哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍
哈锅的循环流化床锅炉技术主要源于与国外公司的技术合作，技术引进以及国内科研院所的合作。结合国内的市场情况以及用户的特殊要求，哈锅将合作、引进的技术进行有机的结合，并进行多方面的优化设计，推出具有哈锅特色、符合中国国情的循环流化床锅炉技术，为哈锅打开并占领国内循环流化床锅炉市场创造了技术上的优势。多年来，哈锅在原有的基础上，总结多台投运锅炉的运行经验，不断改革创新，推出新技术新产品，大大丰富了自己的设计思路和设计方案，从而满足了不同用户的各种要求。到目前为止，哈锅设计的燃料包括烟煤，贫煤、褐煤，无烟煤，煤矸石，煤泥以及煤+气混烧等，涉及燃料覆盖面很广；采用的回料阀包括单路回料阀和双路回料阀；采用的风帽包括大直径的钟罩式风帽和猪尾巴管式风帽；使用的冷渣器包括风水联合冷渣器、滚筒冷渣器和螺旋冷渣器；采用的点火启动方式包括床上点火、床下点火以及床上+床下联合点火启动；给煤方式包括前墙给煤、后墙给煤和前墙+后墙联合给煤。
下面详细介绍一下哈锅循环硫化床锅炉技术改进情况：
1、分离器
哈锅利用引进技术对分离器设计进行了优化，以提高分离器的分离效率，这些优化措施主要有：
a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中的固体颗粒一个向下的动能，有助于气固分离。
b、偏置分离器中心筒，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场提高分离效率。
c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升气流的流速，减少漩涡气流对颗粒的裹带，提高分离效率。
d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于气固分离。
经过优化后分离器分离效率可达到99.5%以上,切割粒径d50=10-30um、d99=70-80um。高效分离器是降低飞灰可燃物的有效措施，同时也是实现高循环倍率的重要保证。
哈锅在原有的高温绝热分离器的基础上，推出了汽冷分离器设计，并将之应用到多台锅炉设计中。汽冷分离器外壁由管子加扁钢制成，外衬保温材料和T型外护板；内壁仅衬薄层耐火材料，汽冷分离器主要优点有：
1）、汽冷分离器内衬很薄的耐磨耐火材料（60mm），与高温分离器相比，可节省大量的耐磨耐火材料，降低了初投资。
2）、由于汽冷分离器内衬很薄的耐磨耐火材料，且具有一定的传热能力，允许较快的烟气温度变化，这样可加快锅炉的启动速度，节省大量的启动用油。
3）、汽冷分离器采用膜式壁结构，一方面增加了受热面积，另一方面可降低散热损失，提高锅炉效率。
4）、汽冷分离器外壁采用与炉膛水冷壁相同的常规保温材料，经济可靠。
2、回料阀
哈锅针对不同容量锅炉，设计分别采用单路回料阀和双路回料阀。所谓双路回料阀，是指其只有一个进料口与分离器相连，有两个返料管与炉膛相连，从而保证循环物料在炉内的均匀分布。双路回料阀有利于大容量机组的整体布置，同时保证锅炉有足够的给料接口数量，使得锅炉整体结构简单合理。
3、大直径的钟罩式风帽
总结运行机组的经验，结合引进技术，推出大直径的钟罩式风帽设计，这种风帽的优点在于：
1）、采用内管与外罩组合结构，使得阻力设计合理，有利于机组低负荷运行。
2）、风口开在侧面，不会堵塞。
3）、内管与外罩采用螺纹连接结构，更换方便。
4）、外罩采用铸钢结构，硬度大、耐磨损。
4、风水联合冷渣器
总结运行机组的经验，结合引进技术，推出风水联合冷渣器。它共分为三个分室，第一个分室采用气力选择性冷却，在气力冷却灰渣的过程中还可以把较细的底渣（含未燃尽的颗粒，未反应的石灰石颗粒等）重新送回到燃烧室；第二、第三分室内布置埋管受热面与灰渣进行热交换，可以把渣冷却到150℃以下，然后排至除渣系统。每个分室均有独立的布风板和风箱，布风板为钢板式结构，在其上面布置有大直径的钟罩式风帽。同时布风板上敷设有200mm 厚的耐磨耐火材料，并且微倾斜布置有利于渣的定向流动，每个分室均布置有底部排渣管，在第三个分室还布置有溢流灰管。
三个分室的配风来自于总风机串联的冷渣器流化风机。冷渣器埋管受热面内的工质为除盐水，来自回热系统，完成换热后再送至回热系统中。
根据锅炉排渣量的多少及冷却情况，可适当调整进入冷渣器的冷却水量。由于水温很低（约为30℃），可以获得较大的传热温差，因此灰渣冷却效果好。
冷渣器的三个分室均处于鼓泡床状态，流化速度很低（≤1m/s），同时埋管管束上还焊有防磨鳍片，因此管束不容易磨损，从而保证除渣系统工作的安全性。
风水联合冷渣器的主要优点在于：
1）、灰渣冷却能力强，煤种适宜性强。
2）、结构简单，运行维护方便。
3）、结构紧凑，占地面积小；
风水联合冷渣器的主要缺点是对底渣粒径敏感,粗大粒子较多时易堵渣。
5、点火启动方式
哈锅针对不同设计煤种，分别采用床上点火，床下点火以及床上+床下联合点火启动。床上点
火的优点在于床上油枪火焰直接加热床料，热负荷大，运行维护简单方便；床下点火的优点在于热烟气从布风板送入，全部流经床料，加热效率高，加热速度快；床上+床下联合点火启动适应于低挥发份燃料，联合点火可以较快的加热床料，缩短启动时间，节省启动用油。
总之，经过近十年的努力，哈锅已经积累了较为丰富的循环流化床锅炉设计制造经验，掌握了成熟的循环流化床锅炉设计制造技术。哈锅采用引进技术或合作设计制造的循环流化床锅炉，将满足国内日益增长的市场需求，并使国内用户无需过大的投资，就可获得具有国际先进水平的循环流化床锅炉。
三、保证锅炉燃烧的措施
在锅炉设计时，为了减少锅炉底灰、飞灰可燃物，保证锅炉燃烧效率，哈锅采用了以下几项技术措施：
1、足够的炉膛高度
为使小于分离器切割粒径d50的细颗粒在炉膛内有足够的燃尽时间，设计足够的炉膛高度和容积将会有效提高燃尽率，降低飞灰含碳量，实际炉膛高为Hf=37m--39m（从布风板上至炉膛顶棚管），此高度较通常较难烧尽的无烟煤的煤粉（CPC）锅炉的炉膛高度略高。
2、独特设计的高效分离器
提高旋风分离器分离效率，使更多的细颗粒能够被分离下来参与循环燃烧，可以有效降低飞灰可燃物。经运行实践证明，如下几个设计结构对提高旋风分离器分离效率有显著的作用：
a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中固体颗粒一个向下的动能，用助于汽固分离。
b、偏置分离器中心筒，使得分离器的烟气流中心与中心筒相吻合，即可减少中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场，减少气流脉动提高分离效率。
c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升汽流的流速，减少漩涡汽流对颗粒的裹带，提高分离效率。
d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于汽固分离。
3、合理设计配风和流化速度
加强二次风的穿透和卷吸作用，使得密相区内空气与燃料、石灰石混合均匀，以提高燃烧效率。
4、合理的密相区结构设计
根据煤质特点，进行了以下几项关键尺寸的设计：
1）、矩形截面燃烧室，较大宽深比的布风板，使布置的二次风合理配置，并有足够的穿透能力，增强炉内混合，利于燃料的燃尽。
2）、合理设计密相区的锥段高度，使运行床层高度提高，有利于燃料的燃尽；
3）、炉膛密相区采用锥型断面设计，使贴壁回流的物料向燃烧的中心运动，配合二次风向下的倾斜射流，增加循环物料横向混合，使气固两相流的混合更加均匀，可以提高燃烧效率。
5、选择较高的运行床温，强化碳颗粒的燃尽。
6、合理设计炉膛顶部结构
考虑炉膛顶部端部效应的作用，改善炉内物料浓度分布，有利于碳颗粒的燃尽。
7、给煤口远离排渣口。
给煤口布置在前墙，排渣口布置在侧墙；或者给煤口布置在后墙，排渣口布置在前墙，这样可以防止给煤直接排出，增加碳颗粒在炉内的停留时间，降低底渣含碳量。四、非金属耐磨耐火材料防磨技术
循环流化床锅炉的防磨问题是困扰循环流化床锅炉技术发展的关键因素，磨损问题解决的如何，直接关系到CFB锅炉的设计成功与否，直接影响CFB锅炉机组的可用率。
循环流化床锅炉磨损主要发生在燃烧室、分离器物料循环回路上，另外锅炉尾部对流道也发生与煤粉炉同样的磨损。我们根据CFB锅炉的性质及磨损特点，在燃烧室、分离器等易磨损的区域，采用非金属耐磨耐火材料衬里技术来防止磨损的发生。
磨损速率是固体浓度，速度、粒子特性及流道几何形状的函数，所以CFB锅炉磨损均发生在与上述因素有关的区域，如：燃烧室下部、回料装置与燃烧室出口周围、分离器入口、分离器正对入口的园筒面及燃烧室中的各类孔门周围的磨损。通常情况下CFB锅炉中如下部位采用非金属耐磨耐火材料设计防磨衬里。
1）、水冷壁布风板。
2）、燃烧室下部四周水冷壁表面。
3）、燃烧室内布置的水冷屏、过热器屏下端表面及其穿墙周围的水冷壁表面。
4）、燃烧室出烟口周围及出烟口流道内表面。
5）、分离器整个内表面。
6）、料腿及回料装置内表面。
7）、分离器出口烟道内表面。
8）、尾部对流烟道入口内表面。
1、燃烧室的防磨结构设计
1）、由于燃烧室下部密相区物料浓度很高，混合及湍流流动非常强烈，所以该区域非常易于磨损。因此在下部密相区衬有一定厚度的耐磨耐火浇注料，这些耐磨耐火材料由焊在管子表面上的金属销钉固定.
2）、燃烧室内布置有水冷屏和二级过热器屏，其下部均处在气固两相流的流场中，易于磨损。尤其在穿墙处，由于流场发生变化，磨损更厉害。因此这些区域需要敷设耐磨浇注料。
2、回料装置的防磨设计
采取耐磨材料与保温材料配合的结构形式，其形式基本有以下几种：
1）、耐磨砖衬里+保温砖形式，耐磨砖与耐磨砖之间的灰桨缝为2mm，为解决膨胀每隔一定间隔留有膨胀缝。在适当的高度设有高温热强钢制的托架把耐磨砖的重量分层传递到钢壳上。
2）、耐磨砖衬里+保温浇注料，适合于钢壳形状较复杂及其它不适合保温砖的部位，耐磨砖与耐磨砖之间的灰桨缝为2mm, 适当间隔留有膨胀缝，每间隔一定高度设砖托分层卸载.
3）、耐磨浇注料+保温浇注料，适用于耐磨衬里表面复杂部位及设备顶面，这种结构最普通的形式是按一定规律布置“Y”型抓钉用以固定耐磨衬里，抓钉上要涂1mm厚沥青解决金属抓钉与耐磨浇注料之间的温胀差异，耐磨浇注料按2%的比例加入不锈钢纤维，耐磨衬里要适当留有膨胀缝。
3、分离器的防磨设计
分离器是循环流化床锅炉的关键部件，分离效率对循环流化物料的粒径分布和物料量都有较为关键的作用。分离器内的耐磨耐火材料如果脱落、结焦，将直接影响分离效率，影响循环物料的正常平衡状态，影响锅炉负荷等性能参数；脱落的耐磨耐火材料碎块进入返料装置中，将破坏返料器的流化状态直至不能正常回料，造成被迫停炉，所以防止耐磨耐火材料脱落是十分重要的。
对于汽冷分离器，主要采用内衬薄层耐磨浇注料结构，通过不锈钢抓钉固定。
经过多年的技术研究及运行实际经验，哈锅在CFB锅炉的耐磨耐火材料设计方面积累了丰富的经验。在哈锅设计制造的220t/h--480t/h等多台循环流化床锅炉中，从耐磨耐火材料选取到结构设计均严格要求，在锅炉运行后，取得了很好的效果，未出现影响锅炉正常运行的事故。
五、CFB锅炉中对耐磨耐火材料的性能要求
在CFB锅炉中，由于大量物料的存在，在炉膛下部密相区、炉膛出口烟道分离器、回料阀、冷渣器等部位存在着严重的磨损问题，尤其在物料浓度很高的密相区、分离器区及顶棚处，磨损十分严重。因此，除进一步解决好磨损设计结构等问题外，耐磨材料的性能也是十分重要的，其各项性能参数将直接影响耐磨材料的使用寿命。哈锅结合多台锅炉的运行实践及引进ALSTOM的CFB锅炉技术，对耐磨材料的性能指标提出了严格要求。
另外，为减少炉墙散热，哈锅采用较厚的炉墙保温层：一般在炉膛下部的密相区，保温厚度为300mm；在炉膛其余部位保温厚度为200mm，在分离器及进出口烟道保温厚度为200mm，以确保保温层外表面温度不超过45℃。
六、锅炉的密封设计
良好的锅炉密封是电厂文明生产及运行操作人员安全生产的前提。由于循环流化床锅炉内存在大量的物料，尤其是燃烧室、分离器、回料阀处在高温物料的循环回路中，如果密封问题解决得不好，将会造成大量的烟气和细颗粒的物料泄漏，给运行环境带来恶劣的影响，所以要求设计人员必须解决循环流化床锅炉的密封问题。
哈锅在与国外锅炉制造商合作及引进技术的基础上，结合自己多年的实践经验，总结除了一套可靠的循环流化床密封设计方法：
1、燃烧室的密封合计
在循环流化床锅炉运行时，燃烧室内工作在正压条件下，其内有大量的固体颗粒运动，同时燃烧室内布置有水冷屏或双面水冷壁及二级过热器屏，带再热器的还布置有高温再热器屏，这些都给燃烧室的密封造成了很大的困难。哈锅采用了成熟的密封技术，有效的解决了燃烧室的密封问题。其中主要的密封设计方法包括：
1）、水冷壁采用全模式壁结构，气密性满焊，经验表明这是行之有效的密封结构。
2）、在屏式受热面穿墙处采用可靠的墙盒式结构及膨胀节设计，解决过热器屏及水冷壁的膨胀差。在密封盒内填充耐火保温材料，改善密封盒金属的工作条件，使其不易被氧化，延长其使用寿命；在二级过热器屏，高温再热器屏穿炉顶处使用了不锈钢材料制造的金属膨胀节，保证密封盒不被拉坏，同时在整个密封盒内填充耐火保温材料，降低膨胀节处的环境温度，延长其使用寿命。
炉底水冷风室与水冷壁之间的密封。由于水冷风室与水冷壁焊成一体，水冷风室的上表面作为燃烧室的布风板，其上被耐磨耐火材料全部覆盖，所以该处的密封性非常好。
2、非金属膨胀节的使用
由于锅炉设置了膨胀中心，即分别在燃烧室的中心线、分离器中心线、尾部烟道中心线设置膨胀中心，这样在燃烧室与分离器的接口处、分离器与尾部烟道接口处、分离器与回料阀的
接口处存在三维胀差，这种三维胀差用常规的金属膨胀节是无法解决的，而必须使用非金属膨胀节。在哈锅与PYROPOWER公司合作的过程中，掌握了非金属膨胀节密封结构设计技术，并将之应用到哈锅自主开发的CFB锅炉中，运行效果非常好。目前国内对这种非金属膨胀节的结构特性也进行了深入的研究，并进行了生产和应用。在辽河油田进口的220t/hCFB锅炉上国产的非金属膨胀节已经替代了进口的同类产品，应该说国产的非金属膨胀节性能上已经赶上了进口产品，而其价格远低于进口产品。
3、尾部烟道的密封设计
尾部烟道受热面的布置与常规煤粉炉基本相同，哈锅在尾部烟道的密封设计上有更多的经验。
1）、尾部烟道包墙采用了模式壁和护板两种结构，均为气密型焊接结构，可以确保包墙的密封。
2）、尾部烟道吊挂管顶棚穿墙结构的密封，采用了传统的分段密封盒结构设计。密封盒内同样敷设了耐火保温材料。
3）、尾部烟道后墙过热器穿墙结构的密封，借鉴了国外的二次密封技术，即在应用了传统的分段密封盒结构以外，还增加了一个大的罩盒，将过热器集箱和分段密封盒包在一起。
在采用了上述的密封结构设计的基础上，加强了锅炉的产品制造质量，尤其是保证密封结构的工地安装质量的控制，从而保证锅炉良好的密封，为运行人员创造一个清洁的工作环境。
七、炉膛水冷壁、管屏及过热器的防爆防磨措施
循环流化床锅炉特有的燃烧方式决定了循环流化床锅炉燃烧室内将存在大量的物料，尤其是燃烧时下部密相区更是高浓度物料的强烈湍流、返混及卷吸的区域；同时研究结果和运行经验表明，在气固两相流流场发生变化的区域，如水冷壁的弯管处（人孔、热工测孔等）、管屏穿墙处、炉膛下部密相区和稀相区交界处均易发生严重磨损，因此在这些区域必须采取严格的防磨措施，才能保证机组的正常工作。
哈锅在非金属防磨设计方面有十分丰富的经验，在积极消化吸收并采用了外国公司的防磨设计经验的基础上加以改进。目前哈锅设计制造的CFB锅炉中还未出现严重磨损的现象。
1、过热器屏的防磨设计
1）、合理设计过热器屏的防磨，由于过热器屏处在向上运动的气固两相流的流场中，尤其是下端直接受到气固两相流的冲刷，存在严重的磨损隐患；另外，在其穿墙处，由于气固两相流的流动形式发生变化，出现了绕流、回流及脉动现象，易于发生磨损。因此必须采取合理的防磨措施。在过热器屏的下部及水冷壁的穿墙处均敷设了一定厚度的耐磨耐火材料，可以有效的解决磨损问题。
2）、合理设计过热器屏进出口集箱的引入引出形式，减小水力偏差，避免出现偏差管，防止屏式过热器管束超温；同时由于循环流化床锅炉燃烧室内温度分布非常均匀，热负荷较低，
因此也可以减少屏式过热器爆管的可能性。
2、炉膛下部密相区开孔处防磨设计
在炉膛下部密相区存在着大量的开孔结构，包括人孔、热工测孔、二次风口等。为防止这些区域磨损，采用了国外成熟的防磨结构设计，这些开孔周围的区域均被耐磨耐火材料覆盖，并在二次风管和热工测孔套管外涂上沥青或包上陶瓷纤维纸以解决金属套管与耐磨耐火材料的膨胀问题。采用这种设计后，在哈锅制造的CFB锅炉中这些区域从未发生过磨损。
3、炉膛下部密相区与稀相区交界处的防磨设计
炉膛下部密相区与稀相区交界处（即炉膛下部密相区耐磨耐火材料的终止端）是磨损的敏感区。沿水冷壁向下流动的物料在交界处会形成颗粒返弹，同时会出现颗粒的不规则运动，所以易于在该区域发生磨损。为解决该区域的磨损问题，国内外许多锅炉制造厂家进行了大量的研究和应用，目前已经基本上解决了这个问题。哈锅采用国外公司成熟设计结构，在已投用的CFB锅炉中在该区域未发现磨损问题。
八、防止流化床型风水联合冷渣器堵灰的措施
1）、冷渣器运行时内存大量的低温底渣，使排到冷渣器的高温灰渣相对大量的低温底渣而言容易被冷却，高温灰渣落至布风板时，温度已降至碳颗粒的着火温度以下，因此不会燃烧结焦，不会出现堵灰现象。
2）、在流化床冷渣器内布置水冷受热面，冷却能力强，同时流化速度较低，流化用空气量较少，因此不会燃烧或发生结焦。
3）、冷渣器布风板采用大口径钟罩式风帽，可使布风均匀，并保证充分流化，可避免底渣在布风板上堆积，造成结焦。
4）、冷渣器布风板向排渣口微微倾斜，有利于较大渣粒向排渣口流动，并及时排出，可避免床料堆积引起结焦。
5）、冷渣器除渣口设有捅渣孔，可及时排出排渣口的堵灰，保证冷渣器的正常运行。
6）、要求入炉煤粒径小于7mm，同时保证炉膛密相区充分流化正常工作，避免出现大颗粒的底渣，这是保证冷渣器防止堵塞正常工作的根本保护。
7）、冷渣器流化风机压头及流量留有较大的余量，在冷渣器的运行中出现异常工况时有较大的调节余地。九、防止床温超温，结焦的措施
1、在炉膛设计时，充分考虑实际燃用煤种的变化和锅炉负荷变化等因素选取合适的传热系数，确保炉内布置足够的受热面。
2、有效的利用调整一、二次风比例的方法来控制床温在设计值范围内，为此在设计中采用了具有防堵结构的风帽，并使二次风具有足够的压头，从而使一、二次风量都有调节范围。
3、设计时使冷渣器的出力有足够的裕量，因此可适当增大或减少排渣量调节床压，即改变炉内灰的驻留量和床料构成，进而影响热物料循环倍率，以达到调节床温的目的；
4、在布风板及风箱设计时，确保风速均匀，从而使床料不会在布风板的个别位置堆积。
5、通过联锁保护系统确保在锅炉启动及低负荷运行时，进入布风板的一次风量必须大于最小给定值，以保证炉内具有足够的流化风速。
6、采取以下措施使炉内不出现还原性气氛，因为这种气氛最容易造成床面结焦：
1）、在风量及燃料量的调节系统中加入了交叉限制功能，即锅炉增负荷先加风后加煤；而减负荷先减煤后减风，以避免锅炉负荷变动时出现富余燃料工况。
2）、通过氧量变送器监视锅炉稳定运行中的风煤配比，利用送风系统中的氧量校正功能确保炉内有足够的过量空气。
3）、在联锁保护系统中加入风煤比这样一个信号，当其低于一值报警，降于二值使主燃料跳闸。
总之，一方面要在锅炉结构设计及控制系统设计中采取可靠的防止超温、结焦的措施，另一方面在锅炉运行中尽量避免偏离设计工况。一旦出现床温过高或结焦，最有效的措施是迅速减少给煤量，或是增大给风量，特别是应该增大流经布风板的一次风量，相应减少二次风量。
编号：SM-ZD-33151 循环流化床锅炉的技术特 点 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
循环流化床锅炉的技术特点 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废弃物。 2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧
过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、渣块而破坏正常流化工况，过低则难以保证必要的燃烧温度。而这一区间正是脱硫反应效率最高的温度区间。因而在适当的钙硫比和石灰石粒度下，可获得高达80%--90%的脱硫率。同样由于较低的燃烧温度，加以分级送风，使循环流化床锅炉燃烧时产生的氮氧化物也远低于煤粉炉。这样，燃煤循环流化床锅炉的二氧化硫和氮氧化物排放量都远低于不加烟气脱硫的煤粉炉，可轻易地控制到低于标准允许排放量的水平。
目录 1 绪论 (3) 1.1循环流化床锅炉的概念 (3) 1.2 循环流化床锅炉的优点 (3) 2 燃料与脱硫剂 (6) 2.1 燃料 (6) 2.2 脱硫剂 (6) 3 无脱硫工况计算 (7) 3. 1无脱硫工况下燃烧计算 (7) 3. 2无脱硫工况下烟气体积计算 (7) 4 灰平衡与灰循环倍率 (8) 4.1 循环灰量 (8) 4.2 灰平衡计算 (8) 4.2.1 灰循环倍率 (8) 4.2.2 a n与a f和ηf的关系 (9) 5 脱硫工况计算 (10) 5.1 脱硫原理 (10) 5.2 NO X的排放 (10) 5.3 脱硫计算 (11) 6 燃烧产物热平衡计算 (14) 6.1 炉膛燃烧产物热平衡方程式 (14) 6.2 燃烧产物热平衡计算 (14) 7 传热系数计算 (17) 7.1 炉膛传热系数 (17) 7.2 汽冷屏传热系数 (17) 7.3 传热系数的计算 (17) 8 炉膛结构设计与热力计算 (20) 8.1 炉膛结构 (20) 8.1.1 炉膛结构设计 (20) 8.1.2 炉膛受热面积计算 (20) 8.2 炉膛热力计算 (21)
9 汽冷旋风分离器结构设计与热力计算 (24) 9.1 汽冷旋风分离器结构设计 (24) 9.2 汽冷旋风分离器热力计算 (24) 10 计算汇总 (27) 10.1 基本数据 (27) 10.1.1设计煤种 (27) 10.1.2 石灰石 (28) 10.2 燃烧脱硫计算 (28) 10.2.1 无脱硫工况时的燃烧工况 (28) 10.2.2 无脱硫工况时的烟气体积计算 (28) 10.2.3 脱硫计算 (29) 10.2.4 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性 (32) 10.2.5 脱硫工况时燃烧产物焓温表 (32) 10.3 锅炉热力计算 (34) 10.3.1 锅炉设计参数 (34) 10.3.2 锅炉热平衡及燃料和石灰石消耗量 (34) 10.3.3 炉膛膜式水冷壁传热系数计算 (36) 10.3.4 炉膛汽冷屏传热系数计算 (38) 10.4 结构计算 (41) 10.4.1 炉膛膜式水冷壁计算受热面积 (41) 10.4.2 炉膛汽冷屏计算受热面积 (43) 10.4.3 汽冷旋风分离器计算受热面积 (44) 10.5 热力计算 (46) 10.5.1 炉膛热力计算 (46) 10.5.2 汽冷旋风分离器热力计算 (49) 设计总结 (53) 谢辞 (54) 参考文献 (55)
循环流化床技术发展与应用 岳光溪清华大学热能工程系 摘要：循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。我国自上世纪八十年代后采取引进和自我开发两条路线，完全掌握了中小型循环流化床锅炉设计制造技术，在大型循环流化床燃烧技术上已经完成了首台135MWe超高压再热循环流化床锅炉的示范工程。引进的300MWe循环流化床锅炉进入示范实施阶段。燃煤循环流化床锅炉已在中国中小热电和发电厂得到大面积推广使用。中国积累的设计运行经验对世界上循环流化床燃烧技术的发展做出了重要贡献。超临界循环流化床锅炉是今后循环流化床燃烧技术发展极为重要的方向，是大型燃煤电站污染控制最具竞争力的技术。我国已经具备开发超临界循环流化床锅炉的能力，在政府支持下可以实现完全自主知识产权的超临界循环流化床锅炉，扭转过去反复引进的被动局面。 前言 能源与环境是当今社会发展的两大问题。我国是缺油，但煤炭资源相对丰富大国。石油天然气对我国是战略资源，要尽量减少直接燃用。目前一次能源消耗中煤炭占65%，在可预见的若干年内还会维持这个趋势。可见发展高效、低污染的清洁燃煤技术是当今亟待解决的问题。 循环流化床是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术，具有许多其它燃烧方式所没有的优点： 1）由于循环流化床属于低温燃烧，因此氮氧化物排放远低于煤粉炉，仅为120ppm左右。并可实现燃烧中直接脱硫，脱硫效率高且技术设备简单和经济，其脱硫的初投资及运行费用远低于煤粉炉加FGD，是目前我国在经济上可承受的燃煤污染控制技术； 2）燃料适应性广且燃烧效率高，特别适合于低热值劣质煤； 3）排出的灰渣活性好，易于实现综合利用。 4）负荷调节范围大，负荷可降到满负荷的30%左右。 因此，在我国目前环保要求日益严格，煤种变化较大和电厂负荷调节范围较大的情况下，循环流化床成为发电厂和热电厂优选的技术之一。我国的循环流化床燃烧技术的来自于自主开发、国外引进、引进技术的消化吸收三个主要来源。上世纪八十年代以来，我国循环流化床锅炉数量和单台容量逐年增加。据不完全统计，现有近千台35~460t/h 循环流化床蒸汽锅炉和热水锅炉在运行、安 106.78t/h，见图1；参数从中压、次高压、高压发 展到超高压，单台容量已经发展到670t/h，见图2。 截至2003年，投运台数已有700多台。单炉最大 容量为465t/h，发电量150MWE。近三年，我国 循环流化床锅炉发展迅速，100MWe以上循环流 化床锅炉订货量达到近80台，100MWe以下循环 流化床锅炉订货超过200台。今后，随着环保标 准的提高，供热及电力市场对循环流化床锅炉的 需求将会进一步扩大。
循环流化床锅炉的设计与实现毕业设计 目录 目录 (1) 摘要 (1) Abstract (2) 第一章概述 (3) (3) 1.2循环流化床特点 (4) 1.2.1循环流化床优点 (4) 1.2.2循环流化床缺点 (5) 第二章燃料与脱硫剂 (6) 2.1 燃料 (6) 2.2 脱硫剂 (6) 第三章脱硫与排烟有害物质的形成 (7) 3.1循环流化床锅炉在环保上的必要性 (7) 3.2影响循环流化床锅炉SO2的排放控制 (7) 3.2 影响脱硫效率的一些主要因素 (8) 3.3 无脱硫工况燃烧计算 (9) 3.3.1无脱硫工况下燃烧计算 (9) 3.3.2无脱硫工况下烟气体积计算 (9)
第四章物料循环倍率 (10) 4.1循环灰量 (10) 4.2物料循环倍率的选择 (10) 第五章脱硫工况计算 (12) 5.1燃烧和脱硫化学反应式 (12) 5.2脱硫计算 (12) 第六章锅炉燃烧产物热平衡 (17) 6.1脱硫对循环流化床锅炉热效率的影响 (17) 6.1.1脱硫对入炉可支配热量的影响 (17) 6.1.2脱硫对q4的影响 (17) 6.1.3脱硫对q2的影响 (18) 6.1.4脱硫对q6的影响 (18) 6.2锅炉热平衡计算 (18) 第七章传热系数计算 (21) 7.1炉膛膜式水冷壁传热系数计算 (21) 7.2炉膛汽冷屛传热系数计算 (22) 第八章锅炉结构设计 (24) 8.1炉膛设计 (24) 8.1.1炉膛介绍 (24) 8.1.2炉膛床温选择 (24) 8.1.3炉膛高度的选择 (25) 8.2炉膛汽冷屛设计 (25)
8.3汽冷旋风分离器设计 (26) 8.4回料器的设计 (27) 第九章热力计算 (29) 9.1炉膛热力计算 (29) 9.2汽冷旋风分离器热力计算 (31) 第十章尾部受热面 (34) 10.1 过热器 (34) 10.2 省煤器 (34) 10.3 空气预热器 (36) 第十一章计算结果 (38) 11.1 基本数据 (38) 11.1.1 设计煤种 (39) 11.1.2 石灰石 (39) 11.2 燃烧脱硫计算 (39) 11.2.1 无脱硫计算时的燃烧计算 (39) 11.2.2 无脱硫工况时的烟气体积计算 (40) 11.2.3 脱硫计算 (40) 11.2.4 脱硫工况时受热面中燃烧产物的平均特性 (43) 11.2.5 脱硫工况时燃烧产物焓温表 (43) 11.3 240t/h CFB 锅炉热力计算 (45) 11.3.1 锅炉设计参数 (45) 循环硫化床燃烧 (45)
哈锅循环流化床锅炉技术情况介绍 哈锅的循环流化床锅炉技术主要源于与国外公司的技术合作，技术引进以及国内科研院所的合作。结合国内的市场情况以及用户的特殊要求，哈锅将合作、引进的技术进行有机的结合，并进行多方面的优化设计，推出具有哈锅特色、符合中国国情的循环流化床锅炉技术，为哈锅打开并占领国内循环流化床锅炉市场创造了技术上的优势。多年来，哈锅在原有的基础上，总结多台投运锅炉的运行经验，不断改革创新，推出新技术新产品，大大丰富了自己的设计思路和设计方案，从而满足了不同用户的各种要求。到目前为止，哈锅设计的燃料包括烟煤，贫煤、褐煤，无烟煤，煤矸石，煤泥以及煤+气混烧等，涉及燃料覆盖面很广；采用的回料阀包括单路回料阀和双路回料阀；采用的风帽包括大直径的钟罩式风帽和猪尾巴管式风帽；使用的冷渣器包括风水联合冷渣器、滚筒冷渣器和螺旋冷渣器；采用的点火启动方式包括床上点火、床下点火以及床上+床下联合点火启动；给煤方式包括前墙给煤、后墙给煤和前墙+后墙联合给煤。 下面详细介绍一下哈锅循环硫化床锅炉技术改进情况： 1、分离器 哈锅利用引进技术对分离器设计进行了优化，以提高分离器的分离效率，这些优化措施主要有： a、分离器入口烟道向下倾斜，使进入分离器的烟气带有向下倾角，给烟气中的固体颗粒一个向下的动能，有助于气固分离。 b、偏置分离器中心筒，即可减轻中心筒的磨损，又可改善中心筒周围的流场提高分离效率。 c、独有的导涡器（中心筒）设计，有效控制上升气流的流速，减少漩涡气流对颗粒的裹带，提高分离效率。 d、分离器入口烟道设置成加速段，提高分离器的入口烟速，有利于气固分离。 经过优化后分离器分离效率可达到99.5%以上,切割粒径d50=10-30um、d99=70-80um。高效分离器是降低飞灰可燃物的有效措施，同时也是实现高循环倍率的重要保证。
( 操作规程 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 循环流化床锅炉操作工安全技术操作规程(标准版) Safety operating procedures refer to documents describing all aspects of work steps and operating procedures that comply with production safety laws and regulations.
循环流化床锅炉操作工安全技术操作规程 (标准版) 一、锅炉点火启动 第1条打开风室人孔门，检查内部无杂物积灰，无堵塞、无破缝、无变形。 第2条检查布风板上所有风帽有无损坏现象，风孔无堵塞，放渣管无变形、开裂现象。 第3条燃烧室喷嘴无堵塞现象。 第4条所有炉墙的膨胀缝用酸铝耐火纤维充填严密。 第5条旋风分离、转变烟道及返料器中无杂物、积灰，返料器布风板上的风帽小孔无堵塞现象。 第6条所有的测点无堵塞、损坏现象。热电偶一般插入炉膛10~15mm。
二、漏风试验和烘炉 第7条漏风试验： 1、将所有的人孔门、看火门、检查门关闭。 2、启动引风机，保持炉膛负压为8-10㎜H2O。 3、用点燃的火把靠近炉墙、烟道、炉顶等处逐一检查，如火舌被吸，则表明漏风，漏风部位经试验确定无误后作标记，试验结束后予以检修消除。 第8条烘炉 1、在流化室烘炉 (1)待炉墙炉顶施工完毕自然养护三天后，方可进行烘炉。 (2)在布风板上装入0-8㎜底料(以沸腾炉渣最宜)，厚度为300㎜。 (3)打开引风调节门。 (4)放入木柴，点火烘炉。烘炉时控制预热器的温度。 (5)在烘炉初期24小时内，排烟温度应<50℃ (6)24小时后，逐步增大火势，将排烟温度提高至60-80℃，稳
3MW循环流化床锅炉设计特点及运行情况分析
135MW循环流化床锅炉设计特点及运行情况分析 1．概述 徐州彭城电力有限责任公司位于江苏省徐州市,根据国家环保及节约能源要求，扩建两台440t/h超高压中间再热循环流化床锅炉及135MW汽轮发电机组。 工程设计单位是中南电力设计院，锅炉由武汉锅炉股份公司供货，汽轮机和发电机由哈尔滨汽轮机有限公司供货。山东电力建设第三工程公司负责电厂主机的安装施工，机组调试由山东电力研究院负责。江苏兴源电力建设监理有限公司负责整个工程的监理工作。 机组于2004年2月28日开工建设，两台机组分别于2005年7月11日和9月16日顺利完成168小时满负荷试运行，移交电厂转入商业运行。 2．锅炉整体布置特点 2.1 锅炉本体设计参数及布置特点 锅炉是武汉锅炉股份有限公司采用引进的ALSTOM公司技术设计制造的首台440t/h超高压中间再热、高温绝热旋风分离器、返料器给煤、平衡通风、半露天布置的锅炉。 锅炉的主要设计参数如下表所示： 名称单位B-MCR B-ECR 过热蒸汽流量t/h 440 411.88 过热蒸汽出口压力MPa(g> 13.7 13.7 过热蒸汽出口温度℃540 540 再热蒸汽流量t/h 353.29 330.43 再热蒸汽进口压力MPa(g> 2.755 2.56 再热蒸汽进/出口温度℃318/540 313/540
锅炉启动点火和低负荷稳燃。炉膛前墙布置流化床风水冷冷渣器，把渣冷却至150℃以下。 第二部分为炉膛与尾部烟道之间布置有两台高温绝热旋风分离器，每个旋风分离器下部布置一台非机械型分路回料装置。回料装置将气固分离装置捕集下来的固体颗粒返送回炉膛，从而实现循环燃烧。 第三部分为尾部烟道及受热面。尾部烟道中从上到下依次布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器。过热器系统及再热器系统中设有喷水减温器。管式空气预热器采用光管卧式布置。 锅炉整体呈左右对称布置，支吊在锅炉钢架上。 2.2 锅炉岛系统布置特点 输煤系统：原煤经两级破碎机破碎后，由皮带输送机送入炉前煤斗，合格的原煤从煤斗经二级给煤机，由锅炉返料斜腿进入炉膛燃烧。床料加入系统：启动床料经斗式提升机送入启动料斗，再通过输煤系统的给煤机，由锅炉返料斜腿进入炉膛。 一次风系统：一次风经空预器加热成热风后分成两路，第一路直接进入炉膛底部水冷风室，第二路进入床下启动燃烧器。 二次风系统：二次风共分四路，第一路未经预热的冷风作为给煤机密封用风，第二路经空预器加热成热风后分上、下行风箱进入炉膛，第三路热风作为落煤管输送风，第四路作为床上启动燃烧器用风。 返料器用风系统：返料器输送风由单独的高压流化风机<罗茨风机）供应，配置为2x100％容量<一运一备）。
基本原理篇 第一章循环流化床锅炉的基本原理 第一节流态化过程循环流化床锅炉燃烧是一个特殊的气固两相流动体系中发生的物理化学过程，是一种新型燃用固体燃料的的锅炉。粒子团不断聚集、沉降、吹散、上升又在聚集物理衍变过程，是循环床中气体与固体粒子间发生剧烈的热量与质量交换，形成炉内的循环；同时气流对固体颗粒有很大的夹带作用，使大量未燃尽的燃料颗粒随烟气一起离开炉膛，被烟气带出的大部分物料颗粒经过旋风分离器的分离又从新回到炉膛，来保持炉内床料不变的连续工作状态，这就是炉外的物料循环系统，也是循环流化床锅炉所特有的物料循环—循环从此而来。 咱们看一下这幅燃烧、循环分离图
1. 流态化：当气体以一定的速度流过固体颗粒层时，只要气体对固体颗粒产生作用力与固体颗粒所受的外力（主要是固体的重力）相平衡时，颗粒便具有了类似流体的性质，这种状态成为流态化, 简称流化。固体颗粒从固体床、起始流态化、鼓泡流态化、‘柱塞’流态化、湍流流态化、气力输送状态的六种流化状态。 2. 临界流化速度：颗粒床层从静止状态转变为流态化时的最低速度, 称为临界流化速度。此时所需的风量称为临界流化速度。 3. 流化床表现在流体方面的特性。 流化床看上去非常象沸腾的液体, 在许多方面表
现出类似液体的特性, 主要表现在以下几个方面: 1) 床内颗粒混合良好。因此，当加热床层时, 整个床层的温度基本均匀。 2) 床内颗粒可以象流体一样从容器侧面的孔喷出, 并能像液体一样从一个容器流向另一个容器。 3) 高于床层表观密度的颗粒会下沉, 小于床层表观密度的颗粒会浮在床面上。 4) 当床体倾斜时, 床层的上表面保持水平。 第二节循环流化床的基本原理 1. 循环流化床的特点: 1) 不再有鼓泡床那样清晰的界面，固体颗粒充面整个上升段空间。 2) 有强烈的热量、质量、和动量的传递过程。 3) 床层压降随流化速度和颗粒质量流量变化。 4) 低温的动力控制燃烧，也就是我们所说的床温在850-950℃之间范围，因为这个范围对灰的不会软化、碱金属不会升华受热面会减轻结渣和空气中不能生成大量的NOx。 5) 通过上升段内的存料量，固体物料在床内的停留时间可在几分钟至数小时范围内调节。 2.循环流化床锅炉的传热 1）颗粒与气流之间，以对流换热为主；
循环流化床锅炉的技术特 点参考文本 In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each Link To Achieve Risk Control And Planning 某某管理中心 XX年XX月
循环流化床锅炉的技术特点参考文本使用指引：此安全管理资料应用在实际工作生产管理中为了保障过程顺利推进，同时考虑各个环节之间的关系，每个环节实现的具体要求而进行的风险控制与规划，并将危害降低到最小，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 1、燃料适应性广 由于大量灰粒子的稳定循环，新加入循环流化床锅炉 的燃料(煤)将只占床料的很小份额。由于循环流化床的特殊 流体动力特性，使其中的质量和热量交换非常充分。这就 为新加入燃料的预热、着火创造了十分有利的条件。而未 燃尽的煤粒子通过多次循环既可增加其炉内停留时间又可 多次参与床层中剧烈的质量和热量交换，十分有利于其燃 尽。这就使循环流化床锅炉不仅可高效燃用烟煤、褐煤等 易燃煤种，同样可高效燃用无烟煤等难燃煤种，还可高效 燃用各种低热值、高灰分或高水分的矸石、固体垃圾等废 弃物。
2、截面热强度高 同样由于流化床中剧烈的质量和热量交换，不仅使燃烧过程能在较小截面内完成，还使炉膛内床层和烟气流与水冷壁之间的传热效率也大大增加。这就使循环流化床锅炉的炉膛截面和容积可小于同容量的链条炉，沸腾床锅炉甚至煤粉炉。这一点对现有锅炉的改造尤其具有现实意义。 3、污染物排放少 可利用脱硫剂进行炉内高效脱硫是循环流化床锅的突出优点。常用的脱硫剂是石灰石。通常循环流化床锅炉的床温保持在800-1000oC之间，过高可能因床内产生焦、
生物质循环流化床锅炉技术介绍 发表时间：2019-09-21T22:55:42.280Z 来源：《基层建设》2019年第19期作者：刘曼 [导读] 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。 中国能源建设集团山西电力建设有限公司山西太原 030012 摘要：生物质能是重要的可再生能源，具有资源来源广泛、利用方式多样化、能源产品多元化、综合效益显著的特点。生物质锅炉供热具有清洁环保经济适用的特点，一是技术比较成熟，工艺简单；二是大气污染物排放较少，生物质燃料锅炉燃烧排放SO2浓度较低，安装除尘设施后锅炉烟尘、氮氧化物排放可达到轻油排放标准，以林业剩余物为主的生物质燃料锅炉大气污染物排放可达到天然气标准；三是经济可行，生物质燃料价格较低，生物质锅炉供热有着较为明显的成本优势；四是分布式供热，直接在终端消费侧替代燃煤供热，分散布局，运行灵活，适应性强，满足多元化用热需求。目前国内生物质燃烧的锅炉有往复式炉排炉、水冷振动式炉排炉、循环流化床锅炉、联合炉排锅、链条炉等等。其中链条炉和循环流化床运行较为广泛。本文对循环流化床锅炉和链条炉进行分析比较，为生物质锅炉选型提供依据。 关键词：生物质；循环流化床锅炉；链条炉；技术性能比较；经济性比较 引言 生物质是清洁、稳定、分布广泛的可再生资源，生物质的利用符合能源转型、碳减排、清洁环保及治理雾霾的能源发展战略。随着国家对环境保护的要求不断提高，生物质等可再生能源的重要性逐渐增加，国家先后发布多个文件，大力支持生物质发电技术应用推广。生物质发电技术包括生物质直接燃烧发电、生物质混合燃烧发电、生物质气化发电等。生物质直接燃烧技术生产过程比较简单，设备和运行的成本相对较低，是现行的可以大规模推广利用的技术。而循环流化床燃烧方式因其强烈的传热、传质、低温燃烧、燃料适应性广，负荷调整范围宽、燃烧效率高等特点，被广泛的应用于生物质发电。本文从生物质燃料的特点出发，介绍生物质直燃流化床锅炉的技术特点及相关技术问题。 1生物质燃料特性 1.1几种典型的生物质燃料 固体生物质燃料取材广泛，主要包括木本原料，即树木和各种采伐、加工的残余物质；草本原料，如农作物秸杆、草类及加工残余物；果壳类原料，如花生壳、板栗壳等；其他混杂燃料，如生活垃圾、造纸污泥等。 1.2生物质燃料灰分特性 生物质灰中含有丰富的无机矿物质成分，如：硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐与磷酸盐等，灰的组成对生物质的热解特性有着重要的影响，且硅酸盐、碱金属及碱土金属的存在易引起管路系统的结渣、堵塞。为了安全、高效地运行，需对生物质灰的主要矿物质及微量元素的组成进行全面的分析。 2生物质CFB锅炉技术开发 2.1国内外生物质发电技术应用 我国生物质能目前主要以农林废弃物为主，农业废弃物主要是农作物秸秆。生物质发电产业通常包括生物质直燃发电、生物质混燃发电和生物质气化发电。国外烧秸秆及其它生物质的新建机组一般都采用了炉排燃烧的小型锅炉。秸秆通常被打成标准尺寸的大捆，应用专用设备打捆、装卸和运输。秸秆通过螺旋送料机，送进炉膛，在炉排上燃烧。 2.2生物质CFB锅炉技术介绍 CFB锅炉的燃烧方式、高温床料、特殊的物料循环系统，低温燃烧、燃料的适应性广等特性，使其更适合生物质燃料的复杂多变及低氮排放要求。锅炉采用单汽包、自然循环、单段蒸发系统，炉膛蒸发受热面采用膜式壁，炉膛内内置屏式三级过热器和水冷屏，以提高整个过热器系统的辐射传热特性，使锅炉过热汽温具有良好的调节特性。旋风分离器采用汽冷结构，回料阀为非机械型，回料为自平衡式。炉膛、分离器、回料阀组成了物料的热循环回路，分离后的烟气进入尾部烟道。尾部烟道采用三烟道型式，下行的一烟道内布置低温过热器、上行的二烟道内布置中温过热器和高温省煤器，下行的三烟道内布置低温省煤器和空气预热器。一、二烟道为膜式壁的包墙过热器，三烟道采用护板结构。低NOx燃烧技术和炉内脱硫，可有效控制NOx和SOx的排放，满足环保要求。同时为进一步超低排放，在分离器入口烟道预留SNCR.接口。 2.3相关配套设备 由于生物质燃料堆积密度小、比重轻，自密封性差，给料设备的选型尤为重要。可以采用两级螺旋给料系统或两级挡板给料系统。生物质锅炉沾污问题较重，一整套性能良好、质量可靠、数量足够的吹灰设备能在锅炉运行时保持尾部烟道内的过热器、再热器、省煤器和空气预热器受热面的清洁。由于生物质燃料灰分低、成灰特性差，可以考虑增加在线加料系统，以补充循环灰量的不足并能稀释碱金属浓度，降低结焦的风险，提高运行的安全性。 3流化床锅炉尾部排放NOx生成原理 3.1热力型和快速型 通过资料得知，1500℃是热力型NOx生成临界点。当温度＜1500℃时，NOx不易生成；当温度＞1500℃时，NOx生成量猛增。由于实际生产中本厂炉膛温度处于600-850℃，因此热力型不是本厂NOx的生成原因。另外快速型NOx由于其产生特点，实际生产中通常也不作为控制方向。 3.2燃料型 燃料型NOx是由燃料中的氮元素在燃烧时形成的。炉膛温度约为600℃-800℃时，燃料型NOx就能生成。研究发现空气系数是最重要的原因，转化率随空气系数增加而增大。结合本厂的实际情况得知，燃料型NOx是主要元凶，也是最主要的控制方向。在曲线中可以清晰的看到，当两侧空气系数升高时，NOx的生成量快速升高；当两侧空气系数降低时，NOx的生成量快速下降。因此控制合适的空气系数是重中之重。 4生物质锅炉生产中 NOx的控制方法（1）加强上配料精细化管理，燃运分部制定好当天的上配料方案，并按上配料方案提前做好干湿燃料的混合工作。上
循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉的特点 循环流化床锅炉是近十几年发展起来的一项高效、低污染清洁燃烧技术。因其具有燃烧效率高、煤种适应性广、烟气中有害气体排放浓度低、负荷调节范围大、灰渣可综合利用等优点，在当今日益严峻的能源紧缺和环境保护要求下，在国内外得到了迅速的发展，并已商品化，正在向大型化发展。 1.1 独特的燃烧机理 固体粒子经与气体或液体接触而转变为类似流体状态的过程，称为流化过程。流化过程用于燃料燃烧，即为流化燃烧，其炉子称为流化床
锅炉。流化理论用于燃烧始于上世纪20年代，40年代以后主要用于石油化工和冶金工业。 流化燃烧是一种介于层状燃烧与悬浮燃烧之间的燃烧方式。煤预先经破碎加工成一定大小的颗粒（一般为＜8mm）而置于布风板上，其厚度约在350～500mm左右，空气则通过布风板由下向上吹送。当空气以较低的气流速度通过料层时，煤粒在布风板上静止不动，料层厚度不变，这一阶段称为固定床。这正是煤在层燃炉中的状态，气流的推力小于煤粒重力，气流穿过煤粒间隙，煤粒之间无相对运动。当气流速度增大并达到某一较高值时，气流对煤粒的推力恰好等于煤粒的重力，煤粒开始飘浮移动，料层高度略有增长。如气流速度继续增大，煤粒间的空隙加大，料层膨胀增高，所有的煤粒、灰渣纷乱混杂，上下翻腾不已，颗粒和气流之间的相对运动十分强烈。这种处于沸腾状态的料床，称为流化床。这种燃烧方式即为流化燃烧。当风速继续增大并超过一定限度时，稳定的沸腾工况就被破坏，颗粒将全部随气流飞走。物料的这种运动形式叫做气力输送，这正是煤粉在煤粉炉中随气流悬浮燃烧的情景。
1.2 锅炉热效率较高 由于循环床内气—固间有强烈的炉内循环扰动，强化了炉内传热和传质过程，使刚进入床内的新鲜燃料颗粒在瞬间即被加热到炉膛温度（≈850℃），并且燃烧和传热过程沿炉膛高度基本可在恒温下进行，因而延长了燃烧反应时间。燃料通过分离器多次循环回到炉内，更延长了颗粒的停留和反应时间，减少了固体不完全燃烧损失，从而使循环床锅炉可以达到88～95％的燃烧效率，可与煤粉锅炉相媲美。 1.3 运行稳定，操作简单 循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于10mm，因此与煤粉锅炉相比，燃料的制备破碎系统大为简化。循环流化床锅炉燃料系统的转动设备少，主要有给煤机、冷渣器和风机，较煤粉炉省去了复杂的制粉、送粉等系统设备，较链条炉省去了故障频繁的炉排部分，给燃烧系统稳定运行创造了条件。
循环流化床锅炉设计工艺分析 发表时间：2019-07-05T11:57:11.573Z 来源：《电力设备》2019年第4期作者：黄凯[导读] 摘要：循环流化床锅炉应用的是工业化程度较高的洁净煤燃烧技术，在我国对工业生产环保要求越来越严的背景下，循环流化床锅炉做出了巨大的贡献。（武汉锅炉股份有限公司湖北武汉 430205）摘要：循环流化床锅炉应用的是工业化程度较高的洁净煤燃烧技术，在我国对工业生产环保要求越来越严的背景下，循环流化床锅炉做出了巨大的贡献。对于煤矸石、油页岩、城市垃圾以及废弃物等难燃的固体燃料，都可以作为循环流化床锅炉的燃料，不仅具有较高的燃烧效率，而且污染较小。因为循环流化床锅炉采用流态化燃烧，在设计运行中会存在磨损、结焦、物料循环不畅等问题，经过技术的不 断改进，这些问题都得到了很好的解决，下面对此进行阐述。关键词：循环流化床；锅炉；工艺循环流化床锅炉控制系统是一类新型的锅炉控制系统，在实际的应用中发挥重要作用。在生产环节中，为了可以提升循环流化床锅炉系统的性能，应该完善控制系统的分析，提升循环流化床锅炉设计方案。 1循环流化床锅炉设计运行中的常见问题 1.1磨损问题 循环流化床锅炉是把固态的燃料进行流体化处理，让燃料具有液体的流动性质，在其中可以加入煤矸石以及石灰等物质，可以达到除硫的效果。因为燃料是以液态化的方式流动的固体，所以这些颗粒在流动的过程中，会与接触到的设备发生碰撞，从而造成一定的磨损。循环流化床锅炉在运行的过程中，床料流动的速度越快、浓度越大，对锅炉受热面和耐火材料的表面所造成的冲击就越加强烈，从而导致这些部件的磨损。在床料流动的过程中，也会伴随温度的循环流动，在耐火构件热膨胀系数不同的情况下，受到机械应力的影响会对炉内耐火构件造成磨损。 1.2结焦问题 循环流化床锅炉结焦是设计运行中的常见问题，结焦不仅降低锅炉的运行效率，同时还威胁到锅炉运行的安全性。形成结焦的原因主要是旋风分离器超温、床料结块、返料器堵塞等，如果燃烧室温度超过灰的变形温度，会导致炉内未燃碳重新燃烧，在床温上涨的情况下形成结焦。如果物料循环系统漏风，热床料中的可燃物与氧气接触重新燃烧，但由于热量不足就会形成局部超温结焦。如果在启动期间煤油混烧时间较长，在风量与燃煤颗粒匹配不佳等情况下，燃烧速度过慢就会导致未完全燃烧的油渣与床料板结成块，在流化不良的情况下，形成松散的渣块。在返料器运行过程中如果因为堵塞而突然停止工作，由于炉内循环物料不足就会导致温度升高，从而导致高温结焦。 1.3旋风分离器的问题旋风分离器的主要功能就是进行气固分离，保证循环流化床锅炉的正常运行。旋风分离器结构比较简单，其运行效率主要与形状、结构、进口气体温度、入口烟温、入口颗粒等因素有关。如果分离器的运行效率达不到设计值，就会出现未完全燃烧现象，直接影响到锅炉的燃烧效率。在飞灰量较大的情况下，就会对尾部受热面造成严重的磨损，增加除灰设备的能耗。如果进入循环回路中的灰量较少，就无法达到设计的循环量，无法有效控制床温，对锅炉满负荷运行以及炉膛传热产生一定的影响。 2循环流化床锅炉设计工艺分析 2.1循环床气固两相流动在循环床内，颗粒会聚集在一起，这些粒子团聚在一起，导致颗粒的体积和重量增大，产生非常大的自由沉降终端速度，在一定的气流速度下，粒子会顺着锅炉墙向下运动。在粒子流动的环节中，气体和固体之间会产生非常大的相对速度，粒子会在锅炉壁上沉积。在粒子团不断的聚集、下沉和上升的环节中，会形成内循环，导致锅炉内发生热量的交换。粒子团会沿着锅炉壁下沉，锅炉内的内循环非常剧烈，导致锅炉的传热效果非常好，锅炉内的热量分布也非常均匀。在850摄氏度的锅炉温度下，燃料和脱硫剂在短时间内会被加热到850摄氏度，燃烧效率非常高，而且在石灰石的作用下会产生脱硫反应，在合适的反应温度下实现燃料的二次循环。在循环床内的任何位置，都可以实现良好的传热效果。在循环过程中固体颗粒是向下运动的，但是颗粒的粒径比较大，可以降低颗粒的流动速度，防止炉壁发生严重的磨损情况。 在循环流化床锅炉悬浮段运行环节中，固体颗粒的流动不会呈现出快速流态化，此时的颗粒具有一定的浓度，并且会出现成团的现象。循环流化床悬浮段中的燃料的分布不均匀，应该在采用热态测试的基础上，确保燃料的均匀分布。 2.2物料平衡理论及其应用固体骨料在循环系统中呈现出对传热的流动特征，这对燃料的燃烧和脱硫过程都会产生一定的干扰，对整个锅炉的使用也会产生影响。采用物料平衡理论可以对固体燃料在燃烧系统内的分布规律进行合理的分析，在循环流化床的锅炉的设计中起到很好的效果。物料平衡理论主要是指燃料、焦炭等在回料装置等可以保持平衡，物料平衡建立的效果直接会影响到循环流化床锅炉的运行效果。（1）循环量的确定在循环流化床设计环节中，要确保一台锅炉可以正常的运行，在设计中应该确保热量分配的平衡。循环流化床中物料的浓度与受热面传导系数具有直接的关系，所以，要确保锅炉内具有充足的物料循环。在循环流化床物料循环中，结合不同燃料的特性，确定循环量。在具体的设计环节中，如果循环量低于设计的循环量，就会导致锅炉内的燃料过分燃烧，热量被受热面过度吸收。如果燃料的浓度过低，就会导致锅炉出力不足。（2）分离器效率的要求循环流化床锅炉在运行环节中，要确保充足的循环量，所以要合理的设计分离器。在分离器设计中，要提升分离效率。一定速度下，在确定的粒度分布中，应该确保某个粒径的分离效率非常高，粒径的范围是循环灰中的主体，其在锅炉的物料中成分非常多。如果分离器的分离效率对任意粒径的颗粒都不能达到100%，那么在循环流化床锅炉使用的环节中，分离器就不能实现物料的循环，锅炉的运行效果就不能得到保障。 （3）床压降的要求
本科毕业设计说明书 65吨/时循环流化床锅炉的设计与计算 Design and calculation of circulating fluidized bed boiler 65 t / h 性质: □毕业设计□毕业论文
摘要 本次的毕业设计的题目是65吨/小时循环流化床锅炉设计。设计本着锅炉运行的安全性和可靠性为首要设计特性的准则，综合考虑燃烧，传热，脱硫，烟气、空气、工质的动力特性以及受热面的磨损和腐蚀。保证锅炉的着火稳定性，炉膛内有足够的辐射热量，煤的燃尽程度，合理的烟气速度和排烟温度以及脱硫效率。同时，还要确保有一定的气密性以保证炉膛内进行微负压燃烧。 在整个设计过程中作为技术支持进行了热力计算、强度计算。其中热力计算包括炉膛、高温过热器、低温过热器、省煤器以及空气预热器。炉膛及尾部顶棚全部采用膜式壁结构，解决炉膛漏风问题；将全部过热器布置在尾部烟道内，使其运行更加可靠。为了提高分离器的分离效率和锅炉的结构紧凑，采用两个小直径高温旋风分离器。鉴于该锅炉为中压锅炉，所以采用钢管式省煤器，为降低低温腐蚀，便于维修，将空气预热器低温段与高温段隔开。 此外，利用CAD绘制锅炉总图、炉墙砖砌图、锅筒展开图、锅炉本体图。 关键词：循环流化床锅炉；热力计算；强度计算
Abstract The topic of this graduation design is 65 t/h circulating fluidized bed boiler. Design in line with the boiler running safety and reliability as the primary design guidelines, the characteristic of consideration of combustion, heat transfer and desulfurization, flue gas, air, the dynamic performance of the working medium and the wear and corrosion of heat exchangers. Inside the boiler furnace fire stability enough heat radiation, the burning of coal, a reasonable speed and exhaust temperature and smoke desulfurization efficiency. At the same time, also make sure that there are certain air tightness to slightly negative pressure to ensure that the chamber of a stove or furnace combustion. In the process of the whole design as a technical support for thermodynamic calculation, strength calculation. Thermodynamic calculation including furnace, high temperature superheater, low temperature superheater, economizer and air preheater. Furnace and the rear roof are all made of the diaphragm wall structure, solve the problem of air leakage of the chamber of a stove or furnace; All the superheater arrangement in the tail flue, make its operation more reliable. In order to improve the separation efficiency of separator and boiler structure is compact, high temperature cyclone separator with two small diameter. Given the boiler as the medium pressure boiler, so the economizer tube type, in order to reduce low temperature corrosion, easy maintenance, to separate air preheater of low-temperature and high temperature. In addition, the use of CAD drawing general layout, boiler furnace wall brick figure, figure figure, boiler drum. Keywords：Circulating fluidized bed boiler; Thermodynamic calculation. Strength calculation;
一、循环流化床锅炉及脱硫 1、循环流化床锅炉工作原理 煤和脱硫剂被送入炉膛后，迅速被炉膛内存在的大量惰性高温物料（床料）包围，着火燃烧所需的的一次风和二次风分别从炉膛的底部和侧墙送入，物料在炉膛内呈流态化沸腾燃烧。在上升气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。大颗粒物料被上升气流带入悬浮区后，在重力及其他外力作用下不断减速偏离主气流，并最终形成附壁下降粒子流，被气流夹带出炉膛的固体物料在气固分离装置中被收集并通过返料装置送回炉膛循环燃烧直至燃尽。未被分离的极细粒子随烟气进入尾部烟道，进一步对受热面、空气预热器等放热冷却，经除尘器后，由引风机送入烟囱排入大气。 燃料燃烧、气固流体对受热面放热、再循环灰与补充物料及排渣的热量带入与带出，形成热平衡使炉膛温度维持在一定温度水平上。大量的循环灰的存在，较好的维持了炉膛的温度均化性，增大了传热，而燃料成灰、脱硫与补充物料以及粗渣排除维持了炉膛的物料平衡。 煤质变化或加入石灰石均会改变炉内热平衡，故燃用不同煤种的循环流化床锅炉在设计及运行方面都有不同程度的差异。循环流化床锅炉在煤种变化时，会对运行调节带来影响。试验表明，各种煤种的燃尽率差别极大，在更换煤种时，必须重新调节分段送风和床温，使燃烧室适应新的煤种。 加入石灰石的目的，是为了在炉内进行脱硫。石灰石的主要化学成份是CaO ．而煤粉燃烧后产生的SO2、SO3等，若直接通过烟囱排入大气层，必然会造成污染。加入石灰石后，石灰石中的的Cao 与烟气中的SO2、SO3等起化学反应，生成固态的CaSO3 、CaSO4 （即石膏），从而减少了空气中的硫酸类的酸性气体的污染。另外，由于流化床锅炉的燃烧温度被控制在800－900 ℃范围内，煤粉燃烧后产生的NOx 气体也会大大减少硝酸类酸性气体。 2、循环流化床锅炉的特点 可燃烧劣质煤 因循环流化床锅炉特有的飞灰再循环结构，飞灰再循环量的大小可改变床内（燃烧室）的吸收份额，即任何劣质煤均可充分燃烧，所以循环流化床锅炉对燃料的适应性特别好。
循环流化床燃烧技术 循环流化床燃烧（CFBC）技术系指小颗粒的煤与空气在炉膛内处于沸腾状态下，即高速气流与所携带的稠密悬浮煤颗粒充分接触燃烧的技术。 循环流化床锅炉脱硫是一种炉内燃烧脱硫工艺，以石灰石为脱硫吸收剂，燃煤和石灰石自锅炉燃 烧室下部送入，一次风从布风板下部送入，二次风从燃烧室中部送入。石灰石受热分解为氧化钙和 二氧化碳。气流使燃煤、石灰颗粒在燃烧室内强烈扰动形成流化床，燃煤烟气中的SO2与氧化钙接 触发生化学反应被脱除。为了提高吸收剂的利用率，将未反应的氧化钙、脱硫产物及飞灰送回燃烧 室参与循环利用。钙硫比达到２～２．５左右时，脱硫率可达９０％以上。流化床燃烧方式的特点是：１．清洁燃烧，脱硫率可达８０％～９５％，NO x排放可减少５０％；２．燃料适应性强，特 别适合中、低硫煤；３.燃烧效率高，可达９５％～９９％；４．负荷适应性好。负荷调节范围３０％～１００％。 循环流化床锅炉主要由燃烧系统、气固分离循环系统、对流烟道三部分组成。其中燃烧系统包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、给煤系统等几部分；气固分离循环系统包括物料分离装置和返料装置两部分；对流烟道包括过热器、省煤器、空气预热器等几部分。 循环流化床锅炉属低温燃烧。燃料由炉前给煤系统送入炉膛，送风一般设有一次风和二次风，有的生产厂加设三次风，一次风由布风板下部送入燃烧室，主要保证料层流化；二次风沿燃烧室高度分级多点送入，主要是增加燃烧室的氧量保证燃料燃烬；三次风进一步强化燃烧。燃烧室内的物料在一定的流化风速作用下，发生剧烈扰动，部分固体颗料在高速气流的携带下离开燃烧室进入炉膛，其中较大颗料因重力作用沿炉膛内壁向下流动，一些较小颗料随烟气飞出炉膛进入物料分离装置，炉膛内形成气固两相流，进入分离装置的烟气经过固气分离，被分离下来的颗料沿分离装置下部的返料装置送回到燃烧室，经过分离的烟气通过对流烟道内的受热面吸热后，离开锅炉。因为循环流化床锅炉设有高效率的分离装置，被分离下来的颗料经过返料器又被送回炉膛，使锅炉炉膛内有足够高的灰浓度，因此循环流化床锅炉不同于常规锅炉炉膛仅有的辐射传热方式，而且还有对流及热传等传热方式，大大提高了炉膛的传导热系数，确保锅炉达到额定出力。