流態(tài)化fFluidization]

當固體顆粒群與氣體或液體接觸時，使固體顆粒轉變成類似流體狀態(tài)的一種操作。在正常的流態(tài)化狀態(tài)下，作用于顆粒

上的重力根本上被流體施于■顆粒戔力所抵消，因而顆粒在床內處于半懸浮狀態(tài)。

流態(tài)化的特點

⑴在任一高度的靜壓近似于在此高度以上單位床截面內固體顆粒的重量；

（2）無論床層如何傾斜，床外表總是保持水平，床層的形狀也保持容器的形狀：

⑶床內固體顆粒可以像流體一樣從底部或側面的孔口中排出：

（4）密度高于床層表現密度的物體在床內會下沉，密度小的物體會浮在床面上：

⑸床內顆粒混合良好，因此，當加熱床層時，整個床層的溫度根本均勺。

料位均一化

表面保持水平

循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個局部：

⑴第一局部山爐膛（快速流化床）、與固別離設備、固體物料再循環(huán)設備和外置熱交換器（有些循環(huán)流化床鍋爐沒有該設

備）等組成，上述部件形成了一個固體物料循環(huán)回路。

⑵第二局部為對流煙道，布置有過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，與常規(guī)燃燒鍋爐相近。

泥環(huán)流化床鍋爐根本概念

味料

鍋爐運行過程中，在爐膛及循環(huán)系統(tǒng)（別離器，立管，回料系統(tǒng)等）內燃燒或載熱的固體顆粒，稱為物料。

堆枳密度和顆粒密度

將固體顆粒不加約束的自然堆放時單位體積的質量稱為顆粒的堆積密度；

顆粒的質量與其體積的比值稱為顆粒密度或真實密度

密相區(qū)

在流化床鍋爐下部，顆粒濃度較大，這局部區(qū)域稱為密相區(qū)，密相區(qū)內沿高度方向濃度逐漸降低。循環(huán)流化床鍋爐中，

一般定義密相區(qū)低于二次風噴口高度，密相區(qū)的空隙率為0.7左右。

稀相區(qū)

在流化床鍋爐爐膛上部，氣流中粒子濃度較低，空隙率為0.85~0.99.稱為稀相區(qū)，稀相區(qū)內顆粒濃度比擬均勻，沿爐膛

高度顆粒濃度變化比擬緩慢。循環(huán)流化床鍋爐中，一股定義稀相區(qū)為鍋爐下部錐段以上直段500mm以上為稀相區(qū)。

過渡區(qū)

在流化床鍋爐密相區(qū)和稀相區(qū)之間，顆粒濃度處于沿高度快速變化狀態(tài)，存在比擬大的揚析與夾帶現象，稱為過渡區(qū)。

流化速度

流化速度一般是指假設床內沒有床料時空氣通過爐膛的速度，因此也叫竺塔速度或表觀速度。

循環(huán)流化床技術的特點

燃燒特點

低溫動力控制燃燒

有速度、高濃度、高通量的周體物料流態(tài)化循環(huán)過程

充強度的熱量、質量和動量傳遞過程

優(yōu)點

燃料適應性廣

燃燒效率高

麻效脫硫

NOx排放量低

燃燒強度高，爐膛截面積小

紿煤點少

燃料預處理系統(tǒng)簡單

易于實現灰渣綜合利用

負荷調節(jié)范圍大，負荷調節(jié)快

投資和運行費用適中

床內不布置埋管受熱面

缺點

煙風阻力大，廠用電率高

N2O排放較高

需人量敷設耐磨耐火澆筑料

實現自動化比擬困難

一些新問題

由于設計和施工工藝不當導致的磨損問題

飛灰含碳量高的問題

底渣冷卻系統(tǒng)的問題

爐膛、別離器以及回料系統(tǒng)及其之間的膨脹和密封問題

爐膛溫度偏高以及石灰石選擇不合理導致的脫硫效率降低問題

煤的化學成分及其性質

(1)碳(C)：主要的燃燒成分，約占5O~95%,Qydw=33704kJ/kg.純碳燃點高，燃燒緩慢。燃料中的碳多以化合物形式

存在

(2)氫(H)：重要的燃燒成分,煤中約占2~8%,Qydw=125600kJ/kg,十分容易著火,燃燒迅速,易爆。液體和氣體燃料

氫含量較高約占從百分之十幾到幾十不等，燃燒室易析出碳黑而冒黑煙。

(3)硫(S)：是燃料中的有害成分，約占可燃成分的?8%,kJ/kg,燃燒后的產物是SO2\SO3,與水蒸汽相遇會生成亞硫

酸和硫酸。

1：SO2、SO3排放造成大氣污染

2：鍋爐尾部受熱面造成低溫腐蝕

(4)氧和氨

氧和氮是不可燃成分。約占~40%,含氧量隨煤化程度增高而明顯減少。

氮主要以有機氮形態(tài)存在，約占0.5~2%。高溫燃燒生成NOx,有害。

(5)水分(Water、Moisture)：燃料中的主要雜質，約占5~60%。

1：水分進入爐內吸熱汽化成水蒸汽，對燃燒不利：

2：在煙氣露點時，水蒸氣與SO2、S33生成亞硫酸和硫酸，造成低溫腐蝕：

(6)灰分(Ash)

燃料中主要不可燃的礦物雜質成分，與成煤條件、開采方式、運輸條件有關。

1:灰分增加可燃物減少.煤的低位發(fā)熱量瀛少,若火困難,灰渣量增加,運行操作繁重：

2：灰分的增加造成煤的軟化溫度下降，爐內易結渣，使受熱面?zhèn)鳠釔夯?/p>

循環(huán)流化床鍋爐的概念

徂環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐（沸羚爐）的根底上開展起來的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋

爐。但是又有很大的差異。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比擬高，因此稱作快速循環(huán)循環(huán)床鍋爐。快速床的根本理論

也可以用于循環(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的根本理論已經研究了很長時間，形成了一定的理論。要了解循環(huán)流化床

鍋爐的原理，必須耍了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床3湍流床-快速床各種狀態(tài)卜的動力特性、燃燒特性

以及傳熱特性。

價環(huán)流化床鍋爐的概念、原理及特點

我國的電力工業(yè)是國民經濟開展的根底產業(yè)，在我國，電力生產主要以燃煤火力發(fā)電為主，由于燃煤發(fā)電的直接污染較

人，特別是502、NQX的排放。502的排放是造成酸雨的主要原因，為了通過爐內燃燒技術的改良，降低502、NOX排放

量，我國從60年代開始對循環(huán)流化慶鍋爐進行研究，并在90年代以后和外國公司聯(lián)合研究并取得了較大有開展，現在

循環(huán)流化床鍋爐已開展成熟并在全國廣泛應用。流化床燃燒設備按流體動力特性分為鼓泡流化床和循環(huán)流化床，按工作

條件分為常壓和增壓式流化床。循環(huán)流化床鍋爐技術是一種新型的高效低污染清潔的燃燒技術，上世紀70年代的能源危

機和越來越突出的環(huán)保問題使人們促進了這種燃燒技術的開展。現在大型循環(huán)流化床鍋爐的主要爐型有三大流派，分別

為：以德國Lurgi公司為代表的管奇型和以美國的FosterWheeler、芬蘭的Alstorm公司（兩者兼并〕為代表的FWPyroflow

型和德國Babcock公司的Circofluid型。我國東方鍋爐廠采用的是FW公司的Pyroflow型的改良型循環(huán)流化床鍋爐。北京

B&W鍋爐廠采用的是德國Babcock公司的架構和技術。哈爾濱鍋爐廠有限貢任公司（HBC）與美國PPC（奧斯龍技術）以及國

內的科研單位合作也開發(fā)了自己的大型循環(huán)流化床鍋爐。上海鍋爐廠引進美國ALST0M技術、消化吸收自行設計制

造了自己的循環(huán)流化床鍋。由于國內各大鍋爐廠商的參與，我國的大型循環(huán)流化床技術已趨于成效

流態(tài)化：

當固體顆粒中有流體通過時.，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運動，且固體顆粒之間的摩擦力也越來越大，

些流速到達一定值時，固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等，每個顆粒可以自由運動，所有固體顆粒表現出類似流

體狀態(tài)的現象，這種現象稱為流態(tài)化，

對于液固流態(tài)化的固體顆粒來說，顆粒均勻地分布于床層中，稱為"散式"流態(tài)化。而對于氣固流態(tài)化的固體顆粒來說，

氣體并不均勻地流過床層，固體顆粒分成群體作紊流運動，床層中的空隙率隨位置和時間的不同而變化，這種流態(tài)化稱

為"聚式"流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”流態(tài)化。

固體顆粒（床料）、流體（流化風）以及完成流態(tài)化過程的設備稱為流化床。臨界流化速度

1.對于由均勻粒度的顆粒組成的床層中，在固定床通過的氣體流速很低時，隨著風速的增加，床層壓降成正比例增加1,

并且當風速到達一定值時，床層壓降到達最大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風速，固定床會突然解鎖，床層

壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成的話，其特性為：在大顆粒尚未運動前，床內的小顆粒已經局部流

化，床層從固定床轉變?yōu)榱骰驳慕怄i現象并不明顯，而往往會出現分層流化的現象。顆粒床層從靜止狀態(tài)轉變?yōu)榱鲬B(tài)

化進所需的最低速度，稱為臨界流化速度。隨著風速的進?步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐?般的流化風

速是2—3倍的臨界流化速度。

2.影響臨界流化速度的因素：

（1）料層厚度對臨界流速影響不大。

（2）料層的當量平均料徑增大那么砧界流速增加.

（3）固體顆粒密度增加時臨界流速增加。

13）流體的運動粘度增大時臨界流速減小：如床溫增高忖.臨界流速減小.床溫U臨界流速的關系如下圖,

燃料成分分析數據的基準及換算

煤的成分分析

煤的成分表示和分析方法，可以分為元素分析和工業(yè)分析兩種。煤的元素分析將煤分為碳、氫、氧、氮、硫、灰分和水

分七個組分。煤的工業(yè)分析是將煤分為揮發(fā)分、固定碳分、和水分四個組分。每種組分都按分析基準的質量分數表示。

由于分析方法不同，元素分析成分和工業(yè)分析成分間沒有嚴格的對應關系，無法相互換算。

煤的工業(yè)分析

（1）煤中的水分

煤中的水分測定有三項，即全水分（Mar）、外在水分、內在水分（Mad）。全水分包括外在水分和內在水分。

外在水分是指煤在開采、運輸和洗選過程中潤濕在煤的外衣以及大毛細孔中的水。它以機械方式與煤相連結著，較易蒸

發(fā),其蒸汽壓與純水的蒸汽相等。在空氣中放置時，外在不分不斷蒸發(fā)，直至煤中水分的蒸汽壓與空氣的相對濕度到達平衡時

為止，此時失去的水分就是外在水分。外在水分的多少與煤粒度等有關，而與煤質無直接關系。

內在水分（Mad）是吸附或凝聚在煤粒內部的毛細孔中的水，稱為內在水分。內在水分指將風干煤加熱到105c?1UTC時所

失去的水分，它主要以物理化學方式（吸附等），煤相連結著，較難蒸發(fā),故蒸氣壓小于純水的蒸汽壓.失去內在水分的煤稱為

絕對枯燥或干煤。

（2）煤的灰分

煤的灰分系指煤中所有可燃物質完全燃燒以及煤中礦物質在一定溫度下產生一系列分解、化合等復雜反響后剩卜的

殘渣。顯然煤灰全部來自煤中礦物質，但其組成和重量不完全與煤中礦物質相同。

煤中礦物質來源如下：

1）原生礦物質。系成煤植物本身所含的礦物質，此量很少。

2）次生礦物質。成煤過程中由外界混到煤層中的礦物質，一般其量也不多，但也有例外。

3：外來礦物質。在采煤過程中混入的煤層頂底板和夾肝石所形成。可通過洗選法予以脫除。其數量多少，根據開采條件

在很大的范圍里波動.它的主要成分為SiO2,A12O3,也有一些CaSO3,CaSO4,FeS2等。

煤灰熔融性是動力用煤的重要指標。煤灰熔融性習慣卜.稱作煤灰熔點。但嚴格來講這是不確切的，因為煤灰是多種礦物

腦組成的混合物，這種混合物并沒有一個固定的熔點,而僅有一個熔化溫度的范圍。開始熔化的溫度遠比其中任一組分純潔

礦物質熔點為低.這些組分在一定溫度下還會形成一種共熔體，這種共熔體在熔化狀態(tài)時，有熔解煤灰中其他高熔點物質的

性能，從而改變了熔體的成分及其熔化溫度。

煤灰的熔融性和煤灰的利用取決于煤灰的組成.煤灰成分十分復雜，主要有:SiO2,A12O3,Fe2O3,CaO,MgO,SO3等。大量試驗

資料說明,SiO2含量在45—60%時,灰熔點隨竽02含量增加而降低:SQ2在其含量《45%或》60%時,與灰熔點的關系

不夠明顯。A12O3在煤灰中始終起增高灰熔點的作用。煤灰中A12O3的含量超過期30%時，灰熔點在1500C。灰成分中

Fe2O3,CaO,MgO均為較易熔組分，這些組分含量越高，灰熔點就越低。

（3）煤中的揮發(fā)分

煤的揮發(fā)分含量與煤的變質程度有密切的關系，隨變質程度的提高而降低。因此煤炭分類中均以其做為第一分類指

標。根據揮發(fā)分和焦渣特征可初步決定煤種的加工利用途徑。

揮發(fā)分測定條件對其產率值有很大影響。我國規(guī)定彩帶嚴密堪煙蓋的瓷制坨堀，在900c±10℃溫度下加熱7分鐘的試驗

方法，各國標準亦不盡相同，因此測定結果不能進行嚴格比照。

煤的成分表示方法無論是元素分析或工業(yè)分析，都與煤質分析化驗時的狀態(tài)有關。所以在表示煤的成分時，必須注明是

何種分析化驗狀態(tài)。煤質分析化驗時的狀態(tài)常用“基”表示。煤偵分析中常用的基準有“收到基"、"空氣枯燥基"、"枯燥

無灰基"、四種，其定義，用途和新日標準對照見表6：

基準名新標準舊標準

用途

稱定義符號名稱符號

以收到狀態(tài)的煤為基用于煤炭梢售及物質平衡、

收到基ar應用基y

準熱平衡與熱效率計算

空氣枯以與空氣溫度到達平

ad分析基f多為試驗室分析工作的根底

燥基衡狀態(tài)的煤為基準

以假想無水狀態(tài)的煤用于比擬煤炭質量，為計算

枯燥基d枯燥基g

為基準灰分、硫分等含量用

枯燥無以假想無水、無灰狀用于了解和研窕煤中的有機

daf可燃基r

灰基態(tài)的煤為基準腹

各種“基”的成分均用質量百分數表示。各種成分的具體表示法見表7。

表7煤的各種“基”的成分表示法

基準名稱元素分析(％)工業(yè)分析(%)

收到基(ar)Car+Har+Oar+Nar+Sar+Aar+Mar=100FCar+Var+Aar+Mar=100

空氣枯燥基(ad)Cad+Had+Oad+Nad+Sad+Aad+Mad-lOOFCad+Vad+Aad+Mad-100

枯燥基(d)Cd+Hd+Od+Nd+Sd+Ad=100FCd+Vd+Ad=lOO

枯燥無灰基

Cdaf+Hdaf+Odaf+Ndaf+Sdaf=100FCdaf+Vdaf=lOO

(daf)

表8煤質分析結果不同"基"成分換算系數表

所求基

基

收到基(ar)空氣枯燥基(ad)枯燥基(d)枯燥無灰基(daf)

收到基(ar)1

空氣枯燥基(ad)1

枯燥基(d)1

枯燥無灰基Idaf)1

第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的工作原理

一、涌化過程

固體顆粒隨著氣流速度的增大分別呈現五種不同的流動狀態(tài)：固定床、素［湍)流流化床、快速流化床、氣力輸送。循

環(huán)流化床處于素(湍)流流化床與快速流化床階段之間。

固定床：

此種狀態(tài)下，氣流在顆粒的縫隙是流過，所有固體顆粒呈靜止狀態(tài)。

鼓泡流化床：

當氣流速度到達一定值時，靜止的床層開始松動，當氣流速度超過臨界流化風速時，料層內會出現氣泡，棄不斷上升，

而且還聚集成更大的氣泡穿過料層并破裂。整個科層呈現沸騰狀態(tài)。鼓泡流化床存在明顯的分界面，其上部為稀相區(qū)，

包括床層外表至流化床出口間的區(qū)域，也稱為H由空間或懸浮段。下部為密相區(qū)，也稱為沸騰段。

紊(湍)流流化床；

能著氣流速度繼續(xù)上升到一定數值，固體顆粒開始流動，床層分界面逐漸消失，固體顆粒不斷被帶走，以顆粒團的形式

卜下運動,產牛高度的返混C此時的氣流速度為床料終端速度C

快速流化床：

空氣流速度進一步增大，固體顆粒被氣流均勻帶出床層。此時氣流速度大于固體顆粒的終端速度，床內顆粒濃度根本相

等。床內顆粒濃度呈.上稀下濃狀態(tài)。循環(huán)流化床的上升段屬于快速流化床。快速流態(tài)化的主要特征為床層壓降用于懸浮

和輸送顆粒并使顆粒加速，單位高度末層壓降沿床層高度不變。

氣力輸送：

分為密相氣力輸送和稀相氣力輸送。對于前者，床內顆粒濃度變稀，并呈上下均勻分布狀態(tài)，其單位高度床層壓降沿床

層高度不變。增大氣流速度，床層壓降減小。對于后者，增大氣流速度，床層壓降上升。密相氣力輸送的典型特征為：

床層壓降用于輸送顆粒并克服氣、I占I與壁面的摩擦。稀相氣力輸送的床層壓降主要受摩擦壓降支配。

止上述燃燒分類可知，鏈條爐排爐采用的是固定床燃燒方式，而煤粉爐那么采用了最稀相的懸浮燃燒方式。

煤的性質

煤的熱穩(wěn)定性

煤的熱穩(wěn)定性是指煤塊在加熱時保持原有粒度的性能。熱穩(wěn)定性好的煤在燃燒或氣化過程中不破碎或破碎較少。鍋爐或

煤氣發(fā)生爐爐如使用熱穩(wěn)定性差的煤，將導致煤層氣流阻力增加，氣流帶出物（飛灰量）增加，甚至形成風溝和結渣，

使燃燒或氣化不能正常進行。

煤的可磨性

煤的可磨性是指煤研磨成粉的難易程度。煤的可磨性主要與煤的煤化程度有關。一般來說，焦煤和肥煤可磨性指數較高，

容易磨細：無煙煤、褐煤可磨性指數較低，不易磨細。當水分和灰分增加時，其可磨性指數就越低。

燥的可磨性系數以風干狀態(tài)下的硬質標準煤（一般以難磨的無煙煤Kkm=l為基準）與待磨煤在相同顆粒度的情況下，

磨制成相同細度的煤粉，各自電耗量之比。

煤的粘結性和結焦性

煤的粘結性指煤在隔絕空氣受熱后能否粘結其本身或悟性物質或焦塊的性質；煤的結焦性是指煤粒在隔絕空氣受熱

后能否生成優(yōu)質焦碳（焦碳的強度和塊度符合治金焦的要求）的性質。

粘結性強是結焦性好的必要條件，即結焦性好的煤其粘結性也好，但粘結性好的煤，結焦性不一定好。例如氣肥煤,

其粘結很好，但生成的焦碳裂隙多、強度差，故結焦性不好。

煤的結渣性

煤的結渣性是反映煤灰在燃燒或氣化過程中的成渣特性。對?于煤的燃燒與氣化，結渣率高都是不利的，會造成氣流

分布不均，給操作造成困難，增加灰渣中的含炭量等。

影響結渣性的主要因素是煤灰分和灰熔點。煤的灰分高、灰熔占低，結渣率就高。此外，煤灰周圍的氣氛對結渣性

也有影響，復原氣氛下的結渣率就高于氧化氣氛下的。

煤灰的熔融性

煤的灰分是煤在完全燃燒后形成的殘渣，主要成分是煤中礦物質燃燒后生成的金屬和非金屬的氧化物與鹽類，是多

種成分的復合物和混合物，因此它沒有明顯的由固相轉化為液相的熔點，開始熔融到完全熔融，要經過一個較大的溫度

區(qū)域，一般測定它的三個熔融特征溫麥：變形溫度（DT）、軟化溫度（ST）,流動溫度（FT）。

影響灰熔點的因素很多，主要與煤灰的組成成分和煤灰周圍燃燒介質氣氛有關。煤灰中熔點高的物質愈多，灰熔點愈高;

煤灰周圍介質受原性氣體存在時，灰熔點會降低。

煤的發(fā)熱量

煤的發(fā)熱量Q：單位質量的煤在完全燃燒時所放出的熱量（kJ/kg）。煤的發(fā)熱量根據生成煙氣中的水蒸氣狀態(tài)不同分為高位

發(fā)熱量和低位發(fā)熱量。高位發(fā)熱量Q是指每千克煤完全燃燒后其煙氣中的水蒸氣以凝結水狀態(tài)存在時所放出的熱量，用

Qgr表示。低位發(fā)熱量是指每千克煤完全燃燒后其煙氣中的水仍保持蒸汽狀態(tài)時所放出的熱量，用Qnet表示。很顯然燃

料高位發(fā)熱量要大于低位發(fā)熱量，其差值即是燃燒產物中所含水蒸氣的法汽化潛熱。一般而言，工程中燃燒后煙氣中的

水均呈水蒸氣狀態(tài)排出，所以常用的讓燃料低位發(fā)熱量。

煤的發(fā)熱量(1)

概念：煤完全燃燒發(fā)熱量(kJ)/單位質量煤(kg)

煤中可燃物燃燒放出熱量(C,H,S)

底位發(fā)熱量(Qgr)：將燃燒后所產生水蒸汽的潛熱計入

低位發(fā)熱量(Qnet):不計潛熱

關系：Qar=Qgr-25(M+9H)

由于鍋爐排煙溫度下煙氣中的水蒸汽不會凝結，所以可利用熱量一股為Qnet

測定一實臉

彈筒發(fā)熱量Qb,實驗室氧彈式量熱計測得值

1g煤樣在氧彈內(2G3MPa)氧氣壓力下燃燒放熱并冷卻到煤的原始溫度的放熱量

Qgr=Qb-S、N生成酸的校正值(硝酸放熱比例)

Qad,gr=Qad,b-(95Sad,b+aQad,b)

匚捷列夫公式：(對大都數煤)

Qnet,ar=339Car+1030Har-109(Oar-Sar)-25Mar

當A<6%時誤差小于640kj/kg

A>6%時誤差小于840kJ/kg

可用來校核元素分析準確性

煤的發(fā)熱量(2)

以收到基發(fā)熱量為基準的其他概念

標準煤：Q=29270kJ/kg(7000kCa/kg)

折算成分：

折弊水分(4182Mar/Qar,net)：高水分燃料(>8%),

折算灰分(4182Aar/Qar,net)：高灰分燃料(>4%),

折算硫分(4182Sar/Qar,net)：高硫分燃料(>0.2%)

二、循環(huán)流化床的特點：

典型循環(huán)流化床鍋爐結構如下圖，其根本流程為：煤和脫硫劑送入爐膛后，迅速被大量惰性高溫物料包圍，著火燃燒，

同時進行脫硫反響，并在上升煙氣流的作用下向爐膛上部運動，對水冷壁和爐內布置的其他受熱面放熱。粗大粒子進入

懸浮區(qū)域后在重力及外力作用下偏離主氣流，從而貼壁下流。氣固混合物離開爐膛后進入高溫旋風別離器，大量固體顆

粒(煤粒、脫硫劑)被別離出來回送爐膛，進行循環(huán)燃燒。未被別離出來的細粒子隨煙氣進入尾部煙道，以加熱過熱器、

省煤器和空氣預熱器，經除塵器排至大氣。

1、低溫的動力控制燃燒：由于循環(huán)流化床燃燒溫度水平比擬低，一般在85O—9OOC之間，其燃燒反響控制在動力燃燒

區(qū)內，并有大量固體顆粒的強烈混合，這種情況下的燃燒速度主要取決于化學反響速度，也就是決定于溫度水平，而物

理因素不再是控制燃燒速度的主導因素。循環(huán)流化床燃燒的燃燼度很高，其燃燒效率往往可到達98%—99%以上。

2,高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過程：循環(huán)流化床鍋爐內的物料參。了爐膛內部的內循環(huán)和由爐膛、

別高器和返料裝置所組成的外循環(huán)兩種循環(huán)，整個燃燒過程以及脫硫過程都是在這兩種循環(huán)運動過程中逐步完成的。

3.高強度的熱量、質量和動量傳遞過程：在循環(huán)流化床鍋爐中可以人為改變爐內物料循環(huán)量，以適應不同的燃燒工況。

物料別離系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的結構特征，大量物料參與循環(huán)實現整個爐膛內的控制燃燒過程，是循環(huán)流床鍋爐區(qū)別

于鼓泡流化床鍋爐的根本特點，因為鼓泡流化床鍋爐的燃燒主要發(fā)生在床內。所以循環(huán)流床鍋爐燃燒必須具備的三個條

件是：(1)要保證一定的流體速度，而且還要保證物料粒度處于適當的、使床層在快速流區(qū)域的粒度。(2)要有足夠的

物料別離。(3)要有物料回送，要有充分的措施以維持物料的平衡。

彳后環(huán)流化床鍋爐燃燒的特點

8、運行風速高。流化速度一般?5m/s：

9,顆粒粒徑較小。最大粒徑小于

10、燃燒效率高。氣-固混合良好，怵燒速率高特別是對粗粒燃料，燃料在爐內循環(huán)燃燒直至燃盡。

11、燃燒強度大。爐膛單位截面枳的熱負荷高是循環(huán)流化床鍋爐的主要優(yōu)點之一。12、循環(huán)流化床鍋爐的截面熱負荷約

為3.5~4.5MW/m2,接近或高于煤粉爐。同13、樣熱負荷下鼓泡床鍋爐需要的爐膛裁面積要比循環(huán)床鍋爐人2至3倍。

14、給煤點少。熱功率為1OOMW的循環(huán)流化床鍋爐只需一個給煤點，而相同容量的鼓泡流化床鍋爐那么需20~30個給

煤點(底飼)。

15、燃料適應性極好。燃料僅占床料的1-3%,其余是不可燃的固體顆粒如脫硫劑、灰渣或砂。循環(huán)流化床鍋爐不需輔助

燃料而燃用任何燃料。

16、爐內溫度場均勻。徑向溫差＜30℃,軸向溫差＜100℃

鼓泡床燃燒特點

1、低溫燃燒。

2、強化燃燒。容積、截面熱負荷是鏈條爐3?4倍以上

3、燃料適應性強。煤砰石、褐煤、煤泥等

4,采用寬篩分煤粒。最大粒徑可達30mm.

5、流化速度低。一般＜3m/s：

6,飛灰可燃物。含量較高，燃燒效率較低；

7,密相區(qū)。布苴埋管：

環(huán)境影響

高效脫硫:

脫硫效率90%；

使硫比1.5到25

鼓泡流化床小于90%

分級燃燒：

NOx：50~150ppm,40~120mg/MJ

揮發(fā)分二級破碎

原因：一是低溫燃燒，無熱力型NOx；二是分段燃燒，/。/NOx得到復原。循

環(huán)流化床鍋爐的其它污染物如CO,HCI,HF等的排放

%

一級損細粒

破碎

彳廬環(huán)流化床鍋爐中煤粒的燃燒過程1-王

0200

)

加熱、枯燥：1000

螞

800-案焦炭燃燒

揮發(fā)分析出燃燒曜600

400-城

—

對某些煤種會發(fā)生顆粒膨脹?級破碎200W東

1尾

隹碳燃燒、二級破碎磨損現象聯(lián)

興

LL

/

1就

/

煤粒在流化床中的破碎O

.31

破碎特性：

煤粒在進入高溫流化床后其粒度發(fā)生急劇減小

直接結果：

(1)在煤粒投入床內后很快形成大量的細小粒子，特別是一些可揚析粒子的產生會影響鍋爐的燃燒效率

(2)煤粒的破碎也顯著改變了給煤的粒度分布。單用原始的燃料粒度分布預計煤的燃燒過程，會偏離實際情況

(3)煤粒的破碎會使流化床內的燃燒熱分配(即密相區(qū)的燃燒份額和稀和區(qū)的燃燒份額)偏離設計工況，進而影響到流化

床鍋爐的運行。

煤破碎的分類

一級破碎：因高溫熱沖擊而產生的熱應力和揮發(fā)份析出而在顆粒內部集聚產生膨脹壓力的共同作用而導致的顆粒破碎現

象

二級破碎：由于高溫熱應力的作用削弱了煤粒內部各元素之間結合的化學鍵力，在流化床中劇烈的碰撞運動作用卜導致

內部各種不規(guī)那么形狀晶粒之間聯(lián)結的“骨架"崩裂而發(fā)生的破碎現象。二級破碎主要與顆粒碰撞有關。

逾透破碎：發(fā)生在顆粒燃燒的最后階段，當顆粒的燃燒完全受內外表化學反響控制的時候，顆粒的孔隙率到達70~80%

時。

影響破碎的因素

煤種：揮發(fā)份含量的升高，爆裂程度增強：灰份對爆裂程度有雙重影響，一方面增加顆粒不均勻，形成內局部界面，加

劇一次爆裂，另一方面灰份又可以提高顆粒的強度：碳含量對爆裂特性的影響與揮發(fā)份含量的影響恰恰相反。

煤粒尺寸：大粒度的煤比小粒度的煤更易破碎。

燃燒溫度：床層溫度通過影響揮發(fā)分析出過程而對煤粒的破碎特性產牛.影響。

流化速度：增大時，顆粒間的碰撞加劇，會使二次破碎變得較為劇烈，燃燒過程中會產生更多細小顆粒。

三、顆粒的夾帶、揚析

巖床層流動轉到紊流流化床時，密和床層和稀相床層的界面開始模糊，顆粒夾帶量明顯增加I。當氣流通過顆粒層時，■

些終端速度小于床層表觀氣速的細顆粒將被上升氣流帶走，這一過程稱為揚析。，由于揚折過程中更多顆粒被夾帶著離開

床層，其中終端速度大于床層表觀氣速的顆粒經過一定的別離高度后會陸續(xù)返回床層，因此存在著輸送別離高度TDHo

此過程就是我們通常所說的循環(huán)流化未的內循環(huán)。在別離高度TDH以上的空間，顆粒濃度不再降低，床層外表至TDH之

間的空間稱為自由空間，燃用寬篩分的燃煤流化床鍋爐，其爐膛出口高度通常低TDH,因此同時存在著夾帶和揚析現象。

發(fā)生揚析現象的顆粒的來源有三個：①給煤中的細顆粒；②煤在揮發(fā)份析出階段破碎形成的細顆粒；③在煤燃燒的同時，

由于磨損造成的細顆粒。

匹、寬篩分顆粒特性

1、寬篩分顆粒定義：循環(huán)流化床(氣固流化床)床料中的顆粒通常是料徑由小到大的寬篩分布，由于顆粒的直徑不同，

其流開工況和規(guī)律也各不相同。這樣就需要示出顆粒大小的分布規(guī)律，利用此規(guī)律來研究兩相流動和燃燒，或者把分散

桿顆粒直徑示平均值，以平均直徑來代表分散相顆粒群的運動規(guī)律，粒徑的分布規(guī)律是一個重要特性。除了要知道顆粒

尺寸的分布規(guī)律外，還要了解各顆粒所占外表積的分布規(guī)律擴各顆粒重置的分布規(guī)律。

2、寬篩分顆粒分類：Geldart根據在常溫常壓下對于一些典型固體顆粒的氣固流態(tài)特性的分析，提出了一種顆粒分類法,

即根據顆粒平均粒徑和顆粒叮氣體的密度差的關系分類。依照這種分類法，所有的固體顆粒均可被分為A、8、C、D四

類。

A類顆粒

這類顆粒粒度比擬細。?般為2c?90nm,通常很易流化。

B類顆粒

這類顆粒具有中等粒度，粒度范圍為90?65O.m,具有良好的流化性能,它在流體速度到達臨界流化速度后就會發(fā)生鼓

泡現象。

C類顆粒

這類顆粒粒度很細，一般都小于20即1,顆粒間相互作用力很大，很難流態(tài)化。

D類顆粒

這類顆粒粒度通常具有較大在粒度和密度，并且在流化狀態(tài)時顆粒混合性能較差。大多數循環(huán)流化床鍋爐內的床料和燃

料均屬于D類顆粒。

3、寬篩分顆粒流化時的動力特性

(1)密度小于流體密度的物體浮在床層外表，密度大于流體密度的物體會下沉。

(2)床外表保持水平，形狀保持容器的形狀。

(3)在任一高度的靜壓近似等于在此高度上單位床截面內固體顆粒的重量。

f4）床內顆粕混合良好.加熱床層時所有床料溫度根本均勻。

（5）床內固體顆粒可以象流體一樣從底部或側面的孔中排出。

（6）幾個流化床底部聯(lián)通后，床層高度自動保持同一水平高度。

爐膛下部密相區(qū)（二次風口下）

1、由一次風流化物料。2、欠氧狀態(tài)：發(fā)生揮發(fā)份析出和局部焦炭的燃燒。

3、高溫區(qū)和穩(wěn)定著火源：顆粒濃度較高，充滿灼熱的物料4、粗顆粒焦炭的主要燃燒區(qū)域

爐膛上部稀相區(qū)

顆粒粒度小、濃度稀、流速大，一般是快速床；

局部焦炭和揮發(fā)份在稀相區(qū)發(fā)生富氧燃燒；

發(fā)生顆粒的相對運動和內循環(huán)流動；

局部粗顆粒、大量細顆粒焦炭及其碎片在此燃燒大量放熱;

新型大型流化床在此布置有較多蒸發(fā)受熱面。

忘溫氣回別離區(qū)

此處氧濃度一般很低（一般按爐膛出口氧濃度計算，3—6%左右）：

隹炭顆粒在高溫旋風別離器內的停留時間很短，在此處的燃燒份額很少:

有少量CO及揮發(fā)份在此處繼續(xù)燃燒：

燃燒份額

1、表示煤在各燃燒區(qū)的燃燒程度，一般按燃煤在各區(qū)域釋放熱量占燃煤總發(fā)熱量的百分比表示；

2、密相區(qū)燃燒份額和稀相區(qū)燃燒份額之和接近于100%;

3、在設計過程中，需要知道鍋爐內燃燒份額的分布，由此才可確定受熱面的布置，使鍋爐各性能參數滿足設計要求：

4、現在國內外大多數的循環(huán)流化床鍋爐的設計，采用了分區(qū)計算的方法，國外對于燃燒份額的計算是建立在大量的研究

根底上，通過計算各區(qū)域中炭顆粒和揮發(fā)分的燃燒量，得到燃燒份額的分布：而國內循環(huán)流化床鍋爐設計中，沿床高的

燃燒份額的選取主要是憑經驗。

5、循環(huán)流化床鍋爐密相床內的燃燒份額遠低于鼓泡流化床鍋爐密相區(qū)的燃燒份額。鼓泡流化床中的燃燒份額是一個確定

他，密相區(qū)的熱量平衡取決于一次風冷卻效果、埋管吸熱、及密相區(qū)床面對懸浮段的相射換熱：而由揚析夾帶傳質引起

的傳熱影響甚小。

6、床溫增高會使密相區(qū)的燃燒份額有所增加，但增加的幅度并不大，然而床溫越高，加快了過渡區(qū)中揮發(fā)分的析出和炭

顆粒的燃燒速率，過渡區(qū)的燃燒份額增加較多，整個燃燒室內燃燒量增加，燃燒效率有所提高。

7、煤中揮發(fā)分含量對燃燒份額分布的影響比擬大，當揮發(fā)分含量增加，稀相區(qū)的燃燒份額將增加：

8,一二次風比固定，在一定范圍內增加過量空氣系數，密相區(qū)的燃燒份額有所增加，床內物料的含碳量降低，整個床內

的燃燒效率升高:

9.別離器別離效率是循環(huán)流化床鍋爐運行的關鍵部件，它的別離效率直接影響著燃燒份額的分布。提高別離器效率，那

么稀相區(qū)的燃燒份額增加；別離器的別離效率過低是目前國內密相床溫度超溫的?個很重要的原閃。

10、燃煤中細顆粒份額增加，那么密相區(qū)燃燒份額減少，稀相區(qū)燃燒份額增加：同樣的，流化速度增加時，密相區(qū)燃燒

份額減少。

11、增加一次風比例，密相區(qū)的燃燒份額會有所上升，但是受密相區(qū)氣泡相和乳化相之間傳質阻力的限制，密相區(qū)燃燒

份額的增加遠低于一次風增加的比例,

玉、循環(huán)流化床內的傳熱

在循環(huán)流化床中存在著各種不同的傳熱過程:

(1)顆粒與氣流之間的傳熱。

(2)顆粒與顆粒之間的傳熱。

(3)整個氣固多相流與受熱面之間的傳熱。

(4)氣固多相流與入床氣流間的傳熱。

以下為循環(huán)流化床各部位的傳熱系數表：

位置(部位)傳熱面方位傳熱系數可能出現的詞題

[W/(m2?K)]

一次風下部水平或豎直300-bUU腐蝕、剝蝕、磨損、負荷調節(jié)性能差，阻叼顆粒間橫向混合。

二次風上部豎直150-250傳熱較好的受熱面

二次風上部懸吊受熱豎直150-250輕微剝蝕、磨損、減少顆粒間橫向混合。

面

六、影響循環(huán)流化床傳熱的各種因素：

1、氣體物理性質的影響：

氣膜厚度及顆粒與外表的接觸熱阻對傳熱起到主要作用。另外，氣體密度增加，傳熱系數增大：氣體粘度增大，傳熱系

數減小；氣體導熱系數增大，傳熱系數增大。

2、固體顆粒物理特性的影響

(1)固體顆粒尺寸的影響：

對于小顆粒床，傳熱系數隨固體顆粒平均直徑增大而減小：

對于大顆粒床，傳熱系數隨固體顆粒平均直徑增大而增大。

(2)固體顆粒密度的影響：傳熱系數隨固體顆粒密度增大而增大。

(3)球形度及外表狀態(tài)的影響：球形和較光滑的顆粒，傳熱系數較高。

(4)固體顆粒導熱系數的影響：影響較小。(5)固體顆粒粒度分布的影響：刻于小顆粒床，粒徑越小，傳熱系數越大：

對于大顆粒床，粒徑越大，傳熱系數越大。

3、流化風速的影響：

對于循環(huán)流化床的密相區(qū)，傳熱系數隨流化風速的增大而減小。

對于循環(huán)流化床的稀相區(qū)，傳熱系數隨流化風速的增大而增大。

4、床溫對傳熱系數的影響：

床與傳熱面間的傳熱系數隨床溫的升高而升高。

5、管壁溫度的影響：傳熱系數隨壁溫的升高成線性規(guī)律地增大。

6、固體顆粒濃度的影響：床層顆粒濃度是影響循環(huán)流化床床層與床壁面?zhèn)鳠嶙钪饕囊蛩刂弧鳠嵯禂捣来矊宇w粒濃

度的增加而顯著增加。

7、床層壓力的影響：床層壓力增大，傳熱系數增加。

七、循環(huán)流化床內的燃燒過程

1.煤粒送入循環(huán)流化床內迅速受到高溫物料和煙氣的輻射而被加熱，首先水分蒸發(fā)，然后煤粒中的揮發(fā)份析出并燃燒，

最后是焦炭的燃燒。其間伴隨著煤粒的破碎、磨損，而且揮發(fā)份析出燃燒過程與焦炭燃燒過程都有一定的重疊。煤粒在

流化床中的燃燒過程如下圖。

循環(huán)流化床內沿高度方向nJ"以分為密相床層和稀相空間，密相床層運行在鼓泡床和素流床狀態(tài)。循環(huán)流化床內絕大局部

是惰性的灼熱床料，其中的可燃物只占很小的一局部。這些灼熱的床料成為煤顆粒的加熱源，在加熱過程中，所吸收的

熱量只占床層總熱容量的千分之幾，而煤粒在10秒鐘左右就可以燃燒〔顆粒平均直徑在8mm),所以對床溫的影響

很小。

2,循環(huán)流化床內煤的燃料著火

流化床內燃料著火的方式，固體質點外表溫度起著關鍵作用，是產生著火的點灶熱源，這類固體近質點可以是細煤粒，

也可以是經別離后的高溫灰粒或者是布風板I.的床料。當固體質點外表溫度上升時，煤顆粒會出現迅猛著火。另外，顆

粒直徑大小對著火也有很大的影響，對一定反響能力的煤種，在一定的溫度水平之卜\有一臨界的著火粒徑，小于這個

聊曲直件,因為散熱損失過大，燃料顆粕就不能著火.逸出爐瞬.

3、循環(huán)流化床內煤的破碎特性

煤在流化床內的破碎特性是指煤粒在進入高溫流化床后粒度急劇減小的一種性質。但引起粒度減小的因素還有顆粒與劇

烈運動的床層間磨損以及埋管受熱面的碰撞等。影響顆粒磨損的主要因素是顆粒外表的結構特性、機械強度以及外部操

作條件等。磨損的作用貫穿于整個燃燒過程。

煤粒進入流化床內時，受到熾熱床料的加熱，水份蒸發(fā)，當煤粒溫度到達熱解溫度時，煤粒發(fā)生脫揮發(fā)份反響，對?于高

揮發(fā)份的煤種，熱解期間將伴隨一個短時發(fā)生的擬塑性階段，顆粒內部產生明顯的壓力梯度，一旦壓力超過一定值，己

經固化的顆粒表層可能會崩裂而形成破碎；對低揮發(fā)份煤種，塑性狀態(tài)雖不明顯，但顆粒內部的熱解產物需克服致密的

孔隙結構都能從煤粒中逸出，因此顆粒內部也會產生較高的壓力，另外，由于高溫顆粒群的擠壓，顆粒內部溫度分布不

均勻引起的熱應力，這種熱應力都會引起煤顆粒破碎。

煤粒破碎后會形成大量的細小粒子，恃別是?些可揚析粒子會影響鍋爐的燃燒效率。細煤粒?般會逃離旋風別離曙，成

為不完全燃燒損失的主要局部。破碎分為一級破碎和二級破碎，一級破碎是由于揮發(fā)份逸出產生的壓力和孔隙網絡中揮

發(fā)份壓力增加而引起的。：級破碎是由于作為顆粒的聯(lián)結體……形狀不規(guī)那么的聯(lián)結"骨架"(類似于網絡結構)被燒斷

而引起的破碎。

煤的破碎發(fā)生的同時也會發(fā)生顆粒的膨脹，煤的結構將發(fā)牛.很大的變化。一般破碎和膨脹受以下因素的影響：揮發(fā)份析

出量：在揮發(fā)份析出時，碳水化合物形成的平均質量：顆粒直徑：床溫：在煤結構中有效的孔隙數量；母粒的孔隙結構

等。

4、循環(huán)流化床的脫硫與氮氧化物的抻放控制

S02是一種嚴重危告人氣環(huán)境的污染物，SO2與水蒸汽進行化學反響形成硫酸，和雨水一起降至地面即為酸雨。NOX包

括NO、N02、N03三種，其中NO也是導致酸雨的主要原因之一，同時它還參加光化學作用，形成光化學煙霧，還造成

了臭氧層的破壞。

煤加熱至400c時開始首先分解為H2S,然后逐漸氧化為S02。其化學反方程式為

FeS2+2H212H2S+Fe

H2S+021H2+S02

對S02形成影響最大的因素是床溫和過量空氣系數，床溫升高、過量空氣系數降低那么S02越高。

循環(huán)流床燃燒過程中最常用的脫硫劑就石灰石，當床溫超過其?燃燒溫度時，發(fā)生燃燒分解反響：

CaC03CaO+C02-183KJ/mol

脫硫反響方程式為：

CaO+S02+V2O2fCaS04

戢響循環(huán)流化床脫硫效率的各種因素：

(1)Ca/S摩爾比的影響

Ca/S摩爾比是膨響脫硫效率的首要因素，脫硫效率在Ca/S低于2.5時增加很快，而繼續(xù)增大Ca/S比或脫硫劑量時，脫硫

效率增加得較少。循環(huán)流化床運行時Ca/S摩爾比一般在1.5—2.5之間。

(2)床溫的影響

床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反響速度、固體產物分布及孔隙堵宸特性，從而影響脫硫率和脫硫劑利用率。床溫

在900C左右到達最高的脫硫效率。

(3)粒度的影響

采用較小的脫硫劑粒度時，循環(huán)流化未脫硫效果較好。

(4)氧濃度的影響

脫硫與氧濃度關系不大，而提高過量空氣系數時脫硫效率總是提高的。

(5)床內風速的影響

對一定的顆粒粒度，增加風速會使脫班效率降低。

(6)循環(huán)倍率的影響

循環(huán)倍率越高，脫硫效率越高。

(7)S02在爐膛停留時間的影響

脫硫時間越長對效率來說越不利，應該保證S02在床內停留時間不少于2—4秒。

(8)負荷變化的影響

當循環(huán)流化床負荷變化在相當大的范圍內時，脫硫效率根木恒定或略有升降。

(9)其它因素的影響

床樂的影響：增加壓力可以改善脫硫效率，并且能夠提高硫酸鹽化反響速度。

煤種的影響：灰份對脫硫效率并無不利影響。

(10)給料方式的影響

石灰石與煤同點給人時脫硫效率最高，

雖然循環(huán)流化床的脫硫作用很強，但在床溫到達850C,即脫硫效率最高的溫度時，NOX的牛.成量卻最大，對環(huán)境造成

極大的破壞。這是我們所不愿看到的，所以一定要把床溫控制在850—900C之間，而且要采用較小的脫硫劑粒徑。另外,

實施分段燃燒也是非常好的措施。

影響循環(huán)流化床鍋爐燃燒的因素

燃煤特性、燃煤粒徑級配、布風裝置和流化質量、給煤方式、床溫、床體結構和飛灰再燃、運行水平

燃煤特性

燃煤的結構特性、揮發(fā)分含量、發(fā)熱量、灰熔融特性等對流化床燃燒均會帶來影響

對于揮發(fā)分含量較高、結構比擬松軟的煙煤、褐煤和油頁巖等燃料，煤焦顆粒結構松散，周圍的氧向粒子內部擴散和燃

燒產物向外擴散的阻力小，燃燒速率收高：對于揮發(fā)分含量少、結構密實的無煙煤、石煤等，煤顆粒結構密實，內部揮

發(fā)分不易析出、四周的氧氣難向粒子內部擴散，燃燒速率較低。

燃用比設計煤種發(fā)熱量低的煤種時，可能會使流化床密相區(qū)溫度偏低而對燃燒帶來影響。對于新設計的鍋爐，燃用低熱

值的煤，盡量少在密相區(qū)布置受熱面，才能保證密相層溫度維持在正常燃燒所需要的溫度：

不同的燃料具有不同的灰熔融溫度。當溫度到達灰分的軟化溫度t2時，灰分開始有黏性。在流化床中最忌諱結渣。

八、循環(huán)流化床的優(yōu)點

1、燃料適應性強

由于循環(huán)流化床中的燃料僅占床料的1%—3%,不需要輔助燃料而燃用任何燃料，可以燃用各種劣質煤及其它可燃物，特

別包括煤阡石、高硫煤、高灰煤、高水分煤、煤泥、垃圾等，可以解決令人頭疼的環(huán)境污染問題。

2、燃燒效率高

施環(huán)流化床比鼓泡床流化床燃燒效率高，燃燒效率通常在97%以上，根本與煤粉相當。

3、脫硫率高

番環(huán)流化床的脫硫方式是最經濟的方式之一，其脫硫率可以到達90%。

4,氮氧化物排放低

這是循環(huán)流化床另外?個非常吸引人的特點。其主要原因是：一低溫燃燒，燃燒溫度?般控制在850—900℃之間，空氣

「I的氮氮一般不會生成NOX：二分段燃燒，抑制氮轉化為NOX,并使局部已生成的NOX得到復原。

5、燃燒強度高，爐膛截面積小

這是循環(huán)流化床的主要優(yōu)點之一，其截面熱負荷約為3—6MW/m2,接近或高于煤粉爐。

6、負荷調節(jié)范圍大，調節(jié)速度快

這主要上相對于煤粉爐來說的。其原因是循環(huán)流床內床料的蓄熱能力非常大，不會象煤粉爐那樣低負荷時需投油槍助燃,

最大的好處在于可以壓熾熱備用，熄火后可以馬上熱態(tài)啟動，比煤粉爐有更好的調峰能力。循環(huán)流化床的負荷調節(jié)比可

達(3-4)：1,其調節(jié)速率可達4%—5%。

7、易于實現灰渣綜合利用

由于其灰渣含炭量較低，屬于低溫燒透，有著更大的利用價值。

8.燃料預處理系統(tǒng)簡單

其燃料的粒度一般小于12mm，破碎系統(tǒng)比煤粉爐更為簡化。

九、循環(huán)流化床鍋爐及煤粉爐的比照

(-)75t/h循環(huán)流化床鍋爐與440t/h循環(huán)流化床鍋爐的比擬

1、前者旋風別離器為中溫別離，其工質溫度在425℃與450℃之間。由于別離器溫度低，可以采用較薄的保溫層，大縮

短鍋爐啟動時間，在保溫相同的條件下，減小散熱損失，別離器內部不會發(fā)生二次燃燒，也不會超溫結焦。但別離器處

假煙所含物料量較大，固體顆粒也較粗，增加了過熱器的磨損。后者旋風別離器為高溫汽冷式，其床溫與床溫相差不大,

旋風別離器布置.有膜式結構過熱器。外殼由汽冷彎制、焊裝而成，取消了絕熱旋風別離器的高溫絕熱層，受熱面管子內

側布滿銷釘并涂一層較薄的高溫耐磨嘵注料，可以吸收一局部熱量，這樣別離器內物料溫度會略有下降，不會造成結焦。

而且具有相當好的別離性能。但該別啕器的問題容易造成飛灰可燃物升高，制造工藝復雜，生產本錢高。

2、調整循環(huán)灰量是前者燃燒調整的關鍵和調節(jié)床溫的市.要手段；而后者調整床溫的主要手段是調整風煤配比和一次風風

量，一旦正常運行，循環(huán)灰量是恒定的。

3、由于容量的差異，前者的蒸發(fā)吸熱量比重比擬大，所以在爐膛內布置了局部蒸發(fā)管束。后者過熱吸熱量匕擬大，在爐

腔內布置屏式過熱器和屏式再熱器用來吸收爐膛的輻射熱；另外由于后者熱負荷太大，在爐膛設置了中間隔墻，以增加

蒸發(fā)吸熱量。

4、給煤方式不同。前者設置了前置式和后置式給煤機，給煤機分為皮帶式給煤機和埋刮式給煤機兩種，給燥時先啟動后

電式給煤機，正常后再啟動前置式給煤機。始終控制后置式給煤轉速大T?前置式給煤機。后者全部采用皮帶式給煤機，

而且給煤點全部布置在前墻。前者的后墻給煤時采用回料閥給煤系統(tǒng)，這樣煤在爐膛內能夠充分混合并可以對煤進行預

先加熱，但當煤種水分太少時會出現煤提前燃燒造成燒烘壞輸煤管。

5,冷渣器種類不同。前者往往采用螺旋輸送式冷渣器，其螺旋葉片軸為空心軸，內部通冷卻水，外殼也是雙層結構，中

間有水通過，爐渣進入冷渣器后，?邊被螺旋攪拌輸送，?邊被軸內和外殼層內流動的冷卻水冷卻。這種冷渣曙的主要

何題在于葉片容易變形，造成卡住或機械故障；在絞籠進口和外壁處易磨損，導致水夾套磨穿漏水，冷渣器內的灰易結

塊，增加了灰處理的難度，不可以進行選擇性排渣。這種冷渣器的好處是：由于不往冷渣器內送風，灰渣發(fā)生燃燒的可

能性很小。后者采用多倉風水冷選擇流化床式冷渣器，這種冷渣器的優(yōu)點是：可以實現選擇性排放灰渣，是補充循環(huán)物

料的技術措施之一：灰渣的冷卻效果較好；提高了進入爐膛內的二次內溫度，加熱了給水溫度，提高了鍋爐熱效率：缺

點是：冷渣器內埋管易磨損，所以必須采取嚴格的防磨措施；灰渣易再次燃燒，造成結渣：風系統(tǒng)與一次風共用時容易

影響一次風系統(tǒng)的調節(jié)。

(二)循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐在結構與運行方面的區(qū)別：

1、燃燒室底部布風板，其主要作用是流化風均勻地流入料層，并使床料流化。對布風板的要求是：在保證布風均勻地條

件下在，豐風板壓降越低越好。

2、床料循環(huán)系統(tǒng)：是由高溫旋風別離器和飛灰回送裝置組成，其作用是把飛灰中粒徑較大、含炭量高的顆粒回收重新送

入爐內燃燒。

3、入爐煤粒大。

4.循環(huán)灰參數對鍋爐運行的影響：循環(huán)流化床鍋爐運行時，其單位時間內的循環(huán)灰量可高達同單位時間內燃煤量20-

40倍。由于灰的熱容大得多，因此循環(huán)灰對燃燒室下部的溫度平衡有很大影響，循環(huán)流化床鍋爐燃燒室下部一般衛(wèi)燃

帶或根本不布置受熱面，煤粒燃燒產生的熱量那么由煙氣和循環(huán)灰共同帶走。而在煤粉爐中，煤粉的燃燒產生的熱量是

住煙氣和工質帶走的。在煤粉爐中，蒸發(fā)受熱面的出力主要取決于爐膛溫度，而在循環(huán)流化床鍋爐中，溫度根本不隨負

荷變化，運行中煙氣攜帶的飛灰顆粒所成為影響蒸發(fā)受熱面的重要因素。因此，循環(huán)流化床鍋爐可以從熱量平衡和飛灰

循環(huán)倍率兩個方面來調節(jié)鍋爐負荷。

5、控制系統(tǒng)要求高。由于循環(huán)流化床鍋爐內流態(tài)化工況、燃燒過程較煤粉爐復雜，加之有飛灰循環(huán)，因此其控制系統(tǒng)較

同等容量的煤粉爐要求高。

燃煤粒徑級配

適當減少燃煤粒徑，縮小篩分范圍是提高燃燒效率的?項有效措施。

我國流化床鍋爐大多數燃用0~10mm的寬篩分煤粒。為使粗顆粒不致沉積，保證流化良好，一般選用的運行速度為平均

粒徑dp的臨界速度的1.5~2倍。

4.某一流化速度條件下，大顆粒的最小流化速度可能大于小顆粒的飛出速度：從而造成局部小顆粒的固體不完全燃燒損

失：

應減少細煤粒被帶出爐膛，并提高循環(huán)倍率，把帶出爐膛的細煤粒收集起來送回爐膛循環(huán)燃燒，以利于提腐燃燒效率。

對于燃燒福建無煙煤的小型老式CFR謁爐,適合燃燒窄篩分偏粗顆粒煤以利于降低飛灰含碳垃.提高鍋爐燃燒效率

布風裝置和流化質量

流化床要求布風裝置配風均勻，以消除死區(qū)和粗顆粒沉積，使底部流化質量良好。

進入床層的空氣不僅要求分配均勻，而且要形成細流，以減小初始氣泡直徑。（因為大氣泡動量大，上升到床層外表破裂

時，把氣泡尾渦中攜帶的細顆粒拋向上部空間，增加了煙氣中顆粒的夾昔，這會造成燃燒效率降低。）

合理的布風結構是減小氣泡尺改善流化質量，減少細粒帶出量，提高燃燒效率的有效途徑。一般采用小直徑風帽，

合理布置風帽數量和風帽排列方式，設計良好的等壓風室，這些措施對提高流化質量有明顯的效果。

床溫的影響

提高床溫有利于提高燃燒速率和縮短燃盡時間。

床溫的提高受到灰熔融溫度的限制。一般床溫控制在900~1000C,最高不超過1050

采用爐內脫硫的CFB鍋爐，脫硫的最正確反響溫度為850~900'C,床溫過高，脫硫效率急劇降低，為維持一定的脫硫效

率.，需增大鈣硫比：

對于燃燒細顆粒份額較高和揮發(fā)物含量大的燃料，提高稀相區(qū)溫度，可以使這局部可燃物進一步燃燒，降低煙氣中的可

燃物損失。

床體結構和飛灰再燃的影響

床體結構對燃燒效率有很大影響，除影響流化質量外，還影響細顆粒在爐膛內的停留時間。

應合理組織氣流，使可燃物與空氣在未內得到充分混合與攪拌，有利于細顆粒在床內進行重力別離。

應適當減少稀相區(qū)斷面積，使稀相區(qū)到達一定的氣流速度和一定的粒子濃度，在爐膛內形成壞核流動，形成內循環(huán)，有

利于延長粒子在爐膛內的停留時間：

應組織好爐膛外的循環(huán)。對飛出爐膛的細粒子，采用別離性能好的高溫或中溫別離器，將細粒子捕集下來送回爐膛循環(huán)

燃燒；

可將鍋爐尾部除塵器卜的飛灰再循環(huán)燃燒，這也是提島燃煤效率的有效措施。

十、循環(huán)流化床鍋爐目前存在的主要,可題

1、爐膛、別離器和回送裝置及其之叵的膨脹和