循环流化床锅炉讲义

  • 依据FW公司的资料，800 MW超超临界 CFB直流锅炉技能的 开发现已成功，制作的重点是资料功能。

    流态化进程 流态化：一种状况。即当颗粒流速添加到某一速度之后，颗粒不 再由散布板所支撑，而悉数由流体的摩擦力所承托。此刻，关于 单个颗粒来讲，它不再依托与其他邻近颗粒的触摸而坚持它的空 间方位，相反地，失去了曾经的机械支承后，每个颗粒可在床层 中自在运动；就整个床层而言，具有了许多相似流体的性质。 临界流化速度:颗粒床层从停止状况转变为流态化时的最低速度。 流化床相似流体的性质主要有以下几点： 在任一高度的静压近似于此高度以上单位截面积内固体颗粒的重 量； 不管床层怎么歪斜，床外表总是坚持水平，床层的形状也坚持容 器的形状； 床内固体颗粒能够像流体相同从底部或旁边面的孔口中排出；

  • 我国是一个动力出产与耗费大国，动力的75％来自煤炭。煤炭 焚烧发生动力，促进了国民经济的开展，一起带来对大气环境 的污染。循环流化床焚烧技能是一种高功能、低污染、低本钱 的洁净煤发电技能，而且具有煤种习惯性广、焚烧功率高、环 境功能好、负荷调理规模大和灰渣综合运用等长处，与带有烟 气脱硫体系的惯例煤粉焚烧技能比较，具有极大的竞赛优势。 据统计，在脱硫功率根本挨近的条件下，循环流化床锅炉电厂 出资与带有烟气脱硫体系的同容量燃煤锅炉机组出资相等，而 上网本钱却较低。因而循环流化床焚烧技能在大型锅炉的运用 与开展上得到分外的注重和加快速度进行开展。我国许多引入法国 ALSTOM 公司和美国 Foster Wheeler公司循环流化床技能，100MW到 300MW循环流化床锅炉已得到商业运用。600MW超临界循环流 化床锅炉现已投产。800MW超超临界循环流化床锅炉现已规划成 型。能够估计未来流化床锅炉运用远景很宽广。

  循环流化床锅炉可分为两个 部分。  第一部分由炉膛、气固物料 别离设备、固体物料再循环 设备和外置热交换器等组成 。  第二部分为对流烟道，安置 有过热器、再热器、省煤器 和空气预热器等。

   第一代旋风筒别离器，桶壁 由钢板外壳衬以厚度为300mm 的耐火资料构成的，称为绝 热型别离器。它的长处是初 出资相对低，但运转修理费 用高和冷态发动时刻长。  第二代旋风筒别离器，桶壁 用汽冷、水冷膜式壁构成， 称为汽冷或水冷型别离器。 它的耐火资料厚度为25mm 。 它的长处是运转修理费用低 廉，寿命长，可靠性高。但 制作工艺杂乱，造价高。

  2）高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环进程 循环流化床锅炉内的物料参加了外循环和内循环两种循环运动

   返料器：固体颗粒回送设备的 根本任务是将别离器别离的高 温颗粒稳定地送回压力较高的 焚烧室内，而且确保无气体返 窜。因而返料器在循环体系中 起着相当大的效果：1）将循 环灰由低压区（返料器）送入 高压去（炉膛内）。2）起密 封效果，确保料腿、返料器中 的循环灰朝炉膛方向活动，避 免炉膛烟气短路进入别离器， 损坏物料循环。3）主动调理 平衡循环灰的运送量，使锅炉 出力习惯负荷的需求。

  运用惯性离心力的效果从气 流中别离出尘粒的设备。工 作原理是将炉膛出口来含有 尘气体由圆筒上部的进气管 切向进入，受器壁的束缚向 下作螺旋运动。在惯性离心 力效果下，颗粒被抛向器壁 而与气流别离，再沿壁面落 至锥底的排灰口。净化后的 气体在中心轴邻近由下而上 作螺旋运动，最后由顶部排 气管排出。

  风帽数量 外孔尺度 布风均匀性 磨损特性 防漏渣功能 运用周期 柱形风帽 定向风帽 箭形风帽 钟罩形风帽 多 多 少 较少 小 大 大 较大 好 较好 较好 好 较轻 较重 较轻 轻 一般 弱 弱 好 一般 较短 较短 较长

  经过煤处理体系优化规划、布风 体系、运转优化调整、设备完善 改造，使快速流化床状况的比例 趋于最大，一起减小其他焚烧方 式的比例，这正是CFB锅炉制作、 规划、运用和研讨者的重要方针。

  在循环流化床锅炉电厂中 有电厂规划冷渣器冷却水 加压泵，也有电厂没有设 计冷渣器冷却水加压泵。 而且规划这套体系的部分 电厂现已割除，还有电厂 正调查。现在这种规划是 否合理还有待于进一步研 究。

   第三代紧凑型别离器，由FW 公司在1992年开发，选用矩 形膜式壁别离器结构。矩形 别离器的膜式壁和炉膛膜式 水冷壁构成一个全体，具有 圆筒型旋风别离器的一切优 点，削减锅炉的占地面积， 减轻锅炉分量，削减耐火材 料的维护费用，削减发动用 燃料费用。可进行模块式设 计，简单完成锅炉容量的放 大。自1994年以来，己有近 60台焚烧各种燃料的紧凑型 锅炉的成绩。

  右图：不同气流速度下固 体颗粒床层的活动状况  图中给出了不同气流速度下 固体颗粒床层的活动状况。 跟着气流速度的添加，固体 颗粒分别是出现固定床、鼓 泡流化床、湍流流化床、快 速流化床和气力运送状况。

  1. 不再有鼓泡流化床那样明晰的界面，固体颗粒充溢整个 上升段空间； 2. 有激烈的物料返混，颗粒团不断构成和崩溃，而且向各 个方向运动； 3. 颗粒与气体之间的相对速度大，且与床层空地率和颗粒 循环流量有关； 4. 运转流化速度为鼓泡流化床的2－3倍； 5. 床层压降随流化速度和颗粒的质量流量而改动； 6. 颗粒横向混合杰出； 7. 激烈的颗粒返混、颗粒的外部循环和杰出的横向混合， 使得整个上升段内温度散布均匀； 8. 经过改动上升段内的存料量，固体物料在床内的逗留时 间可在几分钟到数小时规模内调理；

   冷渣器：是将循环流化床锅炉焚烧后火热的炉渣里许多的热能 再运用的设备。  链斗运送机：是将冷渣器排出的炉渣运送炉外的设备。每台炉 设2台链斗运送机，必定要满意150%BMCR工况下的锅炉规划煤种排 渣量。  斗式提高机：是将链斗运送机里的炉渣提高必定高度送仓 的设备。每台炉设2台斗式提高机，必定要满意150%BMCR工况下的 锅炉规划煤种排渣量。  渣库：是存储炉渣的设备。能满意锅炉BMCR工况燃用规划煤质 条件下贮存1台炉26小时渣量。

  研讨发现：因为床料粒径的宽筛分 特性和流化风量过大的原因，CFB锅 炉在实践焚烧时，炉内存在四种燃 烧方法： 1．层燃状况（超大颗粒），一般存 在于炉膛下部浓相区，接近布风板； 2．鼓泡状况（较大颗粒），一般存 在于炉膛下部浓相区，即锥段区域； 3．循环流化床状况（规划尺度）， 一般存在于炉膛上部稀相区域； 4．气力运送状况（细颗粒，归于PC 焚烧方法）一般存在于炉膛上部稀 相区域；

  1）低温的动力操控焚烧 长处：炉内结渣及碱金属分出均比煤粉炉中要改进许多，对灰 特性的敏感性减低，也无须很大空间去使高温灰冷却下来，氮 氧化物生成量低，可在炉内安排廉价而高效的脱硫工艺；循环 流化床锅炉内燃料的燃尽度很高，一般，功能好的循环流化

   布风板：支撑停止床料。 使水凉风室内热空气均匀 地散布在炉膛横截面上， 并供给满足的压力，使床 料均匀流化。 风帽：是循环流化床锅炉 的布风设备，装置于布风 板上，将一次风机送来的 一次风高速均匀的送入炉 膛，用以流化炉内床料。

  2002年FW出产的容量 为460MW、主汽压力压 力为27.5MPa的超临界 循环流化床直流锅炉。 是循环流化床技能开展 史上的一个严重里程碑 ，它标志着循环流化床 技能从亚临界跨入超临 界的一个起点。

  • •   密度高于床层外表密度的物体在床内会下沉，密度小的物体 会浮在床面上； 床内颗粒混合杰出，因而，当加热床层时，整个床层的温度 根本均匀。 “散式”流态化：一般的液-固流态化，颗粒均匀地涣散于床 层中。 “聚式”流态化：一般的气-固流态化，气体并不均匀地流过 颗粒床层，一部分气体构成气泡经床层短路逸出，颗粒则被 分红集体作湍流运动，床层中的空地率随方位和时刻的不同 而改动。煤的焚烧进程是一个气-固反响进程。 宽筛分物料：物料粒度从大到小十分均匀。 新床料：锅炉停炉后整理过床料，发动时新加的床料。 旧床料：锅炉停炉后没有整理床料。