底部设计-1
底部设计-2
循环流化床锅炉一次风比例
Vdaf (%) 一次风比例



贫煤或无烟煤 烟煤或褐煤 烟煤或褐煤
<20 20~40 >40
~65(75) ~60 ~50
布风板
水冷布风板
下炉膛敷设耐火材料
喷嘴
由膜式壁构成的水冷风箱和水冷布风板
风帽1
风帽2
燃烧室高度选择
循环流化床锅炉燃烧室高度

－Lurgi / Alhstrom / EVT / AEE / Alstom －Foster Wheeler －Deutsche Babcock －大量的鼓泡床经验 －带飞灰再燃的鼓泡床 －误区------“鼓泡床拉 拉长”

国内

物料回送部分 给煤 床层 空气 排渣 图 2-10 循环流化床锅炉的构成 料腿 回料阀
分离器对循环流化床锅炉燃烧效率的影响
贫氧区的存在
分离器对飞灰含碳量的影响
40
飞灰含碳量分布 %
30 20 10 0 D (c) 0 50 100 150 200 250 B
贫氧区 二次风 二次风
颗粒直径 m
燃烧中大颗粒失活过程－磨耗
循环流化床锅炉的燃烧效率

燃烧效率
30
典型床温控制在850~900℃
组成部分
循环回路：

尾部烟道：



炉膛 气固分离器 固体粒子回送装置 外部热交换器。


再热器 过热器 省煤器 空气预热器
效率估算

1 q2的计算

石灰石脱硫对烟气量的影响 过量空气系数
表 3.3 炉膛出口过量空气 烟煤、褐煤 1.15~1.20

2 q3的考虑----0 3 q4的计算---灰渣比/灰渣含碳量
发展经历决定了对分离器的理解



高效分离－旋风分离器 简易分离－高效补偿 简易分离－无补偿---带埋管－改进型鼓泡床 简易分离－无补偿－不 带埋管----出力不足 出力不足
烟气 分离器 提升部分 分离部分
物料回送部分 给煤 床层 空气 排渣 图 2-10 循环流化床锅炉的构成 料腿 回料阀
烟气 800~900 ℃
循环流化床 的内外循环
800~900 ℃ 4~6m/s
空气 燃料
石灰石 空气
循环流化床气固两相流性质



物料浓度分布 －－贴壁流 形成浓度分布是有条件的 －－分离器 －－回送装置 －－物料来源 浓度分布是有意义的
循环流化床燃烧技术的发展历程

国外

烟气 分离器 提升部分 分离部分

燃烧效率
飞灰含碳量(%)
30 较高温度 较低温度 20
典型床温控制在 850~900℃ 飞灰再循环
10
0 0 2 4 单位热值的可燃基挥发分(%/MJ) 6
循环流化床锅炉的热风温度

目的------降低排烟温度---锅炉效率
表 3.6 循环流化床锅炉的热风温度 给水温度(℃) 104 20~180 20~180 150 100~200 150~250 215 150~250 150~150 240 200~300 200~300 一次风 二次风
7~10m/s
6~9m/s 6~10m/s 6~9m/s 7~13m/s
空气预热器(烟气走管内)
100~250℃
7~12m/s
尾部受热面的传热
循环流化床锅炉的尾部对流受热面热有效系数或空气预热器利用系数 受热面名称 过热器、再热器 过热器、再热器 省煤器 省煤器 所处烟气温度 700~900℃ 500~700℃ 450~600℃ 300~450℃ 烟气速度 有无吹灰 有 0.71~0.82 0.62~0.67 0.60~0.65 0.58~0.63 0.55~0.61 0.75~0.82 0.73~0.80 无 0.70~0.83 0.7~0.80 0.60~0.64 0.58~0.61 0.56~0.59 0.54~0.60 0.72~0.80 0.70~0.78 7.5~12 m/s 0.72~0.84 6~9m/s 7~10m/s 6~9m/s 6~10m/s 6~9m/s 7~13m/s 7~12m/s
循环流化床锅炉设计原理
清华大学 热能工程系 岳光溪 吕俊复 100084 Tel:62781559 62781743
一 循环流化床锅炉设计的一般考虑

炉型选择 预备性计算


锅炉效率计算 脱硫计算及石灰石脱硫热效应和烟气量变化 空气平衡计算 燃料及石灰石计算
整体布置

a-∏形 b-M形 c-倒背锅形 d-半塔形 e-改良∏形 f-紧凑型
1-Up limited 2-Conmmeded curve 2-Lower limited 0 400 800 1200 size di/m 1600 2000
0
0
0
启动床料的要求
100 75 50 25 0 0 1 3 /mm 颗粒粒径 i d 2 4 5
累积份额 W i /%
二 炉膛设计
X(i)
系统对物料i的保存效率为:
hi= 1- [Gout(i)+F(i)] /E(i)*X(i) = hoi+ hi-1
Gout(i)
分离器不同对飞灰粒径分布的影 响 1.6
Pi fa/%m-1
1.2 0.8 0.4 0 0 150 300 450 颗粒粒径 d i /m 600 1# 3# 5# 7# 2# 4# 6#
烟气 800~900℃

气 固 两 相 流 动 过 程
800~900℃ 4~6m/s
空气 燃料
石灰石 空气
循环流化床气固两相流分布特点
分离器对燃烧过程的影响
物料循环对床温的平衡作用－－ 低温回灰 中温回灰 高温回灰
床料分析

100-300m；4~6m/s； 外加床料，多采用沙子或外加灰； 少量的细粉燃料； 新添入的和已经失效的脱硫剂； 煤里自身的灰份。
热风温度(℃)
燃料及石灰石粒度要求
80 60 40 20 1 2
accumulated percent %
100
100 80 60 40 20 2
percent
1 3
3
accumulated %
1-Anthracite or lean coal 2-Bituminous 3-Lignite 3 6 9 size di/mm 12 15
循环系统保存效率
F(i)
对于单一粒径颗粒均应有一个平衡关系
E(i)*X(i)
Gin(i) = Gout(i)+ F(i)
hi =1- F(i) /E(i)*X(i)
E(i)*X(i)*(1-hi)= F(i)
以夹带物料流为基, 分离器效率为
Gin(i)
定义排渣效率为: hoi= 1- Gout(i) /E(i)*X(i)

空塔速度—5.0m/s—压力温度修正后 高度---受热面布置/燃烧效率 分离器数量-成双布置 宽度深度比------1.8~2.2
炉 膛 形 状
二次风 燃料 脱硫剂 循环物料 二次风 二次风 二次风
燃料 脱硫剂 循环物料
一次风
一次风
a b 循环床锅炉两种不同的炉膛设计
a-等截面变风速 b-变截面等风速
空气预热器(空气走管内) 250~400℃ 空气预热器(空气走管内) 100~250℃ 空气预热器(烟气走管内) 250~400℃ 空气预热器(烟气走管内) 100~250℃
过热器、再热器的管壁温度计算时，灰污系数取为 0.002m2℃/W。
五 分离器作用的分析


鼓泡流化床或湍流床和气力输送叠加的 燃烧技术 处于鼓泡床和气力输送燃烧之间
分布频率
飞灰及其中碳的形成过程分析
12

烧失量 Cfa/%
8 4 0
d dcoal
Time
Fragmentation Prophase of Attrition Anaphase of Attrition
渣
一电场 二电场 三电场 四电场 样品名称
循环流化床锅炉用的气固分离 器

颗粒尺寸与分离器 l 切割粒径 l 分级分离效率 l 总分离效率 l 粒径分布
对流受热面烟气流速范围
受热面名称
过热器、再热器 过热器、再热器
所处烟气温度
700~900℃ 500~700℃
烟气速度
7.5~12 m/s 6~9m/s
省煤器
省煤器 空气预热器(空气走管内) 空气预热器(空气走管内) 空气预热器(烟气走管内)
450~600℃
300~450℃ 250~400℃ 100~250℃ 250~400℃
分离器作用的一 般认识

对分离效果的认识误区 －燃烧效率 －磨损等 的分析全部归结到分离器
分离器作用的一般理解

同时存在的对分离效果的认识误区 －燃烧效率 －磨损等 的分析全部归结到分离器
循环流化床锅炉燃烧过程的描述

气泡存在的客观性及必要性
颗粒循环的动力
循环流化床锅炉燃烧过程的分析
煤 种 烟 煤 褐 煤 备 注
注：1 适于鼓泡床
锅炉容量 kg/s 9.727 15 14 2 20.83 20 18 2
2 适于循环流化床
36.11 25 24 2
61.11 29 28 2
113.9 34 30 2
186.1 39 37 2
274.2 50 47 2
水冷壁传热
燃烧室受热面传热 l 物料浓度-固体颗粒 l 燃烧室的温度 l 近壁区贴壁下降流 l 粒径 l 受热面的结构尺寸