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；
2）颗粒与颗粒之间，以对流换热为主；
3）整个气固多相流与受热面的传热包括对流、辐射、和传导换热，在整个换热过程，传导是占的份额最少，这是流体性质所决定的。

3.循环流化床锅炉密相区作用
循环流化床锅炉采用二次风后，一般将床层人为分为密相区、稀相区，它是由物料浓度来划分的，它们的分界面不太明显。

～密相区作用：
1）使燃料部分燃烧、气化、裂解，同时也是储热装置，因为这一区域体积较大，有利于燃料的物理、化学的变化；
2）保持流化、燃烧稳定，对外界的扰动起到一个平衡的作用。

第三节流化床燃烧的原理系统及组成
1. 循环流化床锅炉分为两部分
一部分由炉膛，旋风分离器，返料器组成，组成了固体物料的循环回路。

另一部分为对流烟道，布置有过热器，省煤器，空气预热器等。

2. 流化床燃烧是床料在流态化状态下进行，燃料燃烧所需的空气分成一次风和二次风两级送入。

一次风通
过风室经布风板送入，二次风在炉膛周围由侧墙送入，燃料燃烧主要在炉膛内完成，炉膛周围布置了膜式水冷壁，用于吸收燃烧产生的部分热量，其燃烧区域以二次风口为界，分为两个区，二次风口以下为大粒子还原气氛燃烧区，二次风口以上为小粒子氧化气氛燃烧区，由气流带出炉膛出口的固体物料，被设在炉膛出口处的旋风分离器收集，并通过返料器返回炉膛。

这样，循环流化床燃烧的基本原理就是流态化燃烧加上固体物料的循环燃烧。

第四节旋风分离器结构及工作原理
旋风分离器是循环流化床锅炉的关键部件之一，它的性能直接影响到锅炉的安全和经济运行。

循环流化床锅炉的燃烧室内气动力特性、传热特性、循环倍率、燃烧效率、锅炉出力和蒸汽参数，负荷的调节范围，石灰石的脱硫效率和利用率以及锅炉的启停性能，散热损失，运行维修费用均与分离器的性能有关。

分离器的结构型式和布置位置，决定了循环流化床锅炉的整体布置型式和紧凑性，成为区别循环流化床锅炉的技术流派的重要标志之一。

循环流化床锅炉，结构为双旋风分离，设置在炉膛出口左右各一个。