• 1995年，250MW CFB锅炉在法国Gardanne电站投运（法 国Stein 公司制造，Lurgi型）
• 1998年，220MW容量、燃用无烟煤CFB机组在韩国投运（ 美国ABB-CE公司制造，Lurgi型）
• 2001年底，300MW CFB锅炉将在美国佛州Jacksonville 电力公司投运（美国FW公司制造）
• 由于粒径很小，颗粒间的作用力变大，极 易导致颗粒的团聚。较强的粘聚性在流化 过程中容易产生沟流，所以极难流化。传 统上认为这类颗粒不适用于流化操作。
•2020D/9类/14 属过粗颗粒循环或流化喷床锅动炉设备用及系颗统 粒，粒度60029/11m1
流化颗粒的分类（5/5）
表 2-3
Geldart 四类颗粒的主要特征
循环流化床锅炉设备及运行
—— 炉主要设备及原理
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•冯德群
•2020年9月14日星期一
循环流化床锅炉设备及系统
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本讲内容
• 概述
• 流体动力学特性
• 燃烧与传热
• 燃烧设备
•
炉膛，布风装置
•
分离器
•
回料设备
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• 循环流化点床锅火炉设装备及置系统
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循环流化床锅炉概述
混。 2020/9/14
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不同流化状态的特性比较
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不同流化状态沿床高的颗粒浓度及 压降分布
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循环流化床锅炉炉内物料循 环
• CFB锅炉所具有的许多技术优势都得益于其
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国外CFB锅炉的发展历程 • 1979年,世界首台20t/h CFBC锅炉投运（芬兰FWEOY公司
，Pyroflow型）
• 1982年,世界首台用于产汽和供热的50t/h CFBC锅炉在 德国吕能投运（德国Lurgi公司制造）
• 1986年,世界首台100MW级CFBC锅炉在德国Duisburg热电 厂投运（德国Lurgi公司制造，Lurgi型）
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不同燃烧方式的联系与区别
几种燃烧方式 的空气动力状
态
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循环流化床锅炉流体动力学特性
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流态化现象及形成条件
• 流态化（Fluidization）是泛指固体颗粒在流体(气 体或液体)作用下具有一定流体行为的现象。
颗粒类型
粒度(ρ p =2500kg/m3)
C
<20μ m
A
20～90μ m
B
90～650μ m
沟流程度 可喷动性
严重
很小
可忽略
无
无
浅床时
最小鼓泡速度 umb
气泡形状 固体混合 气体返混 粒度对流体动力特性的
影响
无气泡 仅为沟流
很低 很低
未知
> umf
平底圆帽 低 高
明显
= umf
中 中 很小
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• A类颗粒的初始鼓泡速度明显高于初始流化
速度，且在达到鼓泡点之前有明显膨胀。形
成鼓泡床后，密相中空隙率明显大于初始流
化空隙率，密相中的气固返混较严重，气泡
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流化颗粒的分类（3/5）
• B类颗粒称为粗颗粒或鼓泡颗粒，粒度 100~600m表观密度p =1400~4000kg/m3 。
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流化床的似流体特性
• （1）轻物上浮，重物下沉。
• （2）无论床层如何倾斜，床表面 总是保持水平，床层的形状也保持 容器的形状。
• （3）床内固体颗粒可以像流体一 样从底部或侧面的孔口中排出。
• （4）能象液体一样，在两个相连 通的容器间传递静压。
• （5）床层中的静压仅与其所处的
床层深度与密度成正比，与水平位 2020/9/14
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循环流化床锅炉的主要技术流派
• 德国Babcock公 司的Circofliud 型低倍率、低气 速、塔式布置、 中温分离器循环 流化床锅炉。
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DGJ670/12.73II1循环流化床锅
炉
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流化床燃烧是流态化 技术在燃烧领域的应 用
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循环流化床锅炉原理
• 在燃煤循环流化床锅炉的燃烧系统中，燃料煤首先被加工 成一定粒度范围的宽筛分煤，由给料机经给煤口送入密相 区进行燃烧，许多细颗粒物料将进入稀相区继续燃烧，并 有部分随烟气飞出炉膛。
• 飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经返料 器送回炉膛，再参与燃烧。燃烧过程中产生的大量高温烟 气，流经过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面 ，进入除尘器除尘后由引风机排至烟囱进入大气。
• 流化床气固密相区具有良好的透气性，能容易地 变形。如果将气体通过装有低粘度液体的容器底
2020/部9/14，气体通过液循层环流所化需床锅要炉设的备及压系统降粗略地为液体的34/111
临界流化速度及流化床层阻力特
性（4/5）
• 如果床层
由宽筛分
颗粒组成
，细颗粒
在大颗粒
间的空穴
中起到润
滑而促使
大颗粒松
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临界流化速度及流化床层阻力特 性（3/5）
• 在较低气流速度时，颗粒处于固定床状态，床层 压力降稍大于床层重量的最大数值。继续提高气 速，固定床会突然“解锁”，床层压降降至床层 的静压。
• 随着气速超过最小流化速度，床层出现膨胀和鼓 泡。在较宽的范围内，进一步增加气速，床层压 降几乎不变。
• Geldart在大量实验的基础上，提出
了适用于气固系统且具有实用意义
的颗粒分类法—Geldart颗粒分类法
。
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流化颗粒的分类（2/5）
• A类颗粒称为细颗粒或可充气颗粒，一般具 有较小的粒度(30～100m)及表观密度（p <1400kg/m3）。
• 其初始鼓泡速度与mf 初始流化速度相等。气 速一旦超过初始流化速度，床层内即出现
气泡相和密相。密相的孔隙率基本等于
，且密相中气固返混均较小。气泡相和密
相之间气体交换速度亦较低。气泡尺寸几 2020/9/14
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流化颗粒的分类（4/5）
• C类颗粒属粘性颗粒或超细颗粒，粒度20m 以下。
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D
>650μ m
可忽略 有
= umf
高 低 未知
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颗粒的沉降与悬浮
• 当尘粒的重力与垂直上升的
气流绕流阻力相等时，尘粒
Fd
悬浮在气流中。此时气流的
Ff
速度称为悬浮速度。
• 沉降速度与悬浮速度在数值
上相同，但前者是尘粒在静
止气流中受重力作用下降时
所能达到的最大速度；后者
• 床层从固定状态转变到流化状态时按布风板面积计 算的空气速度称为临界流化速度。由于它是流态化 操作的下限速度，所以亦称为最小流化速度。
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临界流化速度及流化床层阻力特 性（2/5）
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均一粒度床层压降－流速特性曲线
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燃烧系统中大量物料的再循环.
• 正常的物料循环过程由三个缺一不可的基本 环节构成：
• （1）足够多的物料被带出密相区向上作加 速运动、最终离开炉膛进入分离器；
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系统流程
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系统流程
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飞灰
系统流程 867℃
过热器
省煤器
空预器Ⅰ
FanⅠ
二
次内
皮 带 密
风
循 环
封
用
风
大
空预器Ⅱ
FanⅡ
颗
内
粒
循
J阀 Fan
环
一
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流态化的分类
• 根据颗粒在流体中分散均匀与否， 流化状态可分成散式流化和聚式流 化。
• 所谓散式流化是指固体颗粒可较均
匀地分散在流体中的流化系统；如
果固体颗粒在流体中呈聚集状态则
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流化颗粒的分类（1/5）
• 气固流化床中颗粒的粒度以及颗粒 的表观密度与气体密度之差对流化 特性有显著影响。
• 现代固体颗粒的流态化技术是通过把固体物料悬浮于 运动的流体之中，使颗粒与颗粒之间脱离接触，从而 有效地消除颗粒间的内摩擦作用而使其具有一定的流 体行为。
• 一般来说，形成固体颗粒流态化要有以下几个基本条 件：
• （1）有合适的容器作床，在其底部有流体分布装置
； 2020/9/14
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次
风
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895 ℃
增压Fan