循环流化床锅炉运行控制与事故分析毕业论文.doc

学校代码: 学号：成人高等教育毕业设计（论文）题 目 循环流化床锅炉运行控制与事故分析学 院 内蒙古工业大学专 业 热能与动力工程班 级姓 名 指导教师 （2013 年 4 月）内蒙古工业大学继续教育学院制设计（论文）题目：循环流化床锅炉运行控制与事故分析毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：循环流化床锅炉运行控制与事故分析 设计（论文）时间： 设计（论文）进行地点： 1、 设计（论文）内容：1、 循环流化床锅炉的工作原理 2、 循环流化床锅炉的结构 3、循环流化床锅炉的燃烧 4、循环流化床锅炉的DCS系统 5、循环流化床锅炉的正常运行与调整 6、循环流化床锅炉的事故分析与处理 2、 设计（论文）的主要技术指标 循环流化床锅炉启停炉的参数 循环流化床锅炉的正常运行指标 热电厂其他工段（汽机、化水、电气）正常运行的指标 循环流化床锅炉正常运行与异常状态的了解 循环流化床锅炉的事故分析与处理 3、 设计（论文）的基本要求1、对专业知识的掌握 2、对循环硫化锅炉系统结构的了解 3、对循环硫化床锅炉DCS系统的学习 4、对锅炉运行调节的设计 5、对其他工段（汽机、化水、电气）的了解 毕业设计（论文）任务书4、应收集的资料及主要参考文献1 路春美，程世庆等编著，循环流化床锅炉设备与运行，北京：中国电力出版社，20082山西省电力工业局编，锅炉设备运行，北京：中国电力出版社，19973刘焕彩，流化床锅炉原理与设计，武汉：华中理工大学出版社，19884林宗虎，魏敦崧等编著，循环流化床锅炉，北京：化学工业出版社，20045俞静涛著，直流调速传动：整流和调节技术的实际应用。北京：煤炭工业出版社，19806拉希德，陈建业，杨德刚编著，电力电子技术手册。北京：机械工业出版社，2004.67王兆安，黄俊主编，电力电子技术。北京：机械工业出版社，20098柳目.谭云松 480 t/h CFB锅炉的运行调节及常见事故处理 期刊论文 -电站系统工程2004(4) 9王昕.郭庆杰.杨海瑞.吕俊复.岳光溪.刘志宏.须田俊之.左藤顺一 高温流化床中IHI灰样的临界流化速度研究 期刊论文 -煤炭转化2003(1) 10杨建华.屈卫东.杨义波 循环流化床锅炉的临界流化风量的测定技术分析 期刊论文 -华中电力2001(11刘强.刘继民.刘林 循环流化床锅炉物料循环系统常见问题及防止措施 期刊论文 -山东科学2003(1) 12杨义波.魏兆龙.杨建华.屈卫东 循环流化床锅炉运行状况分析与完善 期刊论文 -华中电力2001进度安排及完成情况序号设计（论文）各阶段任务日 期完成情况1收集材料写提纲 月 日 月 日2完成第一稿 月 日 月 日3完成第二稿 月 日 月 日4完成定稿 月 日 月 日5 月 日 月 日6 月 日 月 日学生签名： 指导教师签名： 系主任签名： 年 月 日 循环流化床锅炉运行控制与事故分析摘要本文介绍电厂循环流化床锅炉设备和基本工作原理、特点。还有循环流化床的构造。工业锅炉是采暖供热系统的核心设备，它的主要任务是安全可靠、经济有效地把燃料的化学能转化为热能，进而将热能传递给水，生产出满足需要的蒸汽或热水。 循环流化床锅炉可分为两个部分：第一部分由炉膛（快速流化床）、气固物料分离器、固体物料再循环设备和外置热交换器（有些循环流化床锅炉没有该设备）等组成，上述部件形成了一个固体物料循环回路。第二部分为对流烟道，布置有过热器、再热器、省煤器和空气预热器等，与其它常规锅炉相近。 并分析了循环流化床锅炉的运行状态要靠相应的措施来维持其运行的相对稳定。在运行过程中，要综合控制水位、汽温、汽压、床温、床压、燃烧等等来保持锅炉的运行稳定，并注意排污，这样才能提高锅炉运行的安全性和可靠性。关键词： 循环流化床 汽温 DCS操作 燃烧系统 AbstractThis paper introduces the power plant circulating fluidized bed boiler equipment and basic working principle, characteristics. There are circulating fluidized bed structure. Industrial boiler is heating system core equipment, its main task is safe and reliable, economic and effective fuel chemical energy into heat, so as to transfer heat energy to the water, and production to meet the needs of the steam or hot water.Circulating fluid bed boilers consists of two parts . The first part is made up of the hearth , gas-fluid material separator , solid material recycling device , as well as outlaid heatexchanger (absent in some boilers ) , all of which compose a solid material circulation loop . The second part is the convecton pass , equipped with superheater , reheater , economizer and preheater , which are similar to other common boilers .And analysis of the circulating fluidized bed boiler operation condition on the corresponding measures to maintain the relative stability. In the process of operation, to control the water level, temperature, pressure, bed temperature, bed pressure, combustion and so on to maintain the stable operation of boiler, and attention to sewage, so as to improve the safety and reliability of boiler operation.Key words： recirculating fluidized bed steam temperature DSC operating combustion system目 录第一章 绪论第二章 循环流化床锅炉的概况 2.1 流化床锅炉的研究与应用 2.2 循环流化床锅炉的特点 2.3 循环流化床锅炉主要优缺点第三章 循环流化床锅炉的工作原理 3.1 循环流化床锅炉工艺流程图 3.2 循环流化床锅的系统组成 3.3 循环流化床锅炉的工作原理第四章 循环流化床锅炉的结构 4.1 循环流化床锅炉的结构4.2 循环流化床锅炉本体、风烟系统及汽水流程的介绍4.2.1 炉膛 4.2.2 布风装置 4.2.3 飞灰分离器 4.2.4 飞灰回送装置 4.2.5 排渣装置 4.2.6 尾部受热面 4.2.7 汽水流程 4.2.8 烟风系统第五章 循环流化床锅炉的燃烧5.1 循环流化床锅炉燃烧控制的方案设计5.1.1 总体方案5.1.2 循环流化床锅炉燃烧控制方案5.2 循环流化床锅炉燃烧控制系统的任务5.3 煤在循环流化床锅炉内的燃烧过程5.3.1 循环流化床锅炉内的燃烧5.3.2 循环流化床锅炉内的燃料要求5.3.3 循环流化床锅炉燃料的特性5.3.4 循环流化床锅炉的脱硫与氮氧化物的排放控制第六章 循环流化床锅炉的DCS系统 6.1 循环流化床锅炉燃烧的DCS控制系统6.1.1 DCS燃料反馈的燃烧系统6.1.2 DCS给粉机转速反馈的燃料控制系统6.1.3 DCS送风控制系统6.1.4 DCS引风控制系统第七章 锅炉的正常运行7.1 锅炉正常运行中的检查工作7.2 锅炉运行指标7.3 锅炉运行中的监视目的第八章 锅炉运行中调整 8.1 锅炉调整的任务 8.2 主要运行规范 8.3 锅炉运行中的调节 8.3.1 锅炉燃烧的调整 8.3.2 锅炉汽包水位的调整： 8.3.3 锅炉出力的调整： 8.3.4 蒸汽温度的调整： 8.3.5 蒸汽压力的调整：8.3.6 床温的调整： 8.3.7 料层差压的调整： 8.3.8 锅炉排污8.3.9 NOx、SO2排放浓度调节第九章 锅炉事故分析与处理9.1 锅炉燃烧异常 9.1.1 锅炉结焦9.1.2 锅炉熄火9.1.3 返料器堵塞9.1.4 排渣管堵塞9.1.5 给煤机故障9.1.6 烟道内可燃物二次燃烧9.2 锅炉水位异常9.2.1 锅炉满水9.2.2 锅炉缺水9.2.3 水位不明9.2.4 汽水共腾9.3 锅炉承压部位损坏9.3.1 水冷壁损坏9.3.2 省煤器管损坏9.3.3 过热器管损坏9.3.4 减温器损坏9.3.5 蒸汽及给水管道损坏9.3.6 锅炉管道水冲击9.4 电气系统故障9.4.1 骤减负荷9.4.2 锅炉厂用电中断9.5 辅助设备的故障9.5.1 风机故障9.6 紧急情况下的事故处理9.6.1 故障停炉9.6.2 汽包水位计损坏9.6.3 立即停止风机运行的突发情况结束语致谢辞参考文献第一章 绪论锅炉是电厂重要的机组之一。锅炉是将煤炭、石油或天然气等所储存的化学能转化为水或蒸汽的热能的重要动力设备。高温水或蒸汽的热能可以直接应用在生活和生产中 ,为房屋采暖、空气调节、纺织、化工、造纸等工业应用 ,也可以转化为其他形势的能 ,如电能、机械能等。随着水和蒸汽的热能应用范围日益扩大 ,随着市场经济体制不断发展和完善, 节能的经济效益越来越被人们重视。向锅炉要经济效益和社会效益是全社会一个重要工作。锅炉又是具有爆炸危险的特种设备，锅炉设备能否安全，经济运行直接关系着整个机组的安全性和经济性；锅炉的安全运行对保障人民生命财产安全，维护社会稳定，具有重要意义；因此调节好锅炉运行是重中之重的事情。但是随着锅炉大量的投产与长时间的应用，许多电厂发生了严重的锅炉事故。为了减少人生伤害及经济损失，研究与分析锅炉事故刻不容缓。同时，锅炉事故分析与处理也是电厂热能动力工程个一个重要的研究课题，对锅炉事故的分析与对策的探索、对锅炉事故的预防和锅炉改进有着重要意义。第二章 循环流化床锅炉的概况2.1 流化床锅炉的研究与应用流化床燃烧技术的研究最早可追溯到1921年，当时Fritz Winkler建立了一个小型流化床燃烧试验台，用于流态化技术的试验研究；60年代第一台常规流化床锅炉投入运行，由于常规流化床锅炉飞灰大未完全燃烧损失较大，燃烧效率不高，于是能够收集飞灰进行再循环燃烧的循环流化床技术便应运而生。 新一代的循环流化床真正得到应用始于七十年代末八十年代初。1979年，芬兰奥斯龙（Ahlsltrom）公司开发的世界首台20t/h商用循环流化床锅炉投入运行，随后，1982年，德国鲁奇（Lurgi）公司开发的世界上首台用于产汽与供热的循环流化床（84MWth）建成投运。至此，循环流化床技术开始迅速发展。2009年，即发展到460MW超临界参数锅炉。可见这种技术的巨大经济效益、环保效益，以及各国政府对此项技术的重视。 我国对循环流化床锅炉的研究方面，虽然起步较晚，但政府高度重视，所以，发展非常迅速。1987年，中科院工程热物理所与原开封锅炉厂联合，生产出中国第一台循环流化床锅炉，并在原开封中药厂（现在的天地药业）投入运行，取得了循环流化床锅炉在中国零的突破。20多年后的今天，该台锅炉还在稳定运行，对该企业的发展起到了巨大的推动作用。1987年之后，几乎所有与热工程有关的科研院校，如清华大学、浙江大学、华中理工大学、西安交通大学和西安热工研究院等，都投入到循环流化床锅炉额研发当中，各锅炉制造厂先后开发出20t/h、35t/h、65t/h、75t/h、130t/h及220t/h等中、小型循环流化床锅炉，通过多年的发展，我国在中、小型循环流化床技术方面已经相当成熟。并相继开发出具有自主知识产权的100MW、135MW、150MW及200MW等级的循环流化床锅炉，并在全国范围内大量投运。从中可以看出，循环流化床锅炉，是中国锅炉行业的循环流化床趋势，其他类型的锅炉，必将被循环流化床锅炉所取代。2.2 流化床锅炉的特点 炉膛底部是大量的炽热灰粒和煤粒混合物，燃烧所需空气经炉膛底部的布风板均匀进入流化床，在流化床中气流上升速度约为25m/s,气流将大部分粒子托起，成沸腾状，粒子上下运动，掺混非常强烈，这种现象被称流化。煤由给媒机送入炉膛，刚进入炉膛的煤粒很快就与床温床料混合，是煤粒迅速加热，干燥着火燃烧。在流化床内平均停留十几几十分钟后有放渣口排出炉膛。由于流化床容量大，掺混强烈，粒子停留时间长等因素，流化床锅炉不但能燃高热之煤，而且其他炉型（如链条炉、煤粉炉）不能燃烧的低热值、低挥发分、高灰分的劣质燃料。如劣质烟煤、无烟煤、煤石、油页石、造汽炉渣也能在流化床锅炉内稳定燃烧。流化床锅炉还有环保方面的优点，通过向炉内添加石灰石或白云石能大大降低烟气中的二氧化硫，方法简便、经济、高效地解决了高硫造成的大气污染问题。而一般的链条锅炉、煤粉炉的尾气脱硫技术费用昂贵，难于推广，几乎不可能用于中小型的工业锅炉。流化床锅炉的燃烧温度9001000，较链条锅炉、煤粉炉都低，抑制了NOX的生成，烟气中NOX含量少，有利于保护环境。我国用于烧劣质煤的沸腾炉以有上千台，但他们都是属于鼓泡床技术，对于这种鼓泡床锅炉，由于较大的上升烟气速度将相当多的未燃尽细小煤粒带出炉膛，造成燃烧效率下，烟气含量大，特别是燃烧高灰分的劣质燃料是更为严重。因为绝大多数的煤粒是在煤粒是在流化床中燃烧放热，在流化床中设置了大量的埋管受热面，物料的强烈冲刷使埋管磨损相当严重，一般只能使用六个月左右，炉子的可靠性差。另外，风机的电耗高，向大型化发展困难，脱硫剂利用率低等使得它被局限于烧煤石、炉渣等劣质燃料的场合。外循环流化床燃烧技术是国际上八十年代初发展起来的锅炉燃烧技术，它不仅具有鼓泡床流化燃烧的技术特点，而且具有更新的技术优势，该技术一出现就以其特有的特点，受到国内有关部门和专家的关注，被认为是锅炉燃烧技术领域的一次革命，其显著特点有：（1） 燃料适应性广在外循环流化床锅炉中按重量计，燃料进展床料的13，其余的是不可燃的固体颗粒，如脱硫剂、灰渣，循环流化床锅炉的特殊流体动力特性，使得气固和固固混合非常好，因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合，燃料被迅加热之高于着火温度，而同时床温没有明显降低。只要燃料的热值大于加热燃料本身和燃料所需的空气至着火温度所需的热量，上述优点就可以使得外循环流化床锅炉不许辅助燃料而燃用任何燃料。外循环流化床锅炉即可以燃用优质煤，也可以燃用链条锅炉不能燃烧的各种劣质燃料，如高灰煤、高硫煤、高灰高硫煤、高水分煤、煤矸石、煤泥、以及油页石。（2） 燃烧效率高循环流化床锅炉的燃烧效率要比鼓泡流化床锅炉、链条锅炉高，燃烧效率通常在97.599.5范围内，可与煤粉炉相比媲美，循环流化床锅炉能在较宽范围内保持较高的燃烧效率，甚至燃用细分含量高的燃料时也是如此，而鼓泡流化锅炉、链条锅炉则不可能有此优点。（3） 有效脱硫循环流化床锅炉的脱硫效率比鼓泡床流化床锅炉更加有效，典型的循环流化床锅炉达到90脱硫效率时所需的脱硫剂化学当量比为1.52.5，鼓泡流化床锅炉达到90脱硫效率时则需要脱硫剂化学当量比为2.53，甚至更高。有时即使钙硫比再高，也不能达到90的脱硫效率。因此，无论是脱硫剂的利用率还是二氧化硫的脱除率，循环流化床锅炉流化床锅炉优越，链条锅炉不可能在炉内进行脱硫。（4） 氧化物排放低氮氧化物排放是外循环流化锅炉另一个非常吸引人的特点。实践表明，外循环流化床锅炉的氮氧化物排放在50150PPM。外循环流化床锅炉NOX排放低是由于以下两个原因：一是低温燃烧，此时空气中的氮一般不会生成NOX,二是分段燃烧，抑制燃料中的氮转化为NOX，并使已生成的NOX得到还原，鼓泡（内循环）流化床锅炉、链条锅炉无此特点。（5） 燃烧强度高，炉膛截面小炉膛单位截面积的热负荷高是外循环流化床锅炉的主要特点之一，循环流化床锅炉的截面热负荷约为3.54.5MW/m2 ,接近或高于煤粉炉，同样热负荷下鼓泡流化床锅炉需要的炉膛截面积要比外循环流化锅炉达23倍。（6） 给煤点少循环流化床锅炉的截面积小，同时良好的混合和燃烧区域的扩展使所需的给煤点数大大减少，如热功率为100MW的循环流化床锅炉只需一个给煤点，而相同容量的鼓泡流化床锅炉则需2030给煤点。（7） 燃料与处理系统简单循环流化床锅炉的给煤粒度一般小于12mm，因此与煤粉炉相比，燃料的制备系统大为简单。此外，循环流化床锅炉能直接用高水分煤（水分的达30以上），当燃用高水分煤时也不需要专门的处理系统。（8） 易于实现灰渣的综合利用循环流化床锅炉燃烧过程属于低温燃烧，同时炉内优良的燃尽条件使得锅炉的灰渣燃烧充分，因此含碳量极低，易于灰渣的综合利用，可做水泥搀合料和建筑材料。（9） 负荷调节范围大当负荷变化时，只需调节给煤量、空气量和物料循环量，不必像鼓泡流化床炉那样采用分床压火技术。一般而言，外循环流化床锅炉的负荷调节比可达1：4，而链条锅炉、鼓泡流化床锅炉的负荷调节仅为70，此外，由于截面风速和吸热控制容易，循环流化床锅炉的负荷调节速度也快，一般可达每分钟5。（10） 床内不布置埋管受热面 循环流化床的床内不布置埋管受热面，因而不存在鼓泡流化床锅炉的埋管受热面易磨损的问题。此外，由于床内没有埋管受热面，启动、停炉、结焦处理时间短，同时可长时间压火。（11） 故障率低、运行周期长 循环流化床锅炉本体范围内设有两台螺旋给煤机，避免了链条锅炉设备故障而经常造成停炉的缺陷。此外，外循环流化床锅炉具有故障率低、运行周期长的特点。（12） 司炉工劳动强度大 由于循环流化床锅炉的燃烧方式为循环流化燃烧，司炉工仅看仪表就可进行控制，调解。而链条锅炉则需不断通过关火门观察燃烧状况，并且还要不时的用火钩、火耙搂火，因此司炉工的劳动强度大、工作环境恶劣。2.3 流化床锅炉主要优缺点（1) 对燃料的适应性好 只要所用燃料的热值足以把燃料和空气升温到稳定燃烧所需温度，该燃料就能在CFBB中稳定燃烧。当燃料热值大于CFBB所需最低热值时，可以通过改变一、二次风量分配和返料量来控制炉床的吸热份额，从而达到稳定运行的要求。CFBB既能烧高挥发份及高热值的优质煤，也能烧高灰份、低热值的劣质煤，甚至还可以烧煤矸石及垃圾。(2) 燃烧效率高 常规工业锅炉和普通流化床锅炉燃烧效率不高，仅为8590。循环流化床锅炉由于采用飞灰再循环燃烧，其锅炉燃烧效率可达9599。燃烧劣质煤时，燃烧效率比煤粉炉高5%。（3） 燃烧热强度高 采用飞灰再循环燃烧，提高了锅炉的炉膛截面热强度和容积热负荷。常规流化床锅炉的截面热强度和炉膛容积热强度分别为13MW/m2和0.10.2MW/m3，而CFBB的截面热强度和炉膛容积热强度分别为38MW/m2和0.160.32MW/m3，大约是煤粉炉的10倍。(4) 脱硫效果好 由于石灰石脱硫的最佳反应温度在850左右，而CFBB炉床温度一般控制在850900之间，加上飞灰再循环可进一步提高脱硫效率，故当Ca/S为1.52.0时，CFBB脱硫率可达到85%90%。(5) NOX排放量低 由于CFBB采取分段低温燃烧方式，炉膛温度一般控制在800900之间，NOX生成量明显减少，排放浓度一般为100200ppm，远低于常规煤粉炉排放量500600ppm。(6)负荷调节性能好 锅炉需要改变负荷时，可通过调节给煤量、一次风量、二次风量、流化风速及返料量来实现。一般情况下，CFBB热负荷变化范围为25100，其变化速率可达到510/min；同样，CFBB也存在一些缺点，主要有：（1） 风机电耗大 返料所需高压风机的风压大，电耗高。（2） 热惯性大 高温旋风分离器和返料装置具有笨重的耐火材料内砌体，冷热惯性大，给机组快速启停带来困难。（3） 漏灰严重由于CFBB炉内采用微正压燃烧，高温旋风分离器也采用局部正压，因此漏灰严重。第三章 循环流化床锅炉的工作原理3.1 循环流化床锅炉工艺流程图图3-1循环流化床锅炉工艺流程图典型循环流化床锅炉流程如图3-1所示，其基本流程为：煤和脱硫剂进入炉膛后，迅速被大量惰性高温物料包围，着火燃烧，同时进行脱硫反应，并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动，对水冷壁和炉内的布置的其他受热面放热。粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流，从而贴壁下流。气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器，大量固体颗粒（煤粒、脱硫剂）被分离出来回送炉膛，进行循环燃烧。未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道，以加热过热器、省煤器、和空气预热器，经除尘器排至大气。3.2 循环流化床锅的系统组成尽管循环流化床锅炉结构形式多种多样，但其系统组成也基本相同，图3-1和图3-3为典型的循环流化床锅炉系统图。循环流化床锅炉由布风装置、密相区、稀相区、炉内受热面、气固物料分离装置、固体物料再循环装置(返料装置)、尾部受热面及床外热交换器等部分组成。煤和石灰石通过给料装置送入炉膛内，与从布风板下部送入的一次空气和从炉膛中上部送入的二次空气进行燃烧反应。燃烧产物及颗粒较小的未燃物质随气流携带进入气固分离装置，颗粒较大的未燃物质则在床层上面上、下运动，与床料一起成沸腾状态，构成循环流化床锅炉的密相区。密相区上面的炉膛空间即为稀相区。炉膛排出的气固混合物经上部烟道进入气固分离装置，经分离装置分离后的气体进入尾部烟道。分离器出来的固体物质有的经返料装置直接进入炉膛再次燃烧，有的还要经过床外换热器冷却后再进入炉膛进行燃烧，以达到调节床温的目的。循环流化床锅炉炉堂内一般都布置炉内受热面，以吸收燃料燃烧所释放的热量。为了进一步吸收烟气热量及降低排烟温度，与煤粉炉一样，循环流化床锅炉尾部布置有过热器、省煤器及空气预热器等尾部受热面。另外，有的循环流化床锅炉还设置有床外热交换器。3.3 循环流化床锅炉的工作原理 图3-3循环硫化床锅炉工作原理图循环流化床燃煤锅炉基于循环流态化的原理组织煤的燃烧过程，以携带燃料的大量高温固体颗粒物料的循环燃烧为重要特征。炉膛内的颗粒物料处于携带速度和气力输送状态之间的流化区间，烟气速度大大高于鼓泡流化床，没有鼓泡流化床那样清晰的床层上表面，气泡不再存在，同时具有湍流流化和快速流化的特征，固体颗粒充满整个炉膛，处于悬浮并强烈掺混的燃烧方式。但与常规煤粉炉中发生的单纯悬浮燃烧过程比较，颗粒在循环流化床炉膛内的浓度远大于煤粉炉，但小于鼓泡流化床，并且存在显著的颗粒成团和床料的颗粒回混，颗粒与气体间的相对速度大，这一点显然与基于气力输送方式的煤粉悬浮燃烧过程完全不同。经过预热的一次风（流化风）通过风室由炉膛底部穿过布风板送入炉膛，炉膛内的固体处于快速流化状态，燃料在充满整个炉膛的惰性床料中燃烧；炉膛下部为颗粒浓度较大的密相区，上部为颗粒浓度较小的稀相区；较细小的颗粒被气流夹带飞出炉膛，并由飞灰分离装置收集，经回料管和反料器送回炉膛循环燃烧；燃料在燃烧系统内完成燃烧和高温烟气向管内工质的热量传递过程。烟气和未被分离器捕集的细颗粒排入尾部烟道，继续与受热面进行对流换热，最后排出锅炉。循环流化床锅炉炉内高速流动的烟气与其携带的湍流扰动极强的固体颗粒密切接触，燃料的燃烧过程发生在整个固体循环通道内。在这种燃烧方式下，燃烧室内，尤其是密相区的温度水平受到燃煤过程中的高温结渣和最佳脱硫温度的限制，必须维持在850左右。尽管温度较低，但由于炉内颗粒的浓度较大，炉内受热面的传热条件优于常规的煤粉锅炉。由于采用高温固体颗粒物料的循环燃烧方式，炉内温度分布十分均匀，炉内的热容量很大，因此循环流化床锅炉对燃料的适应性优于常规煤粉锅炉，燃烧效率也基本相当。第四章 循环流化床锅炉的结构4.1 循环流化床锅炉的结构图4-1 循环流化床锅炉的结构图1- 风室 2-给煤机 3-燃烧室 4-主蒸汽出口集箱 5-过热器 6-蒸发管束 7-旋风分离器 8-省煤器 9-上部对流管束烟道 10- U型回料阀 11- 一、二次风口 12-空气预热器4.2 循环流化床锅炉本体、风烟系统及汽水流程的介绍4.2.1 炉膛 截面为矩形，其宽度一般为深度的2倍以上，下部为一倒锥型结构，底部为布风板。下部区域为密相区，颗粒浓度较大，是燃料发生着火和燃烧的主要区域，此区域的壁面上敷设耐热耐磨材料，并设置循环飞灰返料口、给煤口、排渣口等。上部为稀相区，颗粒浓度较小，壁面上主要布置水冷壁受热面，通常在炉膛上部空间布置屏式过热器，炉膛内维持微正压。一次风经床底的布风板送入床层内，二次风口布置在密相区和稀相区之间。炉膛出口布置飞灰分离器，烟气中90以上的飞灰被分离下来，然后烟气进入尾部对流受热面。 给煤经过机械或气力输送的方式送入炉膛，脱硫用的石灰石颗粒经单独的给料管采用气力输送的方式，或与给煤一起送入炉内，燃烧形成的灰渣经过布风板上的排渣口排出炉外。4.2.2 布风装置 布风装置由布风板、一次风室及风帽组成。一次风经过空气预热器加热后进入一次风室，然后通过布风板上的小孔和风帽进入炉床上面，与给煤及返料混合、燃烧。床料以布风板为支撑，一次风通过布风板对床料、燃料及石灰石产生向上的推动力，建立流化状态，使床料、燃料、石灰石在床层上强烈掺混，进行剧烈的燃烧及传热过程。另外，一次风还提供燃料初期燃烧所需的空气。布风装置是循环流化床锅炉的重要组成部分。流化状态的建立、流化质量的好坏及燃烧工况稳定与否都与布风装置的结构有很大关系。4.2.3 飞灰分离器飞灰分离器是保证循环流化床锅炉物料可靠循环的关键部件之一，布置在炉膛出口的烟气通道上。它将炉膛出口烟气携带的固体颗粒（灰粒、未燃尽的焦炭颗粒和未完全反应的脱硫吸收剂颗粒等）中的90以上分离下来，再经过返料器送回炉膛进行循环燃烧，分离器性能的好坏直接影响燃烧与脱硫效率。分离器主要包括：旋风分离器、U型槽（槽型钢）分离器、百叶窗分离器、方形分离器等。其中旋风分离器应用最广、性能也最可靠。4.2.4 飞灰回送装置 通常称返料器，主要作用是将分离下来的灰由压力较低的分离器出口输送到压力较高的炉膛，并防止炉膛的烟气反窜进入分离器。目前均采用基于气固两相输送原理的返料装置，相当于一个小型鼓泡流化床。固体颗粒由分离器料腿进入返料器，返料风将固体颗粒流化并经返料管溢流进入炉膛。比较成熟的返料阀有H型阀、V型阀和J型阀。4.2.5 排渣装置 经冷渣器冷却的灰渣温度为150，回收了余热，节约能量。CFBB正常运行时要求维持一定的床层厚度。床层太厚不利于燃料进入流化状态，同时也加大了送风电耗。相反，床层太薄又容易把床料及燃料吹跑，无法形成床层。CFBB是通过排渣装置来控制床层厚度的，床层增厚加大排渣，床层减薄则减少排渣量。4.2.6 尾部受热面 CFB正常运行时要求维持一定的床层厚度。床层太厚不利于燃料进入流化状态，同时也加大了送风电耗。相反，床层太薄又容易把床料及燃料吹跑，无法形成床层。CFB是通过排渣装置来控制床层厚度的，床层增厚加大排渣，床层减薄则减少排渣量。4.2.7 汽水流程锅炉汽水系统回路包括尾部省煤器、锅筒、水冷系统、汽冷式旋风分离器进口烟道、汽冷式旋风分离器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道。主要汽水流程为: 锅炉给水给水操作台省煤器锅筒下降管水冷壁(水冷屏) 锅筒汽冷式旋风分离器烟道的上集箱汽冷式旋风分离器烟道的下集箱汽冷式旋风分离器下集箱汽冷式旋风分离器上集箱尾部竖井前包墙上集箱两侧包墙集箱后包墙集箱低过进口集箱低过出口集箱一级减温器屏式过热器进口集箱屏式过热器出口集箱二级减温器高温过热器进口集箱高温过热器出口集箱汽机4.2.8 烟风系统循环流化床锅炉物料的循环是依靠送风机和引风机提供的动能来启动和维持的。从一次风机出来的空气分成三路送入炉膛：第一路，经一次风空气预热器加热后的热风进入炉膛底部的水冷风室，通过布置在布风板上的风帽使床料流化，并形成向上通过炉膛的气固两相流；第二路，热风用于炉前气力播煤；第三路，一部分未经预热的冷一次风作为给煤皮带的密封用风。从二次风机鼓出的二次风经预热后直接经炉膛上部的二次风箱分级送入炉膛。烟气及其携带的固体颗粒离开炉膛，通过布置在水冷壁后墙上的分离器进口烟道进入旋风分离器，在分离器里绝大部分物料颗粒从烟气流中分离出来，另一部分烟气流则通过旋风分离器中心筒引出，由分离器出口烟道引至尾部竖井烟道，从前包墙上部的烟气进入并向下流动，冲刷布置其中的水平对流受热面管组，将热量传递给受热面，而后烟气流经管式空气预热器进入除尘器，最后，由引风机抽进烟囱，排入大气。“J”阀回料器共配备有三台高压头的罗茨风机，每台风机出力为50%，正常运行时，其中两台运行一台备用。风机为定容式，因此回料风量的调节是通过旁路将多余的空气送入一次风第一路风道内而完成的。锅炉采用平衡通风，压力平衡点位于炉膛出口。第五章 循环流化床锅炉的燃烧随着经济的发展，现代化工业生产对能源的需求量大量增长，由此也导致了环境污染日益严重。如何解决能源、减少环境污染，是当今世界各国人民面临的难题。 燃煤是当今人类获得能源的主要手段之一，如发电、供热。而燃煤设备排出的烟气、粉尘是大气污染的主要来源之一，若能尽量减少烟气中有害物质的成分排放量，将有助于降低环境污染。 同时随着煤量的大量利用、煤质越来越差，对高灰分煤、高硫煤、高氮煤、低热值煤的综合利用，是目前解决能源问题的主要方面之一。 循环流化床锅炉(Circulating Fluidized Bed Boiler, CFBB)采用低温分段燃烧，可以有效降低NOX的生成量；同时，通过向CFBB床内加入脱硫剂，CFBB烟气中SO2的含量也大大降低；再有，CFBB的物料分离设备及返料设备使固体物料返回炉膛，从而加强了燃烧对燃料的适应性等特点。因此，CFBB是解决能源、污染问题的主要手段之一。自问世以来世界国家对CFBB非常重视并大力推广，在工业锅炉（电站锅炉、供热锅炉等）领域得到了广泛应用。循环流化