、物料、旋风分离和回料装置。
1.6.流化床锅炉的分类,答:流化床燃烧锅炉可分为:常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。
1.7.流化床燃烧过程的特点,答:(1)流化床本身是一个蓄热容量很大的热源，有利于燃料的迅速着火和燃烧;(2)床内燃料与空气相对运动强烈，混合良好，燃烧速度极快;(3)由于床内煤粒燃烧反应异常强烈，煤粒燃烧的实际化学反应过程的温度按普通方法所测得的床层平均温度高得多;(4)煤粒在床内有较长的停留时间;(5)流化床燃烧的一个重要特点就是减少大气污染，满足环保要求。
1.8.流化床中碳粒燃烧的机理,答:碳的燃烧过程是一种具有复杂物理化学过程的多相燃烧，主要是碳在空气中被氧化生成CO和CO，以及CO又被碳还原的两个反应过程，通常称为一次反应和二次反应。
循环流化床锅炉基础知识大全
循环流化床锅炉是一种新型的燃烧技术，它将燃料在流化床中进行流化燃烧，实现高效、清洁的燃烧过程。
以下是循环流化床锅炉的一些基础知识：
1. 工作原理：循环流化床锅炉采用流化技术，使燃料在流化床中与空气充分混合，形成流化态。
燃料在流化状态下燃烧，产生高温烟气，通过炉膛和烟道传递热量，产生蒸汽。
2. 优点：
高效燃烧：循环流化床锅炉能够实现燃料的高效燃烧，提高燃烧效率，降低能耗。
清洁环保：循环流化床锅炉采用低温燃烧技术，减少氮氧化物和二氧化硫等污染物的排放。
适应性强：循环流化床锅炉对燃料的适应性强，可以燃烧各种类型的燃料，包括劣质煤、生物质等。
3. 结构：
炉膛：炉膛是循环流化床锅炉的核心部分，燃料在其中进行流化燃烧。
分离器：分离器用于分离炉膛中的固体颗粒，将未燃尽的燃料和灰渣送回炉膛继续燃烧。
回料器：回料器将分离器分离出的固体颗粒送回炉膛，实现循环燃烧。
烟道：烟道用于排放燃烧产生的烟气。
4. 运行参数：
流化风速：流化风速是指流化床中燃料流化的速度，它影响燃料的流化状态和燃烧效率。
床温：床温是指流化床中的温度，它影响燃烧效率和污染物排放。
烟气含氧量：烟气含氧量反映燃烧过程中的空气供给情况，对燃烧效率和污染物排放有影响。
5. 控制系统：循环流化床锅炉通常配备复杂的控制系统，用于监测和控制燃烧过程中的各项参数，确保锅炉的安全、高效运行。
以上是循环流化床锅炉的一些基础知识，循环流化床锅炉是一种复杂的设备，其运行和维护需要专业的技术人员进行操作。
循环流化床基础知识一、流化床锅炉涉及的概念和定义底料:锅炉启动前，布风板上先铺设有一定厚度、一定粒度的“原料”，称为底料或床料。
一般由燃煤、灰渣等组成。
物料：主要是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧或载热的物质。
一般指燃煤、灰渣和脱硫剂。
流化速度：是指床料或物料流化时动力流体的速度。
这里的动力流体是指一次风。
临界流化速度与临界流量：临界流速是使床料开始流化时的一次风风速，此时的一次风风量就是临界流量。
物料循环倍率：通常是指由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃料量之比。
二、循环流化床基础理论1.流态化过程当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。
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。
当增加到某一速度之后，颗粒不再由分布板所支持，而全部由流体的摩擦力所承托。
每天学习锅炉知识，关注微信公众号锅炉圈，此时，对于单个颗粒来讲,它再现依靠与其它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，具有了许多类似流体的性质。
这种状态就被称为流态化。
2.不同气流速度下固体颗粒床层的流动状态（绘图简单示意）随着气流速度的增加，固体颗粒分别呈现固定床、流动床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床、气力输送状态。
简单画图示意。
固定床：当空气流速不大时，空气穿过底料颗粒间隙而向上逸出，底料高度未发生变化。
流动床：当气流速度继续增加，底料开始膨胀，高度发生变化，扰动不强烈，未产生气泡。
鼓泡流化床：当气流速度又继续增加，底料将产生大量气泡，气泡不断上移，小气泡聚集成较大气泡穿过料层并破裂。
如果在鼓泡床的甚而上不断的继续加大空气流速，将依次出现以下三种状态。
湍流流化床：底料内气泡消失，气固两相混合更加剧烈，虽然存在密相区和稀相区，但是没有明显的界线。
此时的流化速度一般为4~5m/So快速流化床：随着气流速度的增加，底料上下浓度更趋于一致，但细小的颗粒将聚成小颗粒团上移，在上移过程中有时小颗粒团又聚集成较大颗粒团，较大颗粒团一般沿流动方向呈条状。
一、循环流化床锅炉的原理（一）循环流化床的工作原理1．流化态过程当流体向上流过颗粒床层时，其运动状态是变化的。
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，相反的，在失去了以前的机械支撑后，每个颗粒可在床层中自由运动；就整个床层而言，具有了许多类似流体的性质。
这种状态就被称为流态化。
颗粒床层从静止转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。
快速流态化流体动力特性的形成对循环流化床是至关重要的。
2．循环流化床锅炉的基本工作原理高温炉膛的燃料在高速气流的作用下，以沸腾悬浮状态（流态化）进行燃烧，由气流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。
一次风由床底部引人以决定流化速度，二次风由给煤口上部送人，以确保煤粒在悬浮段充分燃烧。
炉内热交换主要通过悬浮段周围的膜式水冷壁进行。
（二）流化床燃烧设备的主要类型流化床操作起初主要应用在化工领域，本世纪60年代开始，流化床被用于煤的燃烧。
并且很快成为三种主要燃烧方式之一，即固定床燃烧、流化床燃烧和悬浮燃烧。
流化床燃烧过程的理论和实践也大大推动了流态化学科的发展。
目前流化床燃烧已成为流态化的主要应用领域之一，并愈来愈得到人们的重视。
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，按工作条件又可分为常压和增压流化床锅炉。
这样流化床燃烧锅炉可分为常压鼓泡流化床锅炉、常压循环流化床锅炉、增压鼓泡流化床锅炉和增压循环流化床锅炉。
其中前三类已得到工业应用，增压循环流化床锅炉正在工业示范阶段。
循环流化床又可分为有和没有外部热交换器两大类。
（如图a和b）（三）循环流化床锅炉的特点1．循环流化床锅炉的主要工作条件项目数值项目数值温度（℃）850—950 床层压降（kPa）11—12流化速度（m/s）4—6 炉内颗粒浓度150—600（炉膛底部）（kg/m3）床料粒度（μm）100—700 Ca/S摩尔比 1.5—4床料密度（kg/m3）1800—2600 壁面传热系数[W/210—250（m2·K）]燃料粒度（mm）<12脱硫剂粒度（mm）1左右2．循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉可分为两个部分。
我国的电力工业是国民经济发展的基础产业，在我国，电力生产主要以燃煤火力发电为主，由于燃煤发电的直接污染较大，特别是SO2、NOX的排放。
SO2的排放是造成酸雨的主要原因，为了通过炉内燃烧技术的改进，降低SO2、NOX排放量，我国从60年代开始对循环流化床锅炉进行研究，并在90年代以后和外国公司联合研究并取得了较大有发展，现在循环流化床锅炉已发展成熟并在全国广泛应用。
流化床燃烧设备按流体动力特性分为鼓泡流化床和循环流化床，按工作条件分为常压和增压式流化床。
循环流化床锅炉技术是一种新型的高效低污染清洁的燃烧技术，上世纪70年代的能源危机和越来越突出的环保问题使人们促进了这种燃烧技术的发展。
现在大型循环流化床锅炉的主要炉型有三大流派，分别为：以德国Lurgi公司为代表的鲁奇型和以美国的Foster Wheeler 、芬兰的Alstorm公司（两者兼并）为代表的FW Pyroflow型和德国Babcock公司的Circofluid型。
我国东方锅炉厂采用的是FW公司的Pyroflow型的改进型循环流化床锅炉。
北京B＆W锅炉厂采用的是德国Babcock公司的架构和技术。
哈尔滨锅炉厂有限责任公司(HBC)与美国PPC(奥斯龙技术)以及国内的科研单位合作也开发了自己的大型循环流化床锅炉。
上海锅炉厂引进美国ＡＬＳＴＯＭ技术、消化吸收自行设计制造了自己的循环流化床锅。
由于国内各大锅炉厂商的参与，我国的大型循环流化床技术已趋于成熟[trade] 第一节循环流化床锅炉的概念循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉（沸腾炉）的基础上发展起来的，因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。
但是又有很大的差别。
早期的循环流化床锅炉流化速度比较高，因此称作快速循环循环床锅炉。
快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。
鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间，形成了一定的理论。
要了解循环流化床锅炉的原理，必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一．流态化：当固体颗粒中有流体通过时，随着流体速度逐渐增大，固体颗粒开始运动，且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大，当流速达到一定值时，固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等，每个颗粒可以自由运动，所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象，这种现象称为流态化。
对于液固流态化的固体颗粒来说，颗粒均匀地分布于床层中，称为“散式”流态化。
而对于气固流态化的固体颗粒来说，气体并不均匀地流过床层，固体颗粒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，这种流态化称为“聚式”流态化。
循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。
固体颗粒（床料）、流体（流化风）以及完成流态化过程的设备称为流化床。
二．临界流化速度1. 对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中，在固定床通过的气体流速很低时，随着风速的增加，床层压降成正比例增加，并且当风速达到一定值时，床层压降达到最大值，该值略大于床层静压，如果继续增加风速，固定床会突然解锁，床层压降降至床层的静压。
如果床层是由宽筛分颗粒组成的话，其特性为：在大颗粒尚未运动前，床内的小颗粒已经部分流化，床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显，而往往会出现分层流化的现象。
颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度，称为临界流化速度。
随着风速的进一步增大，床层压降几乎不变。
循环流化床锅炉一般的流化风速是2－3倍的临界流化速度。
2. 影响临界流化速度的因素：（1）料层厚度对临界流速影响不大。
（2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。
（3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。
（3）流体的运动粘度增大时临界流速减小：如床温增高时，临界流速减小。
床温与临界流速的关系如图所示。
第二节循环流化床锅炉的工作原理一、流化过程如图所示，固体颗粒随着气流速度的增大分别呈现五种不同的流动状态：固定床、、紊（湍）流流化床、快速流化床、气力输送。
循环流化床处于紊（湍）流流化床与快速流化床阶段。
固定床：此种状态下，气流在颗粒的缝隙是流过，所有固体颗粒呈静止状态。
鼓泡流化床：当气流速度达到一定值时，静止的床层开始松动，当气流速度超过临界流化风速时，料层内会出现气泡，并不断上升，而且还聚集成更大的气泡穿过料层并破裂。
整个料层呈现沸腾状态。
鼓泡流化床存在明显的分界面，其上部为稀相区，包括床层表面至流化床出口间的区域，也称为自由空间或悬浮段。
下部为密相区，也称为沸腾段。
紊（湍）流流化床：随着气流速度继续上升到一定数值，固体颗粒开始流动，床层分界面逐渐消失，固体颗粒不断被带走，以颗粒团的形式上下运动，产生高度的返混。
此时的气流速度为床料终端速度。
快速流化床：当气流速度进一步增大，固体颗粒被气流均匀带出床层。
此时气流速度大于固体颗粒的终端速度，床内颗粒浓度基本相等。
床内颗粒浓度呈上稀下浓状态。
循环流化床的上升段属于快速流化床。
快速流态化的主要特征为床层压降用于悬浮和输送颗粒并使颗粒加速，单位高度床层压降沿床层高度不变。
气力输送：分为密相气力输送和稀相气力输送。
对于前者，床内颗粒浓度变稀，并呈上下均匀分布状态，其单位高度床层压降沿床层高度不变。
增大气流速度，床层压降减小。
对于后者，增大气流速度，床层压降上升。
密相气力输送的典型特征为：床层压降用于输送颗粒并克服气、固与壁面的摩擦。
稀相气力输送的床层压降主要受摩擦压降支配。
由上述燃烧分类可知，链条炉排炉采用的是固定床燃烧方式，而煤粉炉则采用了最稀相的悬浮燃烧方式。
二、循环流化床的特点：典型循环流化床锅炉结构如图所示，其基本流程为：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。
气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来回送炉膛，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。
1、低温的动力控制燃烧：由于循环流化床燃烧温度水平比较低，一般在850－900℃之间，其燃烧反应控制在动力燃烧区内，并有大量固体颗粒的强烈混合，这种情况下的燃烧速度主要取决于化学反应速度，也就是决定于温度水平，而物理因素不再是控制燃烧速度的主导因素。
循环流化床燃烧的燃烬度很高，其燃烧效率往往可达到98%－99%以上。
2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程：循环流化床锅炉内的物料参与了炉膛内部的内循环和由炉膛、分离器和返料装置所组成的外循环两种循环，整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种循环运动过程中逐步完成的。
3、高强度的热量、质量和动量传递过程：在循环流化床锅炉中可以人为改变炉内物料循环量，以适应不同的燃烧工况。
物料分离系统是循环流化床锅炉的结构特征，大量物料参与循环实现整个炉膛内的控制燃烧过程，是循环流床锅炉区别于鼓泡流化床锅炉的根本特点，因为鼓泡流化床锅炉的燃烧主要发生在床内。
所以循环流床锅炉燃烧必须具备的三个条件是：（1）要保证一定的流体速度，而且还要保证物料粒度处于适当的、使床层在快速流区域的粒度。
（2）要有足够的物料分离。
（3）要有物料回送，要有充分的措施以维持物料的平衡。
各种燃烧方式的主要特性比较如下表：[/trade]三、颗粒的夹带、扬析当床层流动转到紊流流化床时，密相床层和稀相床层的界面开始模糊，颗粒夹带量明显增加。
当气流通过颗粒层时，一些终端速度小于床层表观气速的细颗粒将被上升气流带走，这一过程称为扬析。
，由于扬析过程中更多颗粒被夹带着离开床层，其中终端速度大于床层表观气速的颗粒经过一定的分离高度后会陆续返回床层，因此存在着输送分离高度TDH。
此过程就是我们通常所说的循环流化床的内循环。
在分离高度TDH以上的空间，颗粒浓度不再降低，床层表面至TDH之间的空间称为自由空间，燃用宽筛分的燃煤流化床锅炉，其炉膛出口高度通常低TDH，因此同时存在着夹带和扬析现象。
发生扬析现象的颗粒的来源有三个：①给煤中的细颗粒；②煤在挥发份析出阶段破碎形成的细颗粒；③在煤燃烧的同时，由于磨损造成的细颗粒。
五、影响循环流化床传热的各种因素：1、气体物理性质的影响：气膜厚度及颗粒与表面的接触热阻对传热起到主要作用。
另外，气体密度增加，传热系数增大；气体粘度增大，传热系数减小；气体导热系数增大，传热系数增大。
2、固体颗粒物理特性的影响（1）固体颗粒尺寸的影响：对于小颗粒床，传热系数随固体颗粒平均直径增大而减小；对于大颗粒床，传热系数随固体颗粒平均直径增大而增大。
（2）固体颗粒密度的影响：传热系数随固体颗粒密度增大而增大。
（3）球形度及表面状态的影响：球形和较光滑的颗粒，传热系数较高。
（4）固体颗粒导热系数的影响：影响较小。
（5）固体颗粒粒度分布的影响：对于小颗粒床，粒径越小，传热系数越大；对于大颗粒床，粒径越大，传热系数越大。
3、化风速的影响：对于循环流化床的密相区，传热系数随流化风速的增大而减小。
对于循环流化床的稀相区，传热系数随流化风速的增大而增大。
4、床温对传热系数的影响：床与传热面间的传热系数随床温的升高而升高。
5、管壁温度的影响：传热系数随壁温的升高成线性规律地增大。
6、固体颗粒浓度的影响：床层颗粒浓度是影响循环流化床床层与床壁面传热最主要的因素之一。
传热系数随床层颗粒浓度的增加而显著增加。
7、床层压力的影响：床层压力增大，传热系数增加。
六、循环流化床内的燃烧过程1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射而被加热，首先水分蒸发，然后煤粒中的挥发份析出并燃烧、最后是焦炭的燃烧。
其间伴随着煤粒的破碎、磨损，而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。
煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。
循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空间，密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。
循环流化床内绝大部分是惰性的灼热床料，其中的可燃物只占很小的一部分。
这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源，在加热过程中，所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几，而煤粒在10秒钟左右就可以燃烧（颗粒平均直径在0～8mm），所以对床温的影响很小。
2、循环流化床内煤的燃料着火流化床内燃料着火的方式，固体质点表面温度起着关键作用，是产生着火的点灶热源，这类固体近质点可以是细煤粒，也可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。
当固体质点表面温度上升时，煤颗粒会出现迅猛着火。
另外，颗粒直径大小对着火也有很大的影响，对一定反应能力的煤种，在一定的温度水平之下，有一临界的着火粒径，小于这个颗粒直径，因为散热损失过大，燃料颗粒就不能着火，逸出炉膛。
3.循环流化床内煤的破碎特性煤在流化床内的破碎特性是指煤粒在进入高温流化床后粒度急剧减小的一种性质。
