循环流化床锅炉使用手册

循环流化床锅炉使用手册 第一章循环流化床的基本原理 第一节流态化过程 第二节循环流化床的基本原理 第三节流化床燃烧的原理系统及组成 第二章循环流化床锅炉的结构及工作原理 第一节炉膛的结构

第二节布风装置的结构及原理

第三节旋风分离器的结构及工作原理 第四节返料器的结构及工作原理 第五节燃料粒度与燃料制备系统

第六节静电除尘器的结构及工作原理 第三章 循环流化床锅炉的燃烧 第一节循环流化床锅炉的燃烧特点 第二节 循环流化床锅炉的燃烧过程 第三节循环流化床锅炉的燃烧区域

第四节循环流化床锅炉的燃烧份额和一、二次风配比 第五节循环流化床锅炉对污染物的排放控制

第六节影响循环流化床锅炉燃烧的因素 第四章循环流化床锅炉的点火启动和运行 第一节点火启动方式，原理及系统组成 第二节 循环流化床锅炉的点火启动过程 第三节锅炉升压

第四节循环流化床锅炉的燃烧调整 第五节循环流化床锅炉的运行监视和调整 第五章循环流化床锅炉运行问题分析

第一节运行经验及体会

第二节 运行中的问题分析 第六章锅炉的停止运行 第一节正常停炉

第二节锅炉停炉后检查项目及措施

第七章循环流化床锅炉常见事故处理方法 第一节事故及故障停炉

第二节锅炉满水 第三节锅炉缺水

第四节 汽包水位计的损坏

第五节水冷壁管损坏 第六节省煤器管损坏 第七节过热器管损坏 第八节炉膛超温结焦 第九节返料器结焦 第十节锅炉灭火 第十一节骤减负荷 第十二节厂用电中断

循环流化床技术发展及前景展望 能源与环境是当今社会发展的两大问题，我国是产煤大国，也是用煤大国， 20 世纪 90 年代 初，我国能源消费已达到 12 亿吨标准煤， 90 年代末，我国能源需求量为

17－ 20 亿吨标准 煤，而实际供应量大约只能达到 14 亿吨标准煤， 从 1993 年开始我国成为能源净进口国， 供 需缺口将越来越大， 为了国家的长远利益和经济能够持续性发展， 国家《节约能源暂行条例》 、 《节能政策大纲》 、《中华人民共和国节约能源法》 与《当前重点鼓励发展的产业产品和技术 目录》以及《小火电机组建设管理暂行规定》中均提出鼓励 ,支持发展综合利用煤矸石、煤

泥等低热值燃烧发电， 并且明确规定必须使用循环流化床锅炉， 随着经济的发展、 环境保护 问题日益突出，从 80 年代中期，我国酸雨面积不断扩大，酸雨降雨频率逐年增加，据环保 部门统计，当前多数城市大气污染物中 S02的87%、N02的67%、CO的79%烟尘的71%

均来自燃煤， 从保护环境质量出发 《中华人民共和国大气污染防治法》 、《环境保护质量标准》 等法规， 明确提倡使用循环流化床锅炉， 以减少环境污染。 循环流化床锅炉是近年来在国际 上发展起来的新一代高效低污染清洁燃烧技术，其主要特点在于燃料及脱硫剂经过移次循 环，反复进行低温燃烧和脱硫反应，炉内湍流运动强烈，不但能达到 N02 排放， 80%以上

的脱硫效率和煤粉炉相近的燃烧效率， 而且具有燃料适应性广， 负荷调节性好， 灰渣易于综 合利用等特点， 因此在国际上得到迅速的商业推广。 我国循环流化床燃烧技术的研究和开发 是从 80 年代开始的，首次用于火力发电是一九八九年，由中科院物理研究所与济南锅炉厂 联合研制的 35t/h 循环流化床锅炉，在明水热电厂投产试运，由于设计等方面的原因，出现 了出力不足，受热面的磨损，但是它的节能、 环保方面的优点也表现的比较突出， 在其后经 过了快速发展民，技术走向相对成熟的阶段，各方面的努力使循环流化锅炉得以快速发展， 技术逐渐成熟，目前到 2000 年底在运行的

35t/h 以上的循环流化床达 500 台以上。我国自 行设计、制造、投入运行的 220T/H 循环流化床锅炉已达 10 余台，济南锅炉厂更是在 1997 年开发了 220T/H 循环流化床锅炉，实践证明，一些投运的 220T/H 循环流化床锅炉效率可 达 90% －91.7%，负荷可以在 30% － 1 1 0%额定负荷下稳定运行。对燃料有良好的造应性， 燃用含硫量大于 2%的煤， 加石灰石脱硫剂， 钙硫比为 2：1 时 S02

排放值为 400PPM ， N02 排放值为50mg/N3,低于国家环保n级排放标准。上述数据表明：我国已掌握中型高压循环 流化床锅炉燃烧制造技术，中型高压 220T/H 循环流化床锅炉开发是成功的。

今后， 我国循环流化床锅炉正在向大容量锅炉发展，前景十分广阔：一是政府大力支持，发 展大容量循环流化床锅炉有利于以燃煤为主的我国能源生产体系向资源节约和环境无害可 持续模式转变， 国家已把开发大型循环流化床锅炉列入优先发展的先进技术产业项目。 二是，

循环流化床锅炉与煤粉炉在汽水系统结构， 炉型布置等无甚差异， 我国有制造 600MW 以上 煤粉炉的技术能力，又有 130t/h、 220t/h 循环流化床锅炉数据可借鉴，随着技术提高，分阶 段发展，从130t/h放大到 220t/h，从220t/h放大到420t/h，每提高一级，放大系数都小于 1，使设计逐步完善，自行设计制造 420t/h 循环流化床锅炉技术定有把握的。三是可以引进 国外先进的循环流化床设计制造技术，促进循环流化床锅炉的向大型发展。

预计到 2010 年，我国循环流化床锅炉技术水平有望发展到 220MW －300MW 的水平，目前

在运行的中小型链条 '煤粉炉将大部分改造成循环流化床锅炉。

第一章 循环流化床锅炉的基本原理

第一节 流态化过程

流化床燃烧是在一个特殊的气固两相流动体系中发生的物理化学过程， 其内部的气体和

固体运动对于燃烧过程的进行具有十分重要的意义，所以为了实现流化床设备的正常运行， 必须首先对其内部的流体动力学有一个充分的认识和了解。

1、流态化：流化床内物质分为两部分－流体介质和固体颗粒，当流体向上流过颗粒层时， 其运行状态是变化的，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 速增大到某一速度之后， 颗粒不再受布风板的支持， 所有的颗粒被上升的气流悬浮起来， 就 整个床层而言，具有了类似流体的性质，这种状态称为流态化。简称流化。

2、临界流化速度：颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度，称为临界流化速度。

3、流化床表现在流体方面的特性

流化床看上去非常象沸腾的液体， 在许多方面表现出类似液体的特性， 主要表现在以下几 个方面：

（1） 床内颗粒混和良好。因此，当加热床层时，整个床层的温度基本均匀。

（2） 床内颗粒可以像流体一样从容器侧面的孔喷出， 并能像液体一样从一个容器流向另一

个容器。

（3） 高于床层表观密度的颗粒会下沉，小于床层表观密度的颗粒会浮在床面上。

（4） 当床体倾斜时，床层的上表面保持水平。

第二节 循环流化床的基本原理

1、循环流化床固名思义，一要流化，二要循环，流化床是一种气一固流态化，气体并不均 匀地流过颗粒床层。 当气体速度进一步增大， 一部分气体形成气泡经过床层短路逸出。 按气 一固两相流动的原理， 床层不断膨胀， 颗粒就由气体带出床层， 我们称这种状态为颗粒气体 输送的稀相流化床， 在稀相流态化状态下，有大量的颗粒被携带出去， 为了稳定操作， 这些 颗粒必须用分离器从气流中分离出来， 然后由回料装置返回床层， 这样的床层就称为循环流 化床。

2、循环流化床的特点归纳如下：

（1） 不再有鼓泡床那样清晰的界面，固体颗粒充满整个上升段空间

（2） 有强烈的物料返混

（3） 床层压降随流化速度和颗粒质量流量变化

（4） 强烈的颗粒返混， 颗粒的外部循环和良好的横向混和， 使得整个上升段内温度分布均 匀。

（5） 通过改变上升段内的存料量， 固体物料在床内的停留时间可在几分钟致数小时范围内 调节。

第三节 流化床燃烧的原理系统及组成

1、循环流化床锅炉分为两部分 第一部分由炉膛、旋风分离器、返料器组成，组成了固体物料的循环回路。

第二部分为对流烟道，布置有过热器、省煤器、空气预热器等。 2、流化床的燃烧是床料在流态化状态下进行，燃料燃烧的所需空气分成一次风和二次风两 级送入。

一次风通过风室经布风板送入， 二次风在炉膛周围由侧墙送入， 燃料燃烧主要在炉 膛内完成， 炉膛周围布置了膜式水冷壁， 用于吸收燃烧产生的部分热量， 其燃烧区域以二次 风口为界， 分为两个区， 二次风口以下为大粒子还原气氛燃烧区， 二次风口以上为小粒子氧 化气氛燃烧区， 由气流带出炉膛出口的固体物料， 被设在炉膛出口处的旋风分离器收集， 并 通过返料器送回炉膛， 这样，循环流化床燃烧的基本原理就是流态化燃烧加上固体物料的循 环燃烧。

第二章 循环流化床锅炉结构及工作原理

锅炉简介 :

75t/h 循环流化床锅炉是济锅产的中压单汽包自然循环水管锅炉，采用旋风分离器组成的 循环燃烧系统，炉膛为膜式水冷壁结构，过热器分高、低两级，中间设喷水式减温器，尾部 设三级省煤器和一、二次风预热器，该炉采用钢制构架露天布置，炉墙为轻型结构。

第一节 炉膛的结构

一、炉膛的横截面积 75t/h循环流化床锅炉炉膛横截面积为 3170 >5290mm2，呈矩形截面，上部为膜式水冷壁结 构由/

60X5和6M5 mm2扁钢焊制而成：燃烧室为/ 60X5的钢管组成，炉膛部分分成左、 右、前、后四个水循环回路。

炉堂横截面积， 根据所选定的截面热负荷或流化速度与锅炉总的热容量确定。 它的确定 主要考虑以下主要因素： （ 1 ）二次风在炉膛内穿透深度（ 2）燃烧室内受热面的布置、尾部 受热面的布置、分离器的布置等相协调。 （3）燃料、石灰石及循环灰的供给与扩散。炉膛深 度过大， 会使二次风在燃烧室内难以穿透， 挥发份在炉膛内扩散不均， 造成燃烧不充分和污 染物排放过多。

二、 炉膛的高度

为保证燃料的完全燃烧，燃烧室的高度应满足以下要求： （1）保证燃料完全燃烧。 （2）有

足够的位置布置受热面。 （3）保证脱硫所需的气体最短停留时间。 （ 4）确保返料器有足够高 的料腿高度， 保证足够的循环物料正常回送。 （5）与尾部烟道受热面布置所需的高度相协调。

（6）采用自然循环时应保证锅炉在设计压力下有足够的汽水自然循环的动力。

三、 炉膛下部燃烧室

1 、循环流化床锅炉采用两段燃烧，燃烧所需空气分为一、二次风分级供给，一次风通过底 部布风板送入炉内， 做为流化介质并提供部分燃料燃烧所需要的氧气。 二次风分三层由侧墙 送入提供完全燃烧所需要氧气，并保证一定粒子夹带量 .以二次风口为界以上为氧化气氛燃

烧区，以下为还原气氛燃烧区，通常在还原气氛燃烧区布置燃料、石灰石和循环物料入口， 以及二次风喷嘴。

2、 燃烧室内水冷壁由耐火材料敷盖，形成卫燃带结构，一方面，减少水冷壁的吸热，为 燃料燃烧提供良好的温度区域，另一方面有利于防止水冷壁的腐蚀和磨损。

3、 为保证有足够的流化速度，确保锅炉在低负荷下也能维持良好的床内流化质量；燃烧 室底部截面设计得较小， 采取向上渐扩的结构， 以防止底部粗颗粒的沉积， 减少床料分层和 结渣的可能性，二次风布置在渐扩段内，分三层经二十一个喷嘴送入炉膛。

4、 燃料及循环物料都进入燃烧室内密相区。