循环流化床锅炉设备及运行(03)

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1、 第第3讲讲 一、一、煤在循环流化床内的燃烧过程；煤在循环流化床内的燃烧过程； 二、二、循环流化床锅炉的燃烧特性循环流化床锅炉的燃烧特性 ； 三、三、 物料循环对循环流化床燃烧的影响；物料循环对循环流化床燃烧的影响； 四、循环流化床锅炉的炉内传热四、循环流化床锅炉的炉内传热 ；循环流化床锅炉燃烧与传热循环流化床锅炉燃烧与传热一、煤在循环流化床内的燃烧过程一、煤在循环流化床内的燃烧过程 、燃煤的制备与给入 、循环流化床为燃烧提供的条件 、煤粒的燃烧过程 、灰渣的排出、燃煤的制备与给入、燃煤的制备与给入输煤系统（一）输煤系统（一）粗碎机粗碎机细筛机细筛机细碎机细碎机细筛机细筛机煤仓煤仓830mm

2、煤08mm 煤08mm 煤830mm 煤0300mm 煤输煤系统（二）输煤系统（二）粗碎机粗碎机细碎机细碎机细筛机细筛机煤仓煤仓08mm 煤08mm 煤830mm 煤0300mm 煤输煤系统（三）输煤系统（三）粗碎机粗碎机细碎机细碎机煤仓煤仓08mm 煤830mm 煤0300mm 煤细筛机细筛机环锤式碎煤机环锤式碎煤机可逆式破碎机可逆式破碎机反击板复合锤头、循环流化床为燃烧提供的条件循环流化床为燃烧提供的条件 大量灼热惰性床料，热容量很大形成“热库”。床内混合强烈，加热速率高，10010000C./s。一次流化风为燃烧提供了氧。温度（850950）燃烧结焦脱硫配风（分级配风）利于脱硝节能、循环

3、流化床锅炉循环流化床锅炉煤粒的燃烧过程煤粒的燃烧过程循环流化床锅炉的燃烧优势循环流化床锅炉的燃烧优势1、为新入炉燃料提供了丰富的热源、为新入炉燃料提供了丰富的热源炉内大量800900度的惰性颗粒；每分钟的新燃料只有床内物料的1%左右；炙热物料迅速加热新燃料；燃料燃烧放处的热量又维持了床温。2、燃料在炉内有充分的停留时间、燃料在炉内有充分的停留时间煤粒的燃烧过程煤粒的燃烧过程1、-煤粒的干燥和加热煤粒的干燥和加热煤粒床内：被床包围，加热速率高，水分蒸发快。2、-挥发分的析出及燃烧挥发分的析出及燃烧 、煤种： 烟煤，褐煤，油页岩，挥发分析出非常快； 无烟煤，石煤等，挥发分析出几乎与焦碳燃烧同步。

4、、粒径：小颗粒，析出快。大颗粒，沉积在床下部，掺混差，析出慢。 、宽筛分燃料，炉膛上部也有挥发分燃烧。图3-1图3-1 循环流化床锅炉工作原理示意图 焦碳的燃烧，燃烬控制着燃烧时间，是处于动力燃烧过渡燃烧，还是扩散燃烧，取决于化学反应速率和氧的扩散速率对燃烧过程的控制。 循环流化床中，挥发分析出燃烧焦碳的燃烧煤粒破碎存在着重叠。3、焦碳的着火与燃烬、焦碳的着火与燃烬4、煤粒的膨胀，破碎和磨损、煤粒的膨胀，破碎和磨损破碎：破碎： 煤粒入炉后因受热而使煤粒入炉后因受热而使颗粒减小的现象。颗粒减小的现象。 1、煤粒受热，内部热解出气态物质，形成压力，使煤粒爆裂称一级破碎。 2、焦碳内部小孔使其强度减

5、弱，发生破碎，称二级破碎。 3、焦碳燃烧过程，存在颗粒间碰撞，摩损以至破碎。磨损：磨损： 煤粒入炉后因机械碰撞而使颗粒减小的现象。煤粒入炉后因机械碰撞而使颗粒减小的现象。 煤粒与煤粒的碰撞；煤粒与煤粒的碰撞； 煤粒与容器壁的碰撞。煤粒与容器壁的碰撞。破碎与磨损的区别和联系破碎与磨损的区别和联系 都是CFB中细小颗粒的主要来源； 产生原因不同； 所产生的细颗粒的细度不同。 破碎有利于锅炉燃烧效率的提高、有利于炉内热破碎有利于锅炉燃烧效率的提高、有利于炉内热负荷的合理分布、有利于污染物排放的控制。负荷的合理分布、有利于污染物排放的控制。运行中应考虑破碎和磨损对炉内燃烧份额的影响。运行中应考虑破碎和

6、磨损对炉内燃烧份额的影响。灰粒（碳粒）的磨耗灰粒（碳粒）的磨耗、灰渣的排出、灰渣的排出飞灰的排出飞灰的排出 底渣的排出冷渣管孔冷渣管孔风风帽帽孔孔排渣口排渣口布风板布风板二、二、循环流化床锅炉的燃烧特性循环流化床锅炉的燃烧特性 、循环流化床锅炉的燃烧区域； 、焦炭的燃烧； 、炉膛内燃烧份额和一、二次风的分配 ； 、一、二次风配比 ； 、影响燃烧的主要因素。、循环流化床锅炉的燃烧区域；、循环流化床锅炉的燃烧区域； 1、带高温气固分离器的循环流化床锅炉分三个区：下部密相区（二次风口以下部密相区（二次风口以下），下），上部稀相区（二次风口以上）高温上部稀相区（二次风口以上）高温气固分离器区。气固分离

7、器区。 2、带中温气固分离器的循环流化床锅炉两个区：下部密相区，上部稀相区。下部密相区，上部稀相区。 3、下部密相区，充满了灼热物料，是稳定的着火热源。燃料和循环物料（未燃烬的焦炭）送入该区，燃烧需要总风量的约40%80%风量作为一次风，将物料流化并供着火燃烧的氧量，燃烧处于还原性气氛。 4、上部稀相区，焦炭颗粒和部分挥发分燃烧，氧化性气氛。 5、高温气固分离区，氧浓度低，焦炭停留时间短，燃烧份额很小，部分一氧化碳和挥发分在该区燃烧。燃烧区域燃烧区域 密相区密相区 稀相区稀相区 高温分离器高温分离器CFBCFB锅炉燃烧室的密相区锅炉燃烧室的密相区CFBCFB锅炉燃烧室上部稀相区布置的膜式氺冷壁

8、锅炉燃烧室上部稀相区布置的膜式氺冷壁不同燃烧区域燃烧的组织不同燃烧区域燃烧的组织燃烧室下部密相区燃烧室下部密相区合理控制一次风量： 保证良好的流化状态； 满足密相区燃烧所需要的氧气。合理控制物料循环量及床层压力：控制好床温： 不结渣； 不熄火。燃烧室上部稀相区燃烧室上部稀相区合理控制一、二次风的比例： 保证颗粒在炉内分布的合理过度段的燃烧过度段的燃烧二次风应有一定风速和风量： 保证炉膛中心燃烧不缺氧。二次风的送入应考虑给煤口的布置：、焦炭的燃烧；、焦炭的燃烧； 1、于50100m。是飞灰含炭量的主要部分。为了充分燃烬，在炉内停留时间要大于细颗粒焦炭燃烧：来源宽筛分燃料细煤粒，破碎磨损形成的细粒

9、。粒径小燃烬时间，停留时间取决于内循环，炉膛高度，分离装置的性能。 2、碎片的燃烧：粒径，5001000m , 由一级和二级破碎产生，外循环倍率是影响停留时间的主要因素。循环倍率提高，利于燃尽。 3、粗颗粒焦炭燃烧：粒径大于1mm,一部分在密相区，带出部分在稀相区燃烧，易分离，在炉内停留时间长，燃烬度高。、炉膛内燃烧份额和一、二次风的分配、炉膛内燃烧份额和一、二次风的分配 ； 每一燃烧区域中的燃烧量占锅炉总燃烧量的比例； 表示煤在各个燃烧区域的燃烧程度； 密相区与稀相区燃烧份额的总和约等于1；什么是燃烧份额什么是燃烧份额控制燃烧份额的意义控制燃烧份额的意义燃烧份额会影响运行中的床温；会影响稀相

10、区的传热；在设计上，燃烧份额会影响受热面的布置。 燃烧主要在密相区和稀相区，密相区的燃烧份额影响到料层的温度控制，炉内传热及锅炉的连续安全运行。密相区燃烧份额增加，即密相区的放热份额增加，使密相区的炉膛温度升高，可能出现高温结渣 。影响燃烧份额的因素影响燃烧份额的因素 1、煤种：、煤种：挥发分低的煤在密相区燃烧份额大，挥发分高的煤燃烧份额小。相同的燃烧条件，循环流化床密相区的燃烧分额远低于鼓泡床密相区的燃烧份额。 2、粒径和粒径的分布：、粒径和粒径的分布：流化速度一定，粒径小的煤在密相区的燃烧份额小。当细颗粒量增大时，扬析到稀相区的燃烧份额增大。 3、流化速度的影响：、流化速度的影响：流化速度