循环流化床锅炉介绍循环流化床锅炉介绍 生产准备部生产准备部 魏红伟魏红伟1. 目目 录录l第一章第一章 概述概述l第二章第二章 工艺流程及主要参数工艺流程及主要参数l第三章第三章 气固两相流基础理论气固两相流基础理论l第四章第四章 循环流化床主要技术特点介绍循环流化床主要技术特点介绍l第五章第五章 循环流化床锅炉辅助设备循环流化床锅炉辅助设备2.什么叫锅炉？什么叫锅炉？l锅炉的组成锅炉的组成l通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成通常燃料的燃烧过程在炉膛内进行，形成炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、炉的概念；蒸汽或热水在锅筒、水冷壁、对流受热面等内部形成，形成锅的概念对流受热面等内部形成，形成锅的概念l形象理解形象理解l锅：用来装要被加热的水锅：用来装要被加热的水(或其它介质或其它介质)的容的容器；器；l炉：加热锅的装置炉：加热锅的装置3.炉炉锅锅锅锅炉炉什么是锅炉？什么是锅炉？4.第一章第一章 循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉概述5.引子引子l近年来，在火力发电领域，一近年来，在火力发电领域，一个新名词越来越多地被人们听个新名词越来越多地被人们听到，这就是到，这就是“循环流化床循环流化床”。
l“循环流化床循环流化床”似乎与环保脱硫似乎与环保脱硫有关，还经常与有关，还经常与“清洁燃烧清洁燃烧”联联系在一起系在一起那么，那么，“循环流化床循环流化床”到底是什么？到底是什么？电站锅炉领域的电站锅炉领域的“循环流化床循环流化床”指的就指的就是锅炉家族的后起之秀是锅炉家族的后起之秀循环流化循环流化床锅炉概括地说，它是一种环保锅床锅炉概括地说，它是一种环保锅炉6.一、传统煤燃烧方式带来的环境问题一、传统煤燃烧方式带来的环境问题7.电站锅炉的传统煤燃烧方式电站锅炉的传统煤燃烧方式存在问题：1.不能充分利用劣质燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等）不能充分利用劣质燃料（如煤矸石、焦碳、垃圾等） 2.不易控制污染物排放（不易控制污染物排放（SO2、NOx）3.灰渣综合利用受限制灰渣综合利用受限制 固定床燃烧固定床燃烧 悬浮燃烧悬浮燃烧8.二、二、洁净煤技术的兴起洁净煤技术的兴起l日益严峻的环境问题迫使我们日益严峻的环境问题迫使我们采取必要措施采取必要措施l但以煤为主的一次能源格局在但以煤为主的一次能源格局在相当长时期内不会改变；相当长时期内不会改变；l为了人类生存的环境，应设法为了人类生存的环境，应设法使煤使煤“清洁清洁”利用。
利用l由此在国际上掀起由此在国际上掀起“洁净煤技术洁净煤技术”研究热潮研究热潮9.l燃烧前可采取的措施燃烧前可采取的措施煤的洗选煤的洗选煤的加工（水煤浆）煤的加工（水煤浆）煤的转化（气化、液化）煤的转化（气化、液化）l燃烧中可采取的措施燃烧中可采取的措施清洁燃烧清洁燃烧l燃烧后可采取的措施燃烧后可采取的措施烟气脱硫烟气脱硫“洁净煤技术洁净煤技术”使煤清洁利用的技术使煤清洁利用的技术10. l流化床燃烧是目前商业化最好的清洁燃烧流化床燃烧是目前商业化最好的清洁燃烧技术之一技术之一l被称为被称为“二十一世纪的燃烧技术二十一世纪的燃烧技术”清洁燃烧清洁燃烧燃烧中脱硫、脱氮燃烧中脱硫、脱氮11.我国发展循环流化床锅炉的目的我国发展循环流化床锅炉的目的l解决劣质燃料利用问题；l减少有害气体（NOx、SOx)排放，减轻环境压力backback12.三、流化床基本概念三、流化床基本概念13.l“流化流化”流态化流态化l 当流体（液体、气体）向上流过固当流体（液体、气体）向上流过固体颗粒床层时，其速度增大到一定值体颗粒床层时，其速度增大到一定值后，颗粒被流体的摩擦力所承托，呈后，颗粒被流体的摩擦力所承托，呈现飘浮状态，颗粒可以在床层中自由现飘浮状态，颗粒可以在床层中自由运动，这种状态称为运动，这种状态称为“流态化流态化”。
l 按流化介质的不同可分为液按流化介质的不同可分为液-固流态化、气固流态化、气-固流态化固流态化l燃煤流化床属气固流态化范畴燃煤流化床属气固流态化范畴l流化床具有流体的某些性质流化床具有流体的某些性质14.任一高度静压等于此任一高度静压等于此高度以上固体颗粒重高度以上固体颗粒重量量大而轻的物体浮在床大而轻的物体浮在床表面表面床表面总保持水平床表面总保持水平连通器作用连通器作用l“床床”反应场所，反应场所，支承物料支承物料（床形物：（床形物：机床机床; ;车床车床; ;流化床流化床; ;河河床床; ;苗床）苗床）流化床类似流体的性质流化床类似流体的性质：15. 流化床流化床1921年最早出现于德年最早出现于德国，应用于粉煤气化国，应用于粉煤气化二战期间应用于石油催化裂二战期间应用于石油催化裂化化后广泛应用于石油、化工、后广泛应用于石油、化工、冶炼、粮食、医药等部门冶炼、粮食、医药等部门16.l能源危机出现后，当人们的目光从石油又转能源危机出现后，当人们的目光从石油又转向煤炭时，历史好像划了一个圈，又回到了向煤炭时，历史好像划了一个圈，又回到了原点l但这不是一个简单的循环历史在前进，科但这不是一个简单的循环。
历史在前进，科技在进步，这是一种螺旋式上升的过程技在进步，这是一种螺旋式上升的过程l人们认识到人们认识到我们要烧煤；我们要烧煤；我们要把煤烧好；我们要把煤烧好；我们不仅要烧优质煤，还要烧好劣质煤；我们不仅要烧优质煤，还要烧好劣质煤；我们在烧煤的同时，还要保护环境我们在烧煤的同时，还要保护环境17.l循环流化床锅炉在保留循环流化床锅炉在保留沸腾床锅炉的优点的基沸腾床锅炉的优点的基础上，克服了其不足，础上，克服了其不足，从而显示出强大的生命从而显示出强大的生命力二十世纪二十世纪8080年代初，年代初，国外研制出第二代流国外研制出第二代流化床锅炉化床锅炉循环循环流化床锅炉流化床锅炉“循环循环”的概念的概念飞飞出炉膛的物料被气固分出炉膛的物料被气固分离器收集，返回炉膛，离器收集，返回炉膛，循环燃烧和利用循环燃烧和利用18. 循环流化床锅炉的工作过程循环流化床锅炉的工作过程19.l我国大型循环流化床锅炉我国大型循环流化床锅炉20.130T循环流化床锅炉模型循环流化床锅炉模型21.22.河南心连心河南心连心130吨锅炉吨锅炉23.山西丰喜肥业山西丰喜肥业24.天庆锅炉全貌天庆锅炉全貌天天庆庆25.第二章第二章 工艺流程及参数工艺流程及参数26.27.锅炉烟风系统图锅炉烟风系统图二二次次风风皮皮皮皮带带带带密密密密封封封封用用用用风风风风920920 内内循循环环内内循循环环910910910910大大颗颗粒粒飞飞 灰灰一一次次风风油枪油枪油枪油枪播播播播煤煤煤煤用用用用风风风风Fan2Fan2Fan1Fan1J J阀阀阀阀 Fan Fan过热器过热器过热器过热器省煤器省煤器省煤器省煤器空预器空预器空预器空预器1111空预器空预器空预器空预器1 128.29.30.锅炉汽水系统图锅炉汽水系统图省煤器给水省煤器给水省煤器给水省煤器给水省煤器省煤器省煤器省煤器连连连连接接接接管管管管合格蒸汽合格蒸汽合格蒸汽合格蒸汽高过高过高过高过低过低过低过低过包包包包墙墙墙墙过过过过热热热热器器器器锅筒锅筒锅筒锅筒锅筒锅筒汽冷分离器汽冷分离器汽冷分离器汽冷分离器下水连接管下水连接管下水连接管下水连接管集集集集中中中中下下下下水水水水管管管管分散下水管分散下水管分散下水管分散下水管蒸蒸蒸蒸发发发发屏屏屏屏水水水水冷冷冷冷壁壁壁壁屏屏屏屏过过过过31.1.1.锅炉主要技术参数锅炉主要技术参数额定蒸发量额定蒸发量 130 t/h 130 t/h额定蒸汽压力额定蒸汽压力 9.82 MPa 9.82 MPa额定蒸汽温度额定蒸汽温度 540 540设计给水温度设计给水温度 150 150 锅炉排烟温度锅炉排烟温度 150 150 设计煤种设计煤种 无烟煤无烟煤锅炉设计热效率锅炉设计热效率 89% 89% 锅筒中心标高锅筒中心标高 37500 mm 37500 mm锅炉运转层标高锅炉运转层标高 8000 mm 8000 mm炉膛截面尺寸炉膛截面尺寸 38907650 mm 38907650 mm锅炉前后柱中心深度锅炉前后柱中心深度 18600 mm 18600 mm锅炉左右柱中心宽度锅炉左右柱中心宽度 9400 mm 9400 mm32. 锅炉运行的经济性指标锅炉运行的经济性指标1 1、锅炉保证热效率不低于、锅炉保证热效率不低于89%89%2 2、锅炉飞灰含碳量不大于、锅炉飞灰含碳量不大于6%6%，底渣含碳量，底渣含碳量 不大于不大于2%2%3 3、锅炉年运行时间不少于、锅炉年运行时间不少于80008000小时小时4 4、锅炉连续运行时间不少于、锅炉连续运行时间不少于50005000小时小时33.循环流化床锅炉三大核心部件循环流化床锅炉三大核心部件 燃烧室、分离器、回料阀燃烧室、分离器、回料阀34.l1、燃烧效率提高（可达、燃烧效率提高（可达97.5-99%)炉膛沿高度基本恒温（炉膛沿高度基本恒温（900 oC ），），延长了燃烧时间；延长了燃烧时间；物料通过分离器多次循环回炉内，物料通过分离器多次循环回炉内，延长了燃烧时间；延长了燃烧时间；l2、没有埋管，彻底解决埋管、没有埋管，彻底解决埋管磨损问题磨损问题密相区燃烧份额小，不需埋管即密相区燃烧份额小，不需埋管即可控制床温；可控制床温； 循环流化床锅炉有以下优势循环流化床锅炉有以下优势35.l3、为大型化提供了可能、为大型化提供了可能燃烧、传热不仅仅局限于浓相区，燃烧、传热不仅仅局限于浓相区，炉膛截面热负荷提高炉膛截面热负荷提高2-3倍，更易倍，更易实现大型化；实现大型化；l4、脱硫剂利用率提高、脱硫剂利用率提高脱硫剂颗粒变细（脱硫剂颗粒变细（0.1-0.3mm），），利用率提高；利用率提高；SO2气体在燃烧区停留时间延长；气体在燃烧区停留时间延长；l鼓泡床鼓泡床1-2s，循环流化床，循环流化床3-4s;脱硫剂循环利用，停留时间延长。
脱硫剂循环利用，停留时间延长 循环流化床锅炉有以下优势循环流化床锅炉有以下优势36.循环流化床锅炉发展现状及前景循环流化床锅炉发展现状及前景37.循环流化床锅炉今后的发展方向是：循环流化床锅炉今后的发展方向是：l1 1、向大容量、高参数方向发展、向大容量、高参数方向发展l发展容量可与煤粉炉相比的大型发展容量可与煤粉炉相比的大型循环流循环流化床锅炉；发展超临界锅炉化床锅炉；发展超临界锅炉l2 2、简化锅炉结构，采用新型低阻力、简化锅炉结构，采用新型低阻力、小尺寸的分离器小尺寸的分离器清华大学研制的带水冷方型分离器的循环流清华大学研制的带水冷方型分离器的循环流化床锅炉提供了一个很好的思路化床锅炉提供了一个很好的思路l3、提高运行的可靠、稳定性、提高运行的可靠、稳定性38. 第第 三三 章章 气固两相流基础理论气固两相流基础理论39.基本概念基本概念l1 1床料床料l燃煤、灰渣、石灰石、砂子或铁矿石燃煤、灰渣、石灰石、砂子或铁矿石l2 2物料物料l循环系统内燃烧或载热固体颗粒循环系统内燃烧或载热固体颗粒l3 3堆积密度与颗粒密度堆积密度与颗粒密度l无约束，真实密度无约束，真实密度l4. 空隙率空隙率l堆积与流化并不相同。
确定流化状态堆积与流化并不相同确定流化状态l5 5燃料筛分燃料筛分l宽筛分与窄筛分宽筛分与窄筛分40.l6 6燃料颗粒特性燃料颗粒特性l燃煤的粒比度燃煤的粒比度l7 7流化速度流化速度l空塔速度，控制流化状态空塔速度，控制流化状态l8 8临界流化风速与临界流化风量临界流化风速与临界流化风量l开始流化时的一次风速度与风量开始流化时的一次风速度与风量l9 9物料循环倍率物料循环倍率l物料返送量与燃料给进量之比物料返送量与燃料给进量之比41.流态化基本原理流态化基本原理l流态化的概念流态化的概念42.43.44.l冷态临界流化风量对热态运行的指导意义冷态临界流化风量对热态运行的指导意义临临界界流流化化风风速速受受温温度度影影响响，随随温温度度的的升升高高而而增增大大; ;冷冷热热态态临临界界流。