第2讲循环流化床锅炉的构造及工作原理

循环流化床锅炉的工作原理循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃煤锅炉，其工作原理是通过将燃煤粒子与气体进行循环流化，使得燃烧效率显著提高，同时减少了氮氧化物和硫化物的排放。

本文将从循环流化床锅炉的构造、工作原理和特点三个方面进行详细介绍。

一、循环流化床锅炉的构造循环流化床锅炉主要由炉膛、燃烧器、循环系统和控制系统等组成。

炉膛是循环流化床锅炉的核心部分，由燃烧区、沉降区和回流区组成。

燃烧器负责将燃煤粒子喷入炉膛，并与供给的空气混合进行燃烧。

循环系统包括循环器、分离器和循环泵等设备，其作用是将燃烧后的烟气和燃煤粒子进行分离，再将燃煤粒子回流到炉膛中进行二次燃烧。

控制系统负责监测和调节循环流化床锅炉的运行参数，以保证其安全稳定的工作。

循环流化床锅炉的工作原理基于流化床技术。

当燃煤粒子与空气混合后进入炉膛时，由于床层内气体的流速较快，形成了类似于流动的床层，即流化床。

在流化床中，燃煤粒子被气体悬浮并带动，形成了循环流化的状态。

在这个过程中，燃煤粒子与空气充分接触，燃烧效率显著提高。

同时，流化床内的混合均匀性较好，燃烧过程中的温度分布均匀，减少了燃烧产生的氮氧化物和硫化物的生成。

此外，流化床内气体的流动还能带走燃烧过程中产生的烟尘，减少了烟尘的排放。

循环流化床锅炉采用循环系统将燃煤粒子回流到炉膛中进行二次燃烧。

在循环器中，燃煤粒子和一部分未燃烧的烟气被分离，未燃烧的烟气经过回流再次参与燃烧，提高了燃烧效率。

经过多次循环后，燃煤粒子中的可燃物质基本被燃烧完全，烟气中的污染物排放得到有效控制。

三、循环流化床锅炉的特点循环流化床锅炉具有以下几个特点：1. 高效节能：循环流化床锅炉采用了循环燃烧技术，燃烧效率高，热效率通常可达到90%以上，节能效果显著。

2. 环保低排放：循环流化床锅炉采用了流化床技术，燃烧过程中的氮氧化物和硫化物排放量较低，符合环保要求。

3. 燃料适应性强：循环流化床锅炉对燃料适应性较强，可燃烧煤炭、生物质、废弃物等多种燃料，灵活性高。

循环流化床锅炉结构原理及运行资料讲解一、循环流化床锅炉的结构1.炉膛：炉膛是循环流化床锅炉的燃烧区，通过给燃料和气体供应，将燃料在悬浮状态下燃烧，从而释放热能。

2.燃烧器：燃烧器是燃料进入循环床的通道，它将燃料和氧气混合并点燃，形成高温气流。

3.空气预热器：空气预热器用于对燃烧所需的空气进行预热，以提高燃烧效率，并减少燃料消耗。

4.循环床：循环床由大量细颗粒物质组成，可以是砂、矿渣等，它起到支撑燃料和增大反应面积的作用。

在循环床中，床料循环流动，保持悬浮状态，使燃料充分接触氧气，加快燃烧速度。

5.分离器：分离器用于将循环床中的固体颗粒与燃烧产物分离，确保床料的循环正常进行。

6.尾气换热器：尾气换热器用于回收废气中的热能，并将其传递给水蒸汽，提高锅炉的热效率。

7.省煤器：省煤器用于对锅炉排出的烟气进行冷却，并从中回收热能，用于预热给水，减少燃料的消耗。

8.除尘器：除尘器用于对燃烧产生的烟尘进行收集和过滤，保证热空气的洁净排放。

二、循环流化床锅炉的原理循环流化床锅炉的工作原理是利用气体和固体颗粒的流态化来进行燃烧。

在循环床中，床料被高速空气一同悬浮并形成流化状态，颗粒间相互碰撞并形成干燥、氧化和燃烧等反应过程。

通过床料的循环和燃料的补给，保持循环床内的温度和反应区的平衡。

循环流化床锅炉的燃烧过程主要包括迅速燃烧区、燃烧工质区和氧化还原区。

迅速燃烧区是燃料在高速空气中的氧化和挥发过程，燃料开始燃烧并释放大量热能。

燃烧工质区是氧化剂和燃料完全混合燃烧的区域，燃料被完全氧化，产生大量的热能。

氧化还原区是氧化剂与燃料反应的区域，会产生一些复杂的氧化反应。

三、循环流化床锅炉的运行资料1.安装要求：循环流化床锅炉的安装位置应有良好的通风条件，并与电源、给水、排烟等系统连接良好。

锅炉应安装在水平坚固的基础上，并具备良好的防震措施。

安装完成后，需要对各个系统进行调试，确保锅炉的正常运行。

2.运行参数：循环流化床锅炉的运行参数包括供热温度、供热压力、燃料含硫量、床温、床压等。

循环流化床锅炉工作原理
循环流化床锅炉是一种高效、节能的锅炉设备，广泛应用于化工、石化、电力等行业。

它采用了循环流化床技术，通过控制床层颗粒物的循环流动，实现了煤粉的完全燃烧，同时大幅减少了氮氧化物和烟尘的排放。

循环流化床锅炉的工作原理如下：
1. 燃烧室：燃烧室位于锅炉炉膛中心，其底部设有风室。

燃料（如煤粉）和气体（如空气）在风室中混合后进入燃烧室。

2. 循环流化床：循环流化床是燃烧室的主要部分，由大量细小的颗粒物组成。

燃料和气体在燃烧室中燃烧时，床层颗粒物被气流搅动形成循环流化状态。

颗粒物的循环流动使得燃料与气体充分混合，促进了燃烧反应的进行。

3. 温度控制：循环流化床锅炉在燃烧过程中需要控制温度，以确保燃烧产生的热能能够被高效利用。

通过控制床层颗粒物的循环速度和输送热媒的流量，可以实现对温度的精确控制。

4. 排放处理：循环流化床锅炉燃烧产生的废气需要经过处理后排放。

床层颗粒物中的烟尘和其他污染物通过排放装置进行过滤和洗涤，以减少对环境的污染。

总之，循环流化床锅炉通过循环流化床技术实现了煤粉的高效燃烧。

它具有热效率高、排放污染低的优点，是一种环保、节能的热能转化设备。

循环流化床锅炉的工作原理及其特点一、工作原理1液态化过程流态化是固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的一种状态固体颗粒、流体以及完成化介质为气体，固体颗粒以及煤燃烧后的灰渣（床料）被流化，称为气固流态化。

流化床锅炉与其他类型燃烧锅炉的根本区别在于燃料处于流态化运动状态，并在流态化过程中进行燃烧。

当气体通过颗粒床层时，该床层随着气流速度的变化会呈现不同的流动状态。

随着气体流速的增加，固体颗粒呈现出固定床、起始流化态、鼓泡流化态、节涌、湍流流化态及气力输送等状态。

2宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性（1）在任意高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。

（2）无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状。

（3）床内固体颗粒可以向流体一样从底部或者侧面的孔口中排出。

（4）密度高于床层表观密度（如果把颗粒间的空间体积也看做颗粒体积的一部分，这时单位体积的燃料质量就称为表观密度）的物体在床内会下沉，密度小的物体会浮在床面上。

（5）床内颗粒混合良好，因此当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。

3循环流化床锅炉的工作过程在燃煤循环流化床锅炉的燃烧系统中，燃料煤首先被加工成一定粒度范围内的宽筛分煤，然后由给料机经给煤口送入循环流化床密相区进行燃烧，其中许多细颗粒物料将将进入稀相区继续燃烧，并有部分随烟气飞出炉膛。

飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经过返料器送回炉膛，在参与燃烧。

燃烧过程中产生的大量高温烟气，流经过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面，进入除尘器进行除尘，最后由引风机排至烟囱进入大气。

循环流化床锅炉燃烧在整个炉膛内进行，而且炉膛内具有更高的颗粒浓度，高浓度的颗粒通过床层、炉膛、分离器和返料装置，再返回炉膛，进行多次循环颗粒在循环过程中进行燃烧和传热。

锅炉给水首先进入省煤器，然后进入汽包，后经过下降管进入水冷壁。

燃料燃烧所产生的热量在炉膛内通过辐射和对流等换热形式由水冷壁吸收，用以加热给水生成汽水混合物。

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。

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。

循环流化床锅炉的工作原理及锅炉特点一、循环流化床燃煤锅炉炉内工作原理循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为主要特征。

固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。

但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程相比，颞粒在循环流化床燃烧室内的浓度远大于煤粉炉，并且存在显著的揪粒成闭和床料的颗粒间混，颗粒与气体间的相对速度大，这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。

循环流化床锅炉的燃烧与烟风流程示意见图6-1。

预热后的一次风(流化风)经风室由炉膛底部穿过布风板送入，使炉膛内的物料处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰件床料中燃烧。

较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由K灰分离装置分离收粜，通过分离器下的回料管与飞灰回送器(返料器)送W炉膛循坏燃烧;燃料在燃烧系统内完成燃烧和卨温烟气向X质的部分热M 传递过程。

烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入图s-i拥环流化床锅炉炉内燃烧与烟风系统尾部烟逬，继续受热曲•进行对流换热，最后排出锅炉。

在这种燃烧方式下，燃烧室密相区的湿度水T受到燃煤过秆中的高温结液、低温结焦和最佳脱硫温度的限制，一般维持在850℃左右，这一温度范围也恰与垃圾脱硫温度吻合。

由于循环流化床锅炉较煤粉炉炉膛的温度水平低的特点，带来低污染物排放和避免燃煤过程中结渣等问题的优越性。

二、循环流化床锅炉的工作过程图6-2为典型电站用循环流化床锅炉的工作系统，其基本工作过程如下:煤由煤场经抓斗和运煤皮带等传输设备被送入煤仓，然后由煤仓进入破碎机被破碎成粒径小于10mm 的煤粒后送入炉膛。

与此同时，用于燃烧脱硫的脱硫剂石灰石也由石灰石仓送入炉膛，参与煤粒燃烧反应。

此后，随烟气流出炉膛的大量颗粒在旋风分离器中与烟气分离。

分离出来的颗粒可以直接回到炉膛，也可经外置式换热器办进入炉膛参与燃烧过程。

由旋风分离器分离出来的烟气则被引入锅炉尾部烟道，对布置在尾部烟道中的过热器、省煤器和空气预热器中的工质进行加热，从空气预热器出口流出的烟气经布袋除尘器除尘后，由引风机排入烟囱，排向大气。

循环流化床锅炉结构原理及运行循环流化床锅炉（Circulating Fluidized Bed Boiler，简称CFB锅炉）是一种新型的高效燃煤锅炉，具有高效燃烧、环保低排放、燃烧适应性强等优点。

下面将介绍CFB锅炉的结构、原理及运行。

一、循环流化床锅炉结构1.炉膛：炉膛是燃烧和热传导的区域，由反应堆、尾部区和烟道组成。

炉膛内部覆盖有保护层，以防止高温腐蚀。

2.炉膛出口带回收系统：炉膛出口带回收系统用于将未燃尘粒循环回炉膛燃烧，提高燃烧效率和环保性能。

3.循环系统：循环系统包括循环燃烧床、循环弯管和密封器。

循环燃烧床在炉膛内进行颗粒物和气体的混合燃烧，形成流态床。

4.分离系统：分离系统主要包括旋风分离器和固体循环器。

旋风分离器通过离心力将燃烧废气中的尘粒分离，使气体通过烟囱排放，尘粒通过固体循环器回到循环燃烧床。

5.输送系统：输送系统主要包括循环系统中颗粒物的输送和尘粒的排放。

颗粒物通过循环燃烧床和循环弯管输送，尘粒通过固体循环器排放。

6.风机系统：风机系统通过给循环床提供一定的风量和压力，帮助形成适宜的流态床，保证循环流化床锅炉的正常燃烧运行。

7.控制系统：控制系统用于控制循环流化床锅炉的燃烧温度、供气量、压力等运行参数，保证锅炉的安全稳定运行。

二、循环流化床锅炉原理在循环床燃烧过程中，燃料直接在流态床中燃烧，充分利用了床料中的热量，烟气与床料之间进行了有效的传热和质量传递，从而提高了燃烧效率。

同时，循环流化床锅炉采用燃烧剂再循环技术，将未燃尘粒回收循环，减少了燃烧温度对污染物的生成，达到了良好的环保效果。

三、循环流化床锅炉运行1.启动阶段：给循环流化床锅炉供给煤粉和燃烧助剂，并进行预热，启动风机系统，形成适宜的流态床。

2.调温阶段：逐步提高燃烧温度到设计要求，在此过程中对锅炉进行参数调整和检测，以确保锅炉的安全和效率。

3.稳态运行阶段：在燃烧温度和压力保持稳定的情况下，进行长时间的连续运行，通过调节风量和燃料供给量，保持循环燃烧床的稳定运行。