循環(huán)流化床鍋爐基礎知識

1、基本原理篇 基本原理篇循環(huán)流化床鍋爐的基本原理第一節(jié) 流態(tài)化過程流化床燃燒是一個特殊的氣固兩相流動體系中發(fā)生的物理化學過程，其內部的氣體和固體運動對于燃燒過程的進行具有十分重要的意義，所以為了實現(xiàn)流化床設備的正常運行，必須首先對其內部的流體動力學有一個充分的認識和了解。1. 流態(tài)化：流化床內部物質分為兩部分――流體介質和固體顆粒，當流體向上流過顆粒層時，其運行狀態(tài)是變化的, 流速較低時, 顆粒靜止不動, 流體只在顆粒之間的縫

2、隙中通過；當流速增大到某一流速之后，顆粒不再受布風板的支持, 所有的顆粒被上升的氣流懸浮起來, 就整個床層而言, 具有了類似流體的性質，這種狀態(tài)成為流態(tài)化, 簡稱流化。2. 臨界流化速度：顆粒床層從靜止狀態(tài)轉變?yōu)榱鲬B(tài)化時的最低速度, 稱為臨界流化速度。此時所需的風量稱為臨界流化速度。3. 流化床表現(xiàn)在流體方面的特性。流化床看上去非常象沸騰的液體, 在許多方面表現(xiàn)出類似液體的特性, 主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1) 床內顆?；旌狭己?。因此，當

3、加熱床層時, 整個床層的溫度基本均勻。2) 床內顆粒可以象流體一樣從容器側面的孔噴出, 并能像液體一樣從一個容器流向另一個容器。3) 高于床層表觀密度的顆粒會下沉, 小于床層表觀密度的顆粒會浮在床面上。4) 當床體傾斜時, 床層的上表面保持水平。第二節(jié) 循環(huán)流化床的基本原理1. 循環(huán)流化床顧名思義, 一要流化, 二要循環(huán), 流化床是一種氣固流態(tài)化，氣體不均勻地流過顆粒床層。當氣體速度進一步增大，一部分氣體形成氣泡經過床層短路逸出。按

4、氣――固兩相流動的原理，床層不斷膨脹，顆粒就由氣體帶出床層，稱這種狀態(tài)為顆粒氣體輸送的稀相流化床。在稀相流態(tài)化狀態(tài)下，有大量的顆粒被攜帶出去，為了穩(wěn)定燃燒, 這些顆粒必須用分離器從氣流中分離出來，然后由回料裝置返回床層, 這樣的床層就稱為循環(huán)流化床。2. 循環(huán)流化床的特點:1) 不再有鼓泡床那樣清晰的界面，固體顆粒充面整個上升段空間。2) 有強烈的物料返混。3) 床層壓降隨流化速度和顆粒質量流量變化。4) 強烈的顆粒返混，顆粒的外部循環(huán)

5、和良好的橫向混合, 使得整個上升段內溫度分布均勻。5) 通過上升段內的存料量，固體物料在床內的停留時間可在幾分鐘至數(shù)小時范圍內調節(jié)。第三節(jié) 流化床燃燒的原理系統(tǒng)及組成1. 循環(huán)流化床鍋爐分為兩部分一部分由爐膛，旋風分離器，返料器組成，組成了固體物料的循環(huán)回路。另一部分為對流煙道，布置有過熱器，省煤器，空氣預熱器等。2. 流化床燃燒是床料在流態(tài)化狀態(tài)下進行，燃料燃燒所需的空氣分成一次風和二次風兩級送入。一次風通過風室經布風板送入，二

6、次風在爐膛周圍由側墻送入，燃料燃燒主要在爐膛內完成，爐膛周圍布置了膜式水冷壁，用于吸收燃燒產生的部分熱量，其燃燒區(qū)域以二次風口為界，分為兩個區(qū)， 二次風口以下為大粒子還原氣氛燃燒區(qū)，二次風口以上為小粒子氧化氣氛燃燒區(qū)，由氣流帶出爐膛出口的固體物料，被設在爐膛出口處的旋風分離器收集，并通過返料器返回爐膛。這樣，循環(huán)流化床燃燒的基本原理就是流態(tài)化燃燒加上固體物料的循環(huán)燃燒。設備結構及工作原理篇循環(huán)流化床鍋爐結構及工作原理鍋爐簡介:75t/h

7、 循環(huán)流化床鍋爐是鍋爐廠生產的中溫中壓單汽包自然循環(huán)水管鍋爐。采用旋風分離器組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng)，爐膛為膜式水冷壁結構，過熱器分高、低兩級，中間設表面式減溫器，尾部設二級省煤器和一、二次風預熱器，該爐采用鋼制構架露天布置，爐墻為輕型結構。第一節(jié) 爐膛的結構一. 爐膛的橫截面75t/h 循環(huán)流化床鍋爐爐膛橫截面積為 3170×5290mm2 呈矩形截面，上部為膜式水冷壁結構由?60×5 和 64×5mm2 扁

8、鋼焊制而成。燃燒室為?605×的鋼管組成，爐膛部分分成左、右、前、后四個水循環(huán)回路。爐膛橫截面積，根據所選定的截面熱負荷或流化速度與鍋爐總的熱容量確定。它的確定主要考慮以下主要因素:1) 二次風在爐膛內穿透深度。2) 燃燒室內受熱面的布置，尾部受熱面的布置，分離器的布置等相協(xié)調。3) 燃料.石灰石及循環(huán)灰的供給與擴散。爐膛深度過大，會使二次風在燃燒室內難以穿透，揮發(fā)份在爐膛內擴散不均勻，造成燃燒不充分和污染物排放過多。板的水冷

9、管向下彎曲與底部水冷管匯集到后聯(lián)箱，構成風室后墻水冷管，風室兩側下聯(lián)箱延伸至下部構成風室兩側的水冷管。風室內水冷管上焊上銷釘敷以耐火可塑料形成保溫層，風室內有隔板分為兩個等壓風室。3、水冷布風板上去掉部分風帽設置了二根直徑?159 放渣管由風室通向底部，風室底部中間設有檢修人孔門以及兩側與主風道連接孔，風室的后側設有兩臺熱煙氣發(fā)生器，該裝置是由一次風道接出一個支路與風室連接，作為點火時產生熱煙氣由一次風通過布風板送入流化床加熱底料。二、

10、布風的方式1． 75t/h 循環(huán)流化床鍋爐采用分級送風燃燒1） 由送風機送入的一次風在預熱器內經過三個行程，分別從風室兩側送入等壓風室，通過布風板送入流化床，一次風由風帽底部通道從風帽上徑向布置的通風小孔流出，由于小孔的總截面遠小于布風板的截面積，因此氣流在小孔出口處噴出，具有較高的流速和動能，進入床層底部，使風帽頭部和周圍產生強烈的擾動，并形成氣流墊層，使床料中煤粒與空氣均勻混合，強化了氣――固間熱質過程，延長了煤粒在床內的停留時間，

11、建立了良好的流化狀態(tài)。由于一次風需克服布風板及料層阻力，需要很高的壓力，因此一次風機選用 10kv 高壓風機、引風機也選用高壓風機 10kv。一次風的作用：1）做為流化介質，控制良好的流化。2）控制床溫及料層差壓。3）為部分燃料的燃燒提供氧氣。4）被用作返料風。5）被用作播煤風。2、由二次風機送入的空氣在預熱器內經過一個行程，在爐膛周圍分二層布置十一個噴嘴送入爐膛，由于二次風不需要很高壓頭，選用 380v 普通風機。二次風的作用：1）

12、補充一次風的不足，為燃料進一步完全燃燒提供氧氣。2）分段送風有利于焦碳和一氧化碳對氮氧化物的還原，減少氮氧化物的排放。3）對煙氣進行橫向擾動，消除局部溫度過高。第三節(jié) 旋風分離器結構及工作原理分 離器是循環(huán)流化床鍋爐的關鍵部件之一，它的性能直接影響到鍋爐的安全和經濟運行。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室內氣動力特性、傳熱特性、循環(huán)倍率、燃燒效率、鍋爐出力和蒸汽參數(shù)，負荷的調節(jié)范圍，石灰石的脫硫效率和利用率以及鍋爐的啟停性能，散熱損失，運行維修費

13、用均與分離器的性能有關。分離器的結構型式和布置位置，決定了循環(huán)流化床鍋爐的整體布置型式和緊湊性，成為區(qū)別循環(huán)流化床鍋爐的技術流派的重要標志之一。75t/h 循環(huán)流化床鍋爐，采用高溫旋風分離器，結構為雙旋風分離，設置在爐膛出口左右各一個。1、結構：由圓筒體、圓錐體、中心筒組成。圓筒體：對分離效果影響很大，筒體直徑越小，離心力越大，分離效率越高，其直徑一般應根據所處理的氣流量，該爐 3.5米。圓錐體：可使主氣流易于由下變成向上流，由于其截面

14、積向下不斷縮小，顆粒在離心力作用下，移向器壁的距離不斷縮短，切向速度可不斷增加，對顆粒的分離有利，但相應的阻力要增加，同時，也有利于將捕集的顆粒下排到返料器。中心筒：通常插入到分離器內一定深度，使它與圓筒體形成環(huán)行通道，進入旋風分離器的氣流旋轉到錐底后，折轉向上成為旋流，然后由中心筒排出，最潔凈的煙氣在中心部分，中心筒的設置，增加分離效果，其插入深度及直徑大小對分離效率的阻力都有顯著影響，若插入過短，易造成煙氣短路，分離效率降低；插入過

15、深，造成二次夾帶，也使分離效率下降，該爐取插入深度為入口管高度 ?。2、工作原理利用旋轉的含塵煙氣產生的離心力作用，將煙氣中的塵粒分離出來的氣――固分離裝置。從爐膛出口出來的高溫煙氣，分左、右兩股進入兩個旋風分離器，沿筒體的切線方向導入，經過轉彎煙道提高煙氣流速，在筒體與中心筒組成的環(huán)行通道內旋轉向下，進入錐體，到達錐體的端點前，返轉向上，由中心筒排出。煙氣中顆粒在旋轉過程中產生的離心力作用下，被甩向壁面，流速減小，再加上自身的重力，這