循環(huán)流化床鍋爐基礎(chǔ)知識(shí)

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(guò)程流化床燃燒是一個(gè)特殊的氣固兩相流動(dòng)體系中發(fā)生的物理化學(xué)過(guò)程，其內(nèi)部的氣體和固體運(yùn)動(dòng)對(duì)于燃燒過(guò)程的進(jìn)行具有十分重要的意義，所以為了實(shí)現(xiàn)流化床設(shè)備的正常運(yùn)行，必須首先對(duì)其內(nèi)部的流體動(dòng)力學(xué)有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)和了解。1. 流態(tài)化：流化床內(nèi)部物質(zhì)分為兩部分――流體介質(zhì)和固體顆粒，當(dāng)流體向上流過(guò)顆粒層時(shí)，其運(yùn)行狀態(tài)是變化的, 流速較低時(shí), 顆粒靜止不動(dòng), 流體只在顆粒之間的縫

2、隙中通過(guò)；當(dāng)流速增大到某一流速之后，顆粒不再受布風(fēng)板的支持, 所有的顆粒被上升的氣流懸浮起來(lái), 就整個(gè)床層而言, 具有了類(lèi)似流體的性質(zhì)，這種狀態(tài)成為流態(tài)化, 簡(jiǎn)稱(chēng)流化。2. 臨界流化速度：顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化時(shí)的最低速度, 稱(chēng)為臨界流化速度。此時(shí)所需的風(fēng)量稱(chēng)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(lèi)似液體的特性, 主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:1) 床內(nèi)顆?；旌狭己谩Ｒ虼?，當(dāng)

3、加熱床層時(shí), 整個(gè)床層的溫度基本均勻。2) 床內(nèi)顆?？梢韵罅黧w一樣從容器側(cè)面的孔噴出, 并能像液體一樣從一個(gè)容器流向另一個(gè)容器。3) 高于床層表觀(guān)密度的顆粒會(huì)下沉, 小于床層表觀(guān)密度的顆粒會(huì)浮在床面上。4) 當(dāng)床體傾斜時(shí), 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(guò)顆粒床層。當(dāng)氣體速度進(jìn)一步增大，一部分氣體形成氣泡經(jīng)過(guò)床層短路逸出。按

4、氣――固兩相流動(dòng)的原理，床層不斷膨脹，顆粒就由氣體帶出床層，稱(chēng)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(lái)，然后由回料裝置返回床層, 這樣的床層就稱(chēng)為循環(huán)流化床。2. 循環(huán)流化床的特點(diǎn):1) 不再有鼓泡床那樣清晰的界面，固體顆粒充面整個(gè)上升段空間。2) 有強(qiáng)烈的物料返混。3) 床層壓降隨流化速度和顆粒質(zhì)量流量變化。4) 強(qiáng)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(gè)上升段內(nèi)溫度分布均勻。5) 通過(guò)上升段內(nèi)的存料量，固體物料在床內(nèi)的停留時(shí)間可在幾分鐘至數(shù)小時(shí)范圍內(nèi)調(diào)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(fēng)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(duì)流煙道，布置有過(guò)熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器等。2. 流化床燃燒是床料在流態(tài)化狀態(tài)下進(jìn)行，燃料燃燒所需的空氣分成一次風(fēng)和二次風(fēng)兩級(jí)送入。一次風(fēng)通過(guò)風(fēng)室經(jīng)布風(fēng)板送入，二

6、次風(fēng)在爐膛周?chē)蓚?cè)墻送入，燃料燃燒主要在爐膛內(nèi)完成，爐膛周?chē)贾昧四な剿浔冢糜谖杖紵a(chǎn)生的部分熱量，其燃燒區(qū)域以二次風(fēng)口為界，分為兩個(gè)區(qū)， 二次風(fēng)口以下為大粒子還原氣氛燃燒區(qū)，二次風(fēng)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(shè)在爐膛出口處的旋風(fēng)分離器收集，并通過(guò)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(shè)備結(jié)構(gòu)及工作原理篇循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)及工作原理鍋爐簡(jiǎn)介:75t/h

7、 循環(huán)流化床鍋爐是鍋爐廠(chǎng)生產(chǎn)的中溫中壓?jiǎn)纹匀谎h(huán)水管鍋爐。采用旋風(fēng)分離器組成的循環(huán)燃燒系統(tǒng)，爐膛為膜式水冷壁結(jié)構(gòu)，過(guò)熱器分高、低兩級(jí)，中間設(shè)表面式減溫器，尾部設(shè)二級(jí)省煤器和一、二次風(fēng)預(yù)熱器，該爐采用鋼制構(gòu)架露天布置，爐墻為輕型結(jié)構(gòu)。第一節(jié) 爐膛的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(gè)水循環(huán)回路。爐膛橫截面積，根據(jù)所選定的截面熱負(fù)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(fēng)在爐膛內(nèi)穿透深度。2) 燃燒室內(nèi)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(diào)。3) 燃料.石灰石及循環(huán)灰的供給與擴(kuò)散。爐膛深度過(guò)大，會(huì)使二次風(fēng)在燃燒室內(nèi)難以穿透，揮發(fā)份在爐膛內(nèi)擴(kuò)散不均勻，造成燃燒不充分和污染物排放過(guò)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(gòu)成風(fēng)室后墻水冷管，風(fēng)室兩側(cè)下聯(lián)箱延伸至下部構(gòu)成風(fēng)室兩側(cè)的水冷管。風(fēng)室內(nèi)水冷管上焊上銷(xiāo)釘敷以耐火可塑料形成保溫層，風(fēng)室內(nèi)有隔板分為兩個(gè)等壓風(fēng)室。3、水冷布風(fēng)板上去掉部分風(fēng)帽設(shè)置了二根直徑?159 放渣管由風(fēng)室通向底部，風(fēng)室底部中間設(shè)有檢修人孔門(mén)以及兩側(cè)與主風(fēng)道連接孔，風(fēng)室的后側(cè)設(shè)有兩臺(tái)熱煙氣發(fā)生器，該裝置是由一次風(fēng)道接出一個(gè)支路與風(fēng)室連接，作為點(diǎn)火時(shí)產(chǎn)生熱煙氣由一次風(fēng)通過(guò)布風(fēng)板送入流化床加熱底料。二、

10、布風(fēng)的方式1． 75t/h 循環(huán)流化床鍋爐采用分級(jí)送風(fēng)燃燒1） 由送風(fēng)機(jī)送入的一次風(fēng)在預(yù)熱器內(nèi)經(jīng)過(guò)三個(gè)行程，分別從風(fēng)室兩側(cè)送入等壓風(fēng)室，通過(guò)布風(fēng)板送入流化床，一次風(fēng)由風(fēng)帽底部通道從風(fēng)帽上徑向布置的通風(fēng)小孔流出，由于小孔的總截面遠(yuǎn)小于布風(fēng)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(dòng)能，進(jìn)入床層底部，使風(fēng)帽頭部和周?chē)a(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動(dòng)，并形成氣流墊層，使床料中煤粒與空氣均勻混合，強(qiáng)化了氣――固間熱質(zhì)過(guò)程，延長(zhǎng)了煤粒在床內(nèi)的停留時(shí)間，

11、建立了良好的流化狀態(tài)。由于一次風(fēng)需克服布風(fēng)板及料層阻力，需要很高的壓力，因此一次風(fēng)機(jī)選用 10kv 高壓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)也選用高壓風(fēng)機(jī) 10kv。一次風(fēng)的作用：1）做為流化介質(zhì)，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(fēng)。5）被用作播煤風(fēng)。2、由二次風(fēng)機(jī)送入的空氣在預(yù)熱器內(nèi)經(jīng)過(guò)一個(gè)行程，在爐膛周?chē)侄硬贾檬粋€(gè)噴嘴送入爐膛，由于二次風(fēng)不需要很高壓頭，選用 380v 普通風(fēng)機(jī)。二次風(fēng)的作用：1）

12、補(bǔ)充一次風(fēng)的不足，為燃料進(jìn)一步完全燃燒提供氧氣。2）分段送風(fēng)有利于焦碳和一氧化碳對(duì)氮氧化物的還原，減少氮氧化物的排放。3）對(duì)煙氣進(jìn)行橫向擾動(dòng)，消除局部溫度過(guò)高。第三節(jié) 旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)及工作原理分 離器是循環(huán)流化床鍋爐的關(guān)鍵部件之一，它的性能直接影響到鍋爐的安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室內(nèi)氣動(dòng)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(fù)荷的調(diào)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(yùn)行維修費(fèi)

13、用均與分離器的性能有關(guān)。分離器的結(jié)構(gòu)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(shù)流派的重要標(biāo)志之一。75t/h 循環(huán)流化床鍋爐，采用高溫旋風(fēng)分離器，結(jié)構(gòu)為雙旋風(fēng)分離，設(shè)置在爐膛出口左右各一個(gè)。1、結(jié)構(gòu)：由圓筒體、圓錐體、中心筒組成。圓筒體：對(duì)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(yīng)根據(jù)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(duì)顆粒的分離有利，但相應(yīng)的阻力要增加，同時(shí)，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(nèi)一定深度，使它與圓筒體形成環(huán)行通道，進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣流旋轉(zhuǎn)到錐底后，折轉(zhuǎn)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(shè)置，增加分離效果，其插入深度及直徑大小對(duì)分離效率的阻力都有顯著影響，若插入過(guò)短，易造成煙氣短路，分離效率降低；插入過(guò)

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(zhuǎn)的含塵煙氣產(chǎn)生的離心力作用，將煙氣中的塵粒分離出來(lái)的氣――固分離裝置。從爐膛出口出來(lái)的高溫?zé)煔?，分左、右兩股進(jìn)入兩個(gè)旋風(fēng)分離器，沿筒體的切線(xiàn)方向?qū)耄?jīng)過(guò)轉(zhuǎn)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(nèi)旋轉(zhuǎn)向下，進(jìn)入錐體，到達(dá)錐體的端點(diǎn)前，返轉(zhuǎn)向上，由中心筒排出。煙氣中顆粒在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)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