循環流化床鍋爐基本知識北京?？鹿澞墉h?？萍加邢薰靖鞣N流化態北京?？鹿澞墉h?？萍加邢薰玖鲬B化

流態化：當顆粒系統在許多方面表現出類似液體的性質時，就稱之為流態化了或處于流化狀態。稱該系統為流化床。

廣義上講，氣固系統可劃分為固定床、流化床、氣力輸送等。

循環流化床鍋爐的流動狀態鼓泡床流化態的特征1.氣流以氣泡形式穿越床層（離散相）2.固體顆粒均勻分散在氣流中（乳化相、連續相）3.氣泡不斷上移、聚并、長大、破裂4.氣泡運動使得顆?？v向運動（實現混合）5.氣泡在床層表面破裂，將部分顆粒噴入空間6.存在明顯的床層表面鼓泡床及其實驗演示氣泡的移動鼓泡床鍋爐的工作湍流流化態特征1.氣泡逐漸破碎、變小2.床層無明顯界面（形成一飛濺區）3.床內顆?；旌细泳鶆?.床內壓力波動達最大快速流化態特征1.氣流變為連續相，氣泡消失2.固體顆粒形成絮狀顆粒團，成為分散相3.絮狀物形成面壁流，顆粒反混顯著4.顆?；扑俣冗_最大5.床內顆粒濃度、溫度分布趨于均勻循環流化床演示快速流化態特征圖2-19顆粒帶(顆粒圖)

形成示意圖圖2-20面壁流顆粒濃度的縱向分布圖2-21

不同流態化型式沿高度的顆粒濃度分布循環流化床鍋爐的流動狀態CFB鍋爐不同位置的流化狀態循環流化床鍋爐北京?？鹿澞墉h?？萍加邢薰狙h流化床鍋爐的燃燒優勢1.為新入爐燃料提供了豐富的熱源2.燃料在爐內有充分的停留時間爐內大量800~900度的惰性顆粒；每分鐘的新燃料只有床內物料的1%左右；炙熱物料迅速加熱新燃料；燃料燃燒放處的熱量又維持了床溫流化床中煤粒的燃燒過程1.煤粒的加熱和干燥2.揮發分的析出和燃燒3.焦炭的著火的燃燒不同尺寸焦炭顆粒的燃燒特性2MM以上大顆粒的燃燒特性1）一般在密相區參與燃燒；2）滑移速度很大，屬于動力燃燒；3）停留時間15~20分鐘4）燃盡條件很好5）通常燃盡后從床底排渣口排出不同尺寸焦炭顆粒的燃燒特性小于1MM的小顆粒的燃燒特性1）一般在整個燃燒系統參與燃燒；2）滑移速度較小，屬于擴散燃燒；3）大多容易被分離器捕捉，為循環燃燒4）燃盡條件很好5）灰中含炭量0.1%左右不同尺寸焦炭顆粒的燃燒特性50~100uM顆粒的燃燒特性1）很難被分離器捕捉2）不能一次就燃盡3）是導致固體不完全燃燒損失的主要原因4）20~40%不能燃盡不同尺寸焦炭顆粒的燃燒特性20uM以下顆粒的燃燒特性1）不能被分離器捕捉2）一次就燃盡3）一般不會導致固體不完全燃燒損失CFB爐內燃燒的區域CFB鍋爐的燃燒區域燃燒室下部密相區燃燒室上部稀相區密相區與上部稀相區的過渡區旋風分離器影響CFB鍋爐燃燒的因素燃料特性燃料的顆粒特性布風裝置和流化質量給煤方式床層溫度二次風口布置的影響CFB鍋爐傳熱的三種基本方式1.固體顆粒與受熱面壁面之間的對流傳熱hp；2.氣體與受熱面的對流傳熱hg3.固體顆粒與氣體的輻射傳熱hrCFB鍋爐各個區域的傳熱方式布風板爐膛下部爐膛中部爐膛上部顆粒濃度輻射傳熱為主對流及輻射傳熱對流傳熱為主循環流化床鍋爐三大核心部件

—燃燒室、分離器、回料閥

燃燒室布風板旋風分離器回料閥鍋爐爐膛

CFB鍋爐燃燒室的密相區CFB鍋爐燃燒室上部稀相區布置的膜式氺冷壁水冷布風板

水冷布風板

風帽

常用的風帽主要有：大直徑T型風帽、

大直徑鐘罩型風帽、小直徑蘑茹狀風帽、小直徑柱狀風帽、定向“7”字型風帽

風帽

T型風帽定向“7”字型風帽風帽

大直徑鐘罩型風帽返料裝置

分離器

旋風分離器分離器是循環流化床鍋爐的核心部件之一。其主要作用是將大量的高溫固體物料從爐膛出口的氣流中分離出來。通過返料裝置送回爐膛，以維持燃燒室快速流態化狀態，燃料劑和脫硫劑多次循環，反復燃燒和反應。分離器

基本原理：離心分離高速旋轉運動,密度大的顆粒被甩到筒壁面,實現了與密度小的氣體的分離CFB鍋爐的輔助系統與設備

燃料制備系統給煤系統煙風系統冷渣與除灰渣設備石灰石脫硫系統循環流化床鍋爐的磨損北京希柯節能環保科技有限公司磨損的概念物體工作表面的材料在相對運動中不斷發生損耗、轉移或產生殘余變形的現象磨損產生的機理1.沖擊磨損

當固體顆粒沿垂直方向沖擊受熱面管子時，管子表面出現塑性變形或產生顯微裂紋。2.切削磨損

當固體顆粒以與受熱面平行的方向，高速沖刷管子時，對管子表面產生刨削作用，使管壁變薄。3.接觸疲勞磨損

氣流橫向沖刷管子時，管子背面形成渦流，固體顆粒在渦流處對管子背面產生的磨損

渦流沖擊磨損切削磨損接觸疲勞磨損CFB鍋爐不同位置的磨損1.爐膛水冷壁的磨損1）水冷壁與耐火材料交界處的磨損；2）不規則管壁的磨損2.爐膛中其他受熱面的磨損1）懸吊的過熱器；2）埋管的磨損；3.尾部受熱面磨損4.外置換熱器的磨損

水冷壁管局部磨損嚴重區耐火材料圖1：爐膛過渡區交界處的磨損漩渦沿壁面下行的物料流沿壁面下行的物料流產生了局部漩渦物料流流動方向轉變顆粒產生反作用力爐內上行物料流磨損的兩個原因水冷壁局部磨損照片水冷壁局部磨損照片不規則管子---爐膛開孔處彎管磨損區域顆粒流上部磨損較輕下部磨損嚴重不規則管子---管子焊縫處的磨損磨損前磨損后四角區域水冷壁管的磨損鰭片局部突起導致水冷壁管磨損水冷壁焊縫未打磨導致磨損耐火材料的磨損1.耐火材料的作用1）防止鍋爐高溫煙氣和物料對金屬構件的高溫氧化腐蝕和磨損；2）有隔熱的作用2.CFB鍋爐使用耐火材料的區域1）燃燒室；2）旋風分離器；3）回料裝置

CFB鍋爐耐火材料使用區域（黑實線）水冷壁上的耐火層（密相區）旋風分離器入口處耐火層3.耐火材料損壞的原因1）熱應力和熱沖擊；

爐內溫度循環波動，耐火材料的骨料與粘合劑以及金屬件的膨脹系數不同，從而產生熱應力；

爐內溫度快速變化，產生熱沖擊，產生熱應力2）固體物料的沖刷；3）耐火材料性質變化；

堿金屬的滲透、滲碳、粘合劑達不到養護要求、烘爐不充分等，

4.不同部位耐火材料的損壞1）燃燒室中的耐火材料；

爐襯由75~150毫米的致密抗磨澆注料或可塑料加上相似厚度的保溫料構成；

鍋爐運行中的調節、頻繁的啟停操作都會導致在應力下產生裂縫；

產生裂縫后的溫度再反復變化、或床料夾在裂縫中，會導致耐火層擠壓脫落

爐膛耐火層的損壞（密相區）4.不同部位耐火材料的損壞2）旋風分離器的磨損；

分離器入口附近局部磨損嚴重；

分離器的耐火層較厚，運行中溫度變化時，容易產生大的熱應力；

高溫旋風分離器承受較大的熱沖擊圖12：分離器局部磨損嚴重區4.不同部位耐火材料的損壞3）立管和返料器；4）膨脹節5）布風裝置圖14：返料閥布風板影響磨損的因素1.床料的特性2.物料循環方式3.金屬受熱面壁溫的影響4.受熱面的布置方式

床料特性的影響1.固體顆粒的流動速度2.顆粒的大小3.顆粒的濃度4.顆粒的硬度（灰分多、劣質煤硬度大）5.顆粒的密度和形狀6.顆粒的成分（硅、鋁含量高，磨損性強）物料循環對磨損的影響物料循環去分離器易磨損區400℃溫度磨損速度說明：1）當溫度很低時，溫度的變化與磨損關系不大；2）當溫度達到400度左右時，溫度提高，磨損急劇減輕；3）溫度繼續升高，磨損又開始加劇金屬受熱面壁溫的影響原因：1）當溫度很低時，溫度的變化不會影響床料和金屬壁面的硬度，故對磨損影響不大；2）當溫度達到400度左右時，金屬表面形成了氧化膜（Fe2O3Fe3O4FeO），其硬度遠遠大于金屬本身的硬度，故磨損減輕3）溫度繼續升高，氧化膜的成分發生了變化，硬度降低，磨損加劇防磨技術1.