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1、流化床基础知识辅助教材(二)循环流化床专题知识锅炉设备及运行 目录第一讲：循环流化床锅炉及其优缺点 (3) 第二讲：CFB的空气和烟气量(7)第三讲CFB的热损失(8) 第四讲炉膛及传热 (9)第五讲床温. (10)第六讲床压. (11) 第七讲给煤系统 (11) 第八讲风系统 (12) 第九讲石灰石系统 (13)第十讲渣系统 (14) 第十一讲炉内耐火、耐磨和保温材料 (15) 第十二讲锅炉的启动、运行及停运 (16) 第一讲：循环流化床锅炉及其优缺点一.流化床锅炉(CFB)1. 流化：(1) 颗粒分类：C类颗粒：颗粒的粒度很细，一般d20pm,颗粒间互相作用力 很大，属难以流化的颗粒。因此
2、气流通过此床层时，往往会出现沟流现象。A类颗粒：颗粒的粒度较细，d = 2090m,如化工流化床常 用的催化裂化剂，这类颗粒通常很容易流化，并且从开始流化到开始形成气泡之间一段很宽的气速范围 内，床层能均匀散式膨胀(粒子均为分散)。B类颗粒：中等颗粒，d =90 -650pm,具有良好的流化性能， 此种颗粒在流化速度达到临界流速时即发生鼓泡现象，循环流化床锅炉启动时常用的沙子就属于此类颗粒。D 类颗粒：这种颗粒具有较大的粒度和密度，颗粒的范围较大， 属于宽筛分，大部分燃煤流化床锅炉的炉内颗粒属于此类。（ABC类均属窄筛分）。（2）流态化：当流体向上流过具有一定粒径的颗粒床层时，床层 的运动状态
3、随流体的流速的变化而改变： 当流体的流速较低时，颗粒静止不动，流体只能从颗粒之间的 缝隙中通过，所有颗粒互相接触，并座落在布风板上，这就是固定床； 当流体的流速增加到某一速度后，所有颗粒不再由布风板支持， 而全部由流体的摩擦力承托。对单个颗粒而言，它不再依靠与其相邻的颗粒接触而维持它的空间位 臵，相反在失去了机械支撑后，每个颗粒可以在床层中自由运动。就整个床层而言，无数个自由运动的颗 粒组成的床层具有了许多类似流体的性质，这种状态称为流态化。（3）临界流化速度：颗粒床层从静止状态变成流态化时的最小速 度。（4）流态化的类型： 散式流态化：一般液固两相流的流态化就属于散式流态化，颗 粒均匀分布于
4、床层中。 聚式流态化：气固两相流的流态化就属于聚式流态化，颗粒并 不是均匀地流过床层，一部分气体形成气泡经床层短路逸出，颗粒被分成群体做喘流运动，床层中的 空隙率随时间和位臵不同而变化，就称为聚式流态化，燃煤锅炉的流态化就属于这种流态化。（5）流态化类似流体的性质主要有： 在任何一高度的静压近似等于此高度以上单位截面上固体颗粒 的重量。（床压是反映炉内存料量的唯一指标，上、中、下三组测压点相距 2 米，下层床压与中层床 压的差值应同中层床压与上层床压的差值近似相等，若三层床压差值相差过大，说明床料粒度过粗；若三 层床压近似相等，说明床料粒度过细。） 无论床层如何倾斜，床层的表层总是保持水平的，
5、床层的形状 也保持容器的形状，当停止供风时，床层静止后如水面一样平。以此可判断布风板的布风是否均匀以 及床层底部是否有大颗粒的堆积。床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔排出。 密度高于床层表观密度的固体颗粒在床内会下沉，密度小于床 层表观密度的固体颗粒会浮在床面上（假设气体流速为5m/s时，刚好能使d = 1mm、p=2000Kg/m 3粒子流化，那么p=2000Kg/m3就称为此时的表观密度）。所以应控制大于表观密度的固体颗粒进入炉膛。 炉内颗粒混合良好。因此当加热床层时，整个床层的温度基本 是均匀的。（6）异常的流化状态： 气泡过大：含气泡是气体流化床的基本特性，但气泡过大或过 于集
6、中向上涌时，床层表面会出现大的波浪起伏，运行不稳定，因此是一种异常的流化状态。引起气 泡过大和分布不均匀的因素有：a.床层太薄；b.布风板结构不良；c.床料颗粒过大；d.表观速度过高。 当气泡直径大到接近床层宽度尺寸时，床层被大气泡分隔成几 段并形成气塞，在大气泡之间的颗粒层将以活塞的形式向上运动，达到一定高度后，颗粒层崩裂成单 个颗粒或较小的颗粒团，此时大颗粒和颗粒团将穿过上升的气流，象雨淋般的下落，而较小的颗粒工颗粒 团则被气流带走，这种现象称节涌。发生节涌时能听到“扑通”声。节涌现象将造成沿炉膛高度床料分布 不均，而且引起床层阻力的激烈波动，能量损失很大，飞灰增加，影响流化和燃烧的稳定性
7、。这种现象如不及时处理，将导致大颗粒底料沉积面结焦。造成节涌的原因与气泡过大是相同的，因为，节涌是气泡过 大的进一步发展。 沟流：在空气速度未达到临界流化速度，整个床层处于固定床时，大量气体有可能从床层阻力最小的“沟道”穿过，这种现象称沟流或局部穿孔。沟流分贯穿沟流 和局部沟流两种。贯穿沟流沟道自下而上贯穿整个床层，这时风速增加到超过正常的临界流化速度床层也不流化。局部沟流：沟道未贯通的部分仍然可以流化。产生沟流的原因有：a.床层过薄；b.布风板结构不良，布风不均匀； c. 颗粒组成不均匀。局部或大部分床层的大颗粒堆积，多出现在风速较低时，如启动和压火。因 此，在空床启动时，最好采用送风后添加
8、床料的方式，以避免沟流现象的发生。（底料0.6mm、炉渣 K2K6二. CFB的优缺点：1. 优点：(1 )燃料的适应性广，从广义上说，CFB可以燃用煤粉炉不能燃 用的任何燃料：生活垃圾、石油焦、煤矸石；从狭义上说，燃料变化太大，会影响设备性能和寿命。所 以燃料性质变化范围也是有限制的，但燃料性质允许变化范围较煤粉炉大。(2) 负荷调节比大：负荷调节比的大小主要取决于在不投油助燃 的情况下，能保证燃料的燃烧和燃尽。对于CFB，在炉内存在着有较大蓄热量的床料，只要床温高于不 同燃料的着火温度就可以保证燃料的燃烧稳定性。其稳定性决定了锅炉最低允许负荷(投煤温度：烟煤=600 650C;贫煤 650 700C ;无烟煤 700 750C)。对于CFB，床温一般都高于炉膛出口烟气温度，负荷越彳氐，两者 差值越大。当负荷较低，虽然床温高于煤的着火温度，不至于造成炉膛灭火，但当炉膛出口烟气温度 低于760C,就不能保证炉膛上部碳粒子的燃尽，使飞灰含碳量增加。 因为烟气中的碳粒子燃尽温度为750C。大量的碳粒子在炉内积累过 多，当条件满足时，可能产生爆燃，使床温突然升高，破坏锅炉的正 常运行。因此锅炉最低允许负荷
