循环流化床锅炉简介(1).ppt

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1、20122012循环流化床锅炉循环流化床锅炉简介简介基本概念基本概念几种典型流动状态几种典型流动状态床层阻力特性和压力分布床层阻力特性和压力分布床内颗粒浓度分布床内颗粒浓度分布气流速度分布气流速度分布CH2循环流化床锅炉流动特性循环流化床锅炉流动特性基本概念基本概念床料床料物料物料燃料筛分燃料筛分流化速度流化速度临界流化速度临界流化速度颗粒终端速度颗粒终端速度输送速度输送速度扬析扬析夹带夹带物料循环倍率物料循环倍率2-12-1循环流化床锅炉的流动状态循环流化床锅炉的流动状态2-12-1循环流化床锅炉的流动状态循环流化床锅炉的流动状态CFBCFB锅炉不同位置的流化状态锅炉不同位置的流化状态鼓泡床

2、流化态的特征鼓泡床流化态的特征1.1.气流以气泡形式穿越床层（离散相）气流以气泡形式穿越床层（离散相）2.2.固体颗粒均匀分散在气流中（乳化相、连续相）固体颗粒均匀分散在气流中（乳化相、连续相）3.3.气泡不断上移、聚并、长大、破裂气泡不断上移、聚并、长大、破裂4.4.气泡运动使得颗粒纵向运动（实现混合）气泡运动使得颗粒纵向运动（实现混合）5.5.气泡在床层表面破裂，将部分颗粒喷入空间气泡在床层表面破裂，将部分颗粒喷入空间6.6.存在明显的床层表面存在明显的床层表面鼓泡床及其实验演示鼓泡床及其实验演示气泡的移动气泡的移动鼓泡床锅炉的工作鼓泡床锅炉的工作湍流流化态特征湍流流化态特征1.1.气泡逐

3、渐破碎、变小气泡逐渐破碎、变小2.2.床层无明显界面（形成一飞溅区）床层无明显界面（形成一飞溅区）3.3.床内颗粒混合更加均匀床内颗粒混合更加均匀4.4.床内压力波动达最大床内压力波动达最大快速流化态特征快速流化态特征1.1.气流变为连续相，气泡消失气流变为连续相，气泡消失2.2.固体颗粒形成絮状颗粒团，成为分散相固体颗粒形成絮状颗粒团，成为分散相3.3.絮状物形成面壁流，颗粒反混显著絮状物形成面壁流，颗粒反混显著4.4.颗粒滑移速度达最大颗粒滑移速度达最大5.5.床内颗粒浓度、温度分布趋于均匀床内颗粒浓度、温度分布趋于均匀循环流化床演示循环流化床演示快速流化态特征快速流化态特征图 2-19

4、颗粒带(颗粒图)形成示意图图 2-20 面壁流CFBCFB2-2 CFB2-2 CFB锅炉床层阻力特性及压力分布锅炉床层阻力特性及压力分布1.1.什么是床层阻力？什么是床层阻力？气流通过固体床层时产生的压力降气流通过固体床层时产生的压力降P P2.2.什么是床层阻力特性？什么是床层阻力特性？就是床层阻力与流化速度之间的关系就是床层阻力与流化速度之间的关系2-2 CFB2-2 CFB锅炉床层阻力特性及压力分布锅炉床层阻力特性及压力分布3.3.床层的阻力特性如何？床层的阻力特性如何？图 2-26 流化床中料层随气流速度变化的情况图 2-27 床层高度、阻力随气流变化速度变化的情况示意图2-2 CF

5、B2-2 CFB锅炉床层阻力特性及压力分布锅炉床层阻力特性及压力分布3.3.床层的阻力特性如何？床层的阻力特性如何？1 1）当流化速度很小时：）当流化速度很小时：随着随着U U的增大，阻力增大；颗粒静止不动的增大，阻力增大；颗粒静止不动（固定床固定床）2 2）当流化速度达到临界流化速度时：）当流化速度达到临界流化速度时：阻力达到最大值（阻力达到最大值（流化床流化床）；）；此后，此后，U U再增大，阻力将基本不变再增大，阻力将基本不变3 3）当流化速度大于输送速度时：）当流化速度大于输送速度时：随着随着U U的增大，阻力减小（的增大，阻力减小（气力输送床气力输送床）2-2 CFB2-2 CFB锅

6、炉床层阻力特性及压力分布锅炉床层阻力特性及压力分布4.4.床层的压力分布规律床层的压力分布规律1 1）密相区单位高度上的压力降大于稀相区）密相区单位高度上的压力降大于稀相区2 2）随着）随着U U的增大，单位床层高度的压降减小的增大，单位床层高度的压降减小3 3）U U一定时，物料循环量增大时，单位压降增大一定时，物料循环量增大时，单位压降增大流化床的压力分布在一定程度上反应流化床的压力分布在一定程度上反应了物料颗粒浓度的多少了物料颗粒浓度的多少不同流化态下床层的压力分布不同流化态下床层的压力分布图2-29 不同流型下床内压力沿床 层高度的变化曲线输送床湍流床快速床鼓泡床P/L高度2-3 CF

7、B2-3 CFB锅炉固体颗粒浓度分布锅炉固体颗粒浓度分布1.1.固体颗粒浓度对锅炉工作的影响固体颗粒浓度对锅炉工作的影响2.2.影响固体颗粒浓度的因素影响固体颗粒浓度的因素3.3.固体颗粒浓度沿炉膛高度的分布固体颗粒浓度沿炉膛高度的分布4.4.固体颗粒浓度沿径向的分布固体颗粒浓度沿径向的分布颗粒浓度与锅炉工作的关系颗粒浓度与锅炉工作的关系1.1.固体颗粒的量决定了炉内的热容量固体颗粒的量决定了炉内的热容量2.2.与燃烧过程的稳定性有关与燃烧过程的稳定性有关3.3.稀相区的颗粒浓度与氺冷壁传热量密切相关稀相区的颗粒浓度与氺冷壁传热量密切相关4.4.密相区颗粒浓度与密相区燃烧分额以及床层温密相区颗

8、粒浓度与密相区燃烧分额以及床层温度有关度有关5.5.与磨损有关与磨损有关影响颗粒浓度分布的因素影响颗粒浓度分布的因素1.1.流化速度流化速度2.2.颗粒特性颗粒特性3.3.循环倍率循环倍率4.4.给料、回料口位置给料、回料口位置5.5.二次风口位置二次风口位置颗粒浓度的纵向分布颗粒浓度的纵向分布图2-21 不同流态化型式沿高 度的颗粒浓度分布颗粒浓度的径向分布颗粒浓度的径向分布2-4 2-4 气流速度分布气流速度分布1.1.沿轴向，气流速度比较均匀沿轴向，气流速度比较均匀2.2.沿径向，中心流速高，壁面处流速低沿径向，中心流速高，壁面处流速低煤粒的燃烧过程煤粒的燃烧过程煤粒在燃烧中的破碎与磨损

9、煤粒在燃烧中的破碎与磨损CFBCFB的燃烧区域的燃烧区域炉膛内的燃烧份额炉膛内的燃烧份额CH3：循环流化床锅炉的燃烧：循环流化床锅炉的燃烧3-1 3-1 循环流化床锅炉的燃烧优势循环流化床锅炉的燃烧优势1.1.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2.2.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炉内大量炉内大量800900800900度的惰性颗粒；度的惰性颗粒；每分钟的新燃料只有床内物料的每分钟的新燃料只有床内物料的1%1%左右；左右；炙热物料迅速加热新燃料；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燃料燃烧放处的热量又维持了床温3-2 3-2 流化床

10、中煤粒的燃烧过程流化床中煤粒的燃烧过程1.1.煤粒的加热和干燥煤粒的加热和干燥2.2.挥发分的析出和燃烧挥发分的析出和燃烧3.3.焦炭的着火的燃烧焦炭的着火的燃烧挥发份的析出和燃烧挥发份的析出和燃烧1.1.开始析出的温度与煤种有关开始析出的温度与煤种有关2.2.挥发分析出所需要的时间与颗粒大小及加热条挥发分析出所需要的时间与颗粒大小及加热条件有关件有关3.3.挥发份的燃烧与析出交错进行挥发份的燃烧与析出交错进行4.4.挥发份的燃烧为焦炭的着火和燃烧提供了良好挥发份的燃烧为焦炭的着火和燃烧提供了良好的条件的条件焦炭的着火和燃烧过程焦炭的着火和燃烧过程1.1.周围氧气扩散到炭粒表面周围氧气扩散到炭

11、粒表面2.2.氧气在炭粒表面与炭发生化学反应，产生氧气在炭粒表面与炭发生化学反应，产生COCO和和COCO2 23.CO3.CO和和COCO2 2向周围扩散向周围扩散4.4.扩散途中扩散途中COCO被再次氧化被再次氧化影响焦炭燃烧速度的因素影响焦炭燃烧速度的因素1.1.化学反应速度化学反应速度2.2.扩散速度扩散速度不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性2MM2MM以上大颗粒的燃烧特性以上大颗粒的燃烧特性1 1）一般在密相区参与燃烧；）一般在密相区参与燃烧；2 2）滑移速度很大，属于动力燃烧；）滑移速度很大，属于动力燃烧；3 3）停留时间）停留时间15201520分钟分钟4 4）

12、燃尽条件很好）燃尽条件很好5 5）通常燃尽后从床底排渣口排出）通常燃尽后从床底排渣口排出不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性小于小于1MM1MM的小颗粒的燃烧特性的小颗粒的燃烧特性1 1）一般在整个燃烧系统参与燃烧；）一般在整个燃烧系统参与燃烧；2 2）滑移速度较小，属于扩散燃烧；）滑移速度较小，属于扩散燃烧；3 3）大多容易被分离器捕捉，为循环燃烧）大多容易被分离器捕捉，为循环燃烧4 4）燃尽条件很好）燃尽条件很好5 5）灰中含炭量）灰中含炭量0.1%0.1%左右左右不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性50100uM50100uM颗粒的燃烧特性颗粒的燃烧特性1

13、 1）很难被分离器捕捉）很难被分离器捕捉2 2）不能一次就燃尽）不能一次就燃尽3 3）是导致固体不完全燃烧损失的主要原因）是导致固体不完全燃烧损失的主要原因4 4）2040%2040%不能燃尽不能燃尽不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性不同尺寸焦炭颗粒的燃烧特性20uM20uM以下颗粒的燃烧特性以下颗粒的燃烧特性1 1）不能被分离器捕捉）不能被分离器捕捉2 2）一次就燃尽）一次就燃尽3 3）一般不会导致固体不完全燃烧损失）一般不会导致固体不完全燃烧损失3-3 3-3 煤粒燃烧过程中的破碎与磨损煤粒燃烧过程中的破碎与磨损1.1.破碎：煤粒入炉后因受热而使颗粒减小的现象破碎：煤粒入炉后因受热而使颗粒减小的现

14、象一级破碎：一级破碎：由于煤粒的挥发分快速析出，而使炭粒内部产由于煤粒的挥发分快速析出，而使炭粒内部产生较高压力，引起破碎生较高压力，引起破碎二级破碎：二级破碎：炭粒在燃烧过程中，将煤中各元素结合的化学炭粒在燃烧过程中，将煤中各元素结合的化学键破坏，从而产生破碎键破坏，从而产生破碎3-3 3-3 煤粒燃烧过程中的破碎与磨损煤粒燃烧过程中的破碎与磨损2.2.磨损：煤粒入炉后因机械碰撞而使颗粒减小的磨损：煤粒入炉后因机械碰撞而使颗粒减小的现象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3-3 3-3 煤粒燃烧过程中的破碎与磨损煤粒燃烧过程中的破碎与磨损3.3.破碎与

15、磨损的区别和联系破碎与磨损的区别和联系都是都是CFBCFB中细小颗粒的主要来源中细小颗粒的主要来源产生原因不同产生原因不同所产生的细颗粒的细度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热负荷的合理分布、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磨损对炉内燃烧份额的影响3-4 CFB3-4 CFB炉内燃烧的区域炉内燃烧的区域1.CFB1.CFB锅炉的燃烧区域锅炉的燃烧区域2.CFB2.CFB锅炉各个燃烧区域燃烧的组织锅炉各个燃烧区域燃烧的组织燃烧室下部

16、密相区燃烧室下部密相区燃烧室上部稀相区燃烧室上部稀相区密相区与上部稀相区的过渡区密相区与上部稀相区的过渡区旋风分离器旋风分离器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锅炉燃烧室上部稀相区布置的膜式氺冷壁膜式氺冷壁C CF FB B锅锅炉炉的的旋旋风风分分离离器器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：合理控制一次风量：保证良好的流化状态；保证良好的流化状态；满足密相区燃烧所需要的氧气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：合理控制物料循环量及床层压力：控制好床温：控制好床温：不结

17、渣；不结渣；不熄火；不熄火；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上部稀相区燃烧室上部稀相区合理控制一、二次风的比例：合理控制一、二次风的比例：保证颗粒在炉内分布的合理保证颗粒在炉内分布的合理不同燃烧区域燃烧的组织不同燃烧区域燃烧的组织过度段的燃烧过度段的燃烧二次风应有一定风速和风量：二次风应有一定风速和风量：保证炉膛中心燃烧不缺氧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：二次风的送入应考虑给煤口的布置：3-5 CFB3-5 CFB炉内的燃烧份额炉内的燃烧份额燃烧份额的定义燃烧份额的定义燃烧份额与锅炉工作的关系燃烧份额与锅炉工作的关系影响燃烧份额的因素影响燃烧份额的因素

18、什么是燃烧份额什么是燃烧份额每一燃烧区域中的燃烧量占锅炉总燃烧量的比例每一燃烧区域中的燃烧量占锅炉总燃烧量的比例每一燃烧区域中的燃烧释放出的热量占燃料总发每一燃烧区域中的燃烧释放出的热量占燃料总发热量的比例热量的比例表示煤在各个燃烧区域的燃烧程度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密相区与稀相区燃烧份额的总和约等于1 1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燃烧份额会影响运行中的床温会影响稀相区的传热会影响稀相区的传热在设计上，燃烧份额会影响受热面的布置在设计上，燃烧份额会影响受热面的布置影响燃烧份额的因素影响燃烧份额的因素燃料种类燃料种类燃

19、料的颗粒特性燃料的颗粒特性流化速度流化速度物料循环量物料循环量床层温度床层温度挥发份高的煤，密相区燃烧份额较少；挥发份高的煤，密相区燃烧份额较少；挥发份低的煤，密相区燃烧份额较多；挥发份低的煤，密相区燃烧份额较多；燃料粒度较小或粒度小的颗粒较多，密相区燃烧燃料粒度较小或粒度小的颗粒较多，密相区燃烧份额较少；份额较少；流化速度大，密相区燃烧份额减小流化速度大，密相区燃烧份额减小增大循环物料量，密相区燃烧份额较少；增大循环物料量，密相区燃烧份额较少；床温升高，密相区燃烧份额较多；床温升高，密相区燃烧份额较多；3-6 3-6 影响影响CFBCFB锅炉燃烧的因素锅炉燃烧的因素燃料特性燃料特性燃料的颗粒

20、特性燃料的颗粒特性布风装置和流化质量布风装置和流化质量给煤方式给煤方式床层温度床层温度二次风口布置的影响二次风口布置的影响燃料特性燃料特性1.1.挥发份挥发份挥发份多的煤，其析出后煤成为较松散的多孔挥发份多的煤，其析出后煤成为较松散的多孔结构，有利于氧气与炭的进一步接触，燃烧效结构，有利于氧气与炭的进一步接触，燃烧效率高率高2.2.发热量发热量如果所用燃料发热量显著低于设计煤种，则运如果所用燃料发热量显著低于设计煤种，则运行中密相区床温偏低，对燃烧不利行中密相区床温偏低，对燃烧不利3.3.灰熔点灰熔点灰熔点的高低与结渣关系密切，熔点低的煤，灰熔点的高低与结渣关系密切，熔点低的煤，也叫易结渣煤，

21、也叫易结渣煤，燃料的颗粒特性燃料的颗粒特性1.CFB1.CFB锅炉采用宽筛分燃料；锅炉采用宽筛分燃料；2.2.不同粒度的煤燃烧完全程度取决于其本身的燃不同粒度的煤燃烧完全程度取决于其本身的燃烧速度以及在炉内的停留时间，前面已分析过。烧速度以及在炉内的停留时间，前面已分析过。布风装置和流化质量布风装置和流化质量1.CFB1.CFB锅炉密相区一般运行在鼓泡床状态，存在气锅炉密相区一般运行在鼓泡床状态，存在气泡相和乳化相；泡相和乳化相；2.2.大气泡的存在不利于为煤提供氧气；大气泡的存在不利于为煤提供氧气；3.3.大气泡的存在会增大扬析和夹带的量；大气泡的存在会增大扬析和夹带的量；4.4.所以要求：

22、布风均匀、形成细流（减小气所以要求：布风均匀、形成细流（减小气泡直径）、保证良好的流化质量泡直径）、保证良好的流化质量给煤方式给煤方式1.1.给煤口过于集中的坏处；给煤口过于集中的坏处；给煤口附近严重缺氧，大量细颗粒无法燃烧就进给煤口附近严重缺氧，大量细颗粒无法燃烧就进入稀相区，往往导致不完全燃烧损失入稀相区，往往导致不完全燃烧损失2.2.措施；措施；1 1）采用播煤风，将给煤尽量分散均匀；）采用播煤风，将给煤尽量分散均匀；2 2）在给煤口上方布置二次风口，为燃烧提供氧气）在给煤口上方布置二次风口，为燃烧提供氧气床层温度床层温度1.1.床温上限的设计床温上限的设计1 1）必须低于灰的变形温度）

23、必须低于灰的变形温度100200100200度，防止结渣；度，防止结渣；2 2）必须满足脱硫剂的最佳工作温度；）必须满足脱硫剂的最佳工作温度；2.2.床温下限的设计；床温下限的设计；1 1）必须满足燃料的燃烧条件；）必须满足燃料的燃烧条件；2 2）必须保证密相区有一定的燃烧份额；）必须保证密相区有一定的燃烧份额；二次风口布置的影响二次风口布置的影响1.1.目前目前CFBCFB燃烧中存在的问题：燃烧中存在的问题：1 1）燃烧室出口）燃烧室出口COCO含量较高；含量较高；2 2）燃烧室上部仍有较多的剩余氧；）燃烧室上部仍有较多的剩余氧；3 3）说明稀相区的横向混合不够充分，炉膛中部存）说明稀相区的

24、横向混合不够充分，炉膛中部存在一个明显的缺氧区；在一个明显的缺氧区；2.2.上述问题的原因；上述问题的原因；1 1）二次风动量不足，穿透力较小；）二次风动量不足，穿透力较小；2 2）若提高单个二次风口的风速和刚度，就必须减）若提高单个二次风口的风速和刚度，就必须减少二次风口的个数，则其沿截面的分布欠均匀；少二次风口的个数，则其沿截面的分布欠均匀；传热的基本概念传热的基本概念CFBCFB锅炉的传热机理锅炉的传热机理炉内传热规律炉内传热规律影响传热的因素影响传热的因素CH4 循环流化床锅炉的传热循环流化床锅炉的传热4-14-1传热的基本概念传热的基本概念一、导热（热传导）一、导热（热传导）1.1.

25、定义定义 即热量从物体的高温部分传递到低温部分，或者即热量从物体的高温部分传递到低温部分，或者从高温物体传递到与之接触的低温物体的过程。从高温物体传递到与之接触的低温物体的过程。2.2.特点特点 参与传热的物体之间没有相对位移；能量形式五参与传热的物体之间没有相对位移；能量形式五变化。变化。3.3.影响因素：影响因素：冷热物体的温差，物体的导热系数冷热物体的温差，物体的导热系数二、对流二、对流1.1.定义定义 指流体各部分之间发生相对位移时产生的热量交指流体各部分之间发生相对位移时产生的热量交换。换。2.2.特点特点 参与传热的物体之间有相对位移；对流换热中伴参与传热的物体之间有相对位移；对流

26、换热中伴随这导热过程随这导热过程3.3.影响因素影响因素 流体的物理性质、流速、受热面的布置等流体的物理性质、流速、受热面的布置等三、辐射三、辐射1.1.定义定义 物体通过电磁波传递能量的过程。物体通过电磁波传递能量的过程。2.2.特点特点 参与传热的物体不必直接接触；换热中伴随能量参与传热的物体不必直接接触；换热中伴随能量形式的变化形式的变化3.3.影响因素影响因素 温度、黑度等温度、黑度等4-2 CFB4-2 CFB锅炉的传热机理锅炉的传热机理一一 、CFBCFB锅炉燃烧系统中四种受热面锅炉燃烧系统中四种受热面1.1.炉膛四周的膜式氺冷壁炉膛四周的膜式氺冷壁2.2.悬挂在炉膛的屏式受热面悬

27、挂在炉膛的屏式受热面3.3.旋风分离器周围的受热面旋风分离器周围的受热面4.4.外置式热交换器外置式热交换器 炉内受热面炉内受热面二、二、CFBCFB传热的三种基本方式传热的三种基本方式1.1.固体颗粒与受热面壁面之间的对流传热固体颗粒与受热面壁面之间的对流传热h hp p；2.2.气体与受热面的对流传热气体与受热面的对流传热h hg g3.3.固体颗粒与气体的辐射传热固体颗粒与气体的辐射传热h hr r固体颗粒的对流传热的机理固体颗粒的对流传热的机理新颗粒将停留在壁新颗粒将停留在壁面上的颗粒扫掉面上的颗粒扫掉颗粒在壁面上进行颗粒在壁面上进行热交换热交换变成冷颗粒后被新变成冷颗粒后被新颗粒替换

28、颗粒替换影响颗粒对流传热的因素影响颗粒对流传热的因素1.1.炉内颗粒的浓度，浓度越大，对流传热越强炉内颗粒的浓度，浓度越大，对流传热越强2.2.炉内颗粒浓度的分布，稀相区颗粒浓度大，则氺炉内颗粒浓度的分布，稀相区颗粒浓度大，则氺冷壁吸热增强冷壁吸热增强3.3.颗粒的大小，小颗粒对流传热强颗粒的大小，小颗粒对流传热强4.4.温度高的颗粒传热强温度高的颗粒传热强5.5.密度大、比热大的颗粒传热强密度大、比热大的颗粒传热强6.6.球形颗粒、表面光滑的颗粒传热好球形颗粒、表面光滑的颗粒传热好影响气体对流传热的因素影响气体对流传热的因素1.1.气体的温度高则换热好气体的温度高则换热好2.2.气体的流动速

29、度快，则传热好气体的流动速度快，则传热好3 3。气体的密度与比热越大，传热系数高。气体的密度与比热越大，传热系数高4.4.气体粘度大则传热减弱气体粘度大则传热减弱5.5.气体的导热系数大传热好气体的导热系数大传热好影响辐射传热的因素影响辐射传热的因素1.1.炉内温度越高，辐射传热越强炉内温度越高，辐射传热越强2.2.烟气中三原子气体增多，辐射传热强烟气中三原子气体增多，辐射传热强CFBCFB锅炉各个区域的传热方式锅炉各个区域的传热方式布风板布风板炉膛下部炉膛下部炉膛中部炉膛中部炉膛上部炉膛上部颗粒浓度颗粒浓度辐射传热为主辐射传热为主对流及辐射传热对流及辐射传热对流传热为主对流传热为主不同运行负

30、荷下的传热方式不同运行负荷下的传热方式1.1.高负荷运行，气体与颗粒的对流传热占主导地高负荷运行，气体与颗粒的对流传热占主导地位位 （例如，满负荷运行时，辐射传热大约占总传热量的（例如，满负荷运行时，辐射传热大约占总传热量的40%40%）2.2.低负荷时逐渐向以辐射传热为主的方式转变低负荷时逐渐向以辐射传热为主的方式转变 （例如达到最低负荷时，辐射传热占（例如达到最低负荷时，辐射传热占90%90%）4-3 4-3 影响炉内总传热系数的因素影响炉内总传热系数的因素固体颗粒特性的影响固体颗粒特性的影响流化风速的影响流化风速的影响床温的影响床温的影响固体颗粒浓度的影响固体颗粒浓度的影响物料循环量的影

31、响物料循环量的影响固体颗粒特性的影响固体颗粒特性的影响1 1）小颗粒的传热系数大于大颗粒；小颗粒的传热系数大于大颗粒；2 2）密度大的颗粒传热系数较大；）密度大的颗粒传热系数较大；3 3）球形和表面光滑的颗粒传热系数）球形和表面光滑的颗粒传热系数高高；4 4）颗粒浓度大，传热系数高）颗粒浓度大，传热系数高流化风速的影响流化风速的影响1 1）流化风速增大，气体对流传热增）流化风速增大，气体对流传热增强；强；2 2）流化风速增大，床层内颗粒浓度）流化风速增大，床层内颗粒浓度降低，固体对流创热减弱；降低，固体对流创热减弱；3 3）所以在增大流化风速的同时，增）所以在增大流化风速的同时，增大给料量，才

32、能提高锅炉负荷大给料量，才能提高锅炉负荷总传热系数沿燃烧室高度的变化总传热系数沿燃烧室高度的变化传热系数传热系数燃烧室高度燃烧室高度MMMM总传热系数沿燃烧室断面的变化总传热系数沿燃烧室断面的变化炉膛中心炉膛中心传热系数传热系数壁面壁面4-5 CFB4-5 CFB锅炉的物料平衡锅炉的物料平衡一、一、CFBCFB锅炉的物料循环系统锅炉的物料循环系统 即由炉膛、分离器及回料装置组成的闭合回路即由炉膛、分离器及回料装置组成的闭合回路称为称为 CFBCFB锅炉的物料循环系统锅炉的物料循环系统二、什么是物料平衡二、什么是物料平衡 指燃料灰分、焦炭、脱硫剂及添加剂等固体物指燃料灰分、焦炭、脱硫剂及添加剂等

33、固体物料在循环系统中形成的动态平衡料在循环系统中形成的动态平衡1.1.密相区的颗粒浓度代表密相区的颗粒浓度代表了其储存热量的能力；了其储存热量的能力；2.2.稀相区的颗粒浓度受热稀相区的颗粒浓度受热面的传热量面的传热量3.3.必须自下而上合理分布必须自下而上合理分布CFBCFB内的固体颗粒的作用：内的固体颗粒的作用：1.1.参与燃烧和脱硫参与燃烧和脱硫2.2.是热量的载体是热量的载体3.3.是传热的媒介是传热的媒介物料平衡关系物料平衡关系一进一进煤带入的灰分煤带入的灰分石灰石等脱硫剂石灰石等脱硫剂二出二出旋风分离器旋风分离器未捕捉到的飞灰未捕捉到的飞灰炉底渣炉底渣分离器效率与物料循环的关系分离

34、器效率与物料循环的关系1 1，物料循环是对床内颗粒的一个，物料循环是对床内颗粒的一个“淘洗淘洗”经过一段时间的运行，最粗的颗粒沉在密经过一段时间的运行，最粗的颗粒沉在密相区，最细的颗粒成为飞灰，只有某一个粒径相区，最细的颗粒成为飞灰，只有某一个粒径范围的颗粒成为稳定的循环灰，稳定了床存量。范围的颗粒成为稳定的循环灰，稳定了床存量。分离器效率与物料循环的关系分离器效率与物料循环的关系2.2.床存量的颗粒粒度大小取决于分离器效率床存量的颗粒粒度大小取决于分离器效率 分离器效率高，则捕捉到的颗粒越小，捕分离器效率高，则捕捉到的颗粒越小，捕捉到的物料量也越多，则锅炉将炉底的粗渣进捉到的物料量也越多，则

35、锅炉将炉底的粗渣进行排放，运行一段时间，床存量中平均颗粒度行排放，运行一段时间，床存量中平均颗粒度变小。变小。“床质量床质量”提高。提高。400400微米微米分布频率分布频率锅炉从启动到带负荷的过程锅炉从启动到带负荷的过程1.1.启动前填充的冷床料粒度筛分较宽较粗启动前填充的冷床料粒度筛分较宽较粗2.2.刚刚启动属于鼓泡床状态刚刚启动属于鼓泡床状态3.3.随着投煤，灰分对床料进行补充随着投煤，灰分对床料进行补充4.4.循环系统启动后，对床料进行这淘洗循环系统启动后，对床料进行这淘洗5.5.细颗粒越来越多，床料平均粒度下降细颗粒越来越多，床料平均粒度下降6.6.颗粒夹带逐渐增加，过渡到快速床状态

36、颗粒夹带逐渐增加，过渡到快速床状态磨损的概念及评价方法磨损的概念及评价方法磨损的机理磨损的机理CFBCFB锅炉不同部位的磨损锅炉不同部位的磨损影响磨损的因素分析影响磨损的因素分析防磨技术措施防磨技术措施CH5 循环流化床锅炉的磨损循环流化床锅炉的磨损5-1 5-1 磨损的概念和评价磨损的概念和评价一、磨损的概念一、磨损的概念 物体工作表面的材料在相对运动中不断发生损物体工作表面的材料在相对运动中不断发生损耗、转移或产生残余变形的现象耗、转移或产生残余变形的现象5-1 5-1 磨损的概念和评价磨损的概念和评价二、磨损的评价指标二、磨损的评价指标 1.1.磨损量（磨损量（mm mmmm mm3 3

37、 mg)mg)用材料的长度、体积或质量的变化来反应材料的总用材料的长度、体积或质量的变化来反应材料的总耗损量耗损量2.2.磨损率磨损率(mm/h mm(mm/h mm3 3/h mg/h)/h mg/h)就是材料磨损的速度就是材料磨损的速度3.3.耐磨性耐磨性(h/mm h/mg h/mm(h/mm h/mg h/mm3 3)在一定条件下，材料抵抗磨损的性能在一定条件下，材料抵抗磨损的性能 5-2 5-2 磨损产生的机理磨损产生的机理1.1.冲击磨损冲击磨损 当固体颗粒沿垂直方向冲击受热面管子时，管子表当固体颗粒沿垂直方向冲击受热面管子时，管子表面出现塑性变形或产生显微裂纹。面出现塑性变形或产

38、生显微裂纹。2.2.切削磨损切削磨损 当固体颗粒以与受热面平行的方向，高速冲刷管当固体颗粒以与受热面平行的方向，高速冲刷管子时，对管子表面产生刨削作用，使管壁变薄。子时，对管子表面产生刨削作用，使管壁变薄。3.3.接触疲劳磨损接触疲劳磨损 气流横向冲刷管子时，管子背面形成涡流，固体气流横向冲刷管子时，管子背面形成涡流，固体颗粒在涡流处对管子背面产生的磨损颗粒在涡流处对管子背面产生的磨损 涡流涡流冲击磨损冲击磨损切削磨损切削磨损接触疲劳磨损接触疲劳磨损5-3 CFB5-3 CFB锅炉不同位置的磨损锅炉不同位置的磨损1.1.炉膛氺冷壁的磨损炉膛氺冷壁的磨损 1 1）氺冷壁与耐火材料交界处的磨损；）

39、氺冷壁与耐火材料交界处的磨损；2 2）不规则管壁的磨损）不规则管壁的磨损2.2.炉膛中其他受热面的磨损炉膛中其他受热面的磨损 1 1）悬吊的过热器；）悬吊的过热器；2 2）埋管的磨损；）埋管的磨损；3.3.尾部受热面磨损尾部受热面磨损4.4.外置换热器的磨损外置换热器的磨损 氺冷壁管氺冷壁管局部磨损严重区局部磨损严重区耐火材料耐火材料图图1 1：炉膛过渡区交界处的磨损：炉膛过渡区交界处的磨损漩涡漩涡沿壁面下行的物料流沿壁面下行的物料流沿壁面下行的物料流沿壁面下行的物料流产生了局部漩涡产生了局部漩涡物料流流动方向转变物料流流动方向转变颗颗粒粒产产生生反反作作用用力力炉炉内内上上行行物物料料流流磨

40、磨损损的的两两个个原原因因图图3 3：氺冷壁局部磨损照片：氺冷壁局部磨损照片图图4 4：氺冷壁局部磨损照片：氺冷壁局部磨损照片图图5 5：不规则管子：不规则管子-炉膛开孔处弯管磨损区域炉膛开孔处弯管磨损区域颗粒流颗粒流上部磨损较轻上部磨损较轻下部磨损严重下部磨损严重图图6 6：不规则管子：不规则管子-管子焊缝处的磨损管子焊缝处的磨损磨损前磨损前磨损后磨损后5-4 5-4 耐火材料的磨损耐火材料的磨损1.1.耐火材料的作用耐火材料的作用 1 1）防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧）防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化腐蚀和磨损；化腐蚀和磨损；2 2）有隔热的作用）有隔热的作用2.CF

41、B2.CFB锅炉使用耐火材料的区域锅炉使用耐火材料的区域 1 1）燃烧室；）燃烧室；2 2）旋风分离器；）旋风分离器；3 3）回料装置）回料装置 图图7 7：CFBCFB锅炉耐火材料使用区域（黑实线）锅炉耐火材料使用区域（黑实线）图图8 8：布风板上的耐火层：布风板上的耐火层图图9 9：氺冷壁上的耐火层：氺冷壁上的耐火层图图1010：氺冷壁上的耐火层（密相区）：氺冷壁上的耐火层（密相区）图图1111：旋旋风风分分离离器器入入口口处处耐耐火火层层3.3.耐火材料损坏的原因耐火材料损坏的原因 1 1）热应力和热冲击；）热应力和热冲击；炉内温度炉内温度循环循环波动，耐火材料的骨料与粘合剂波动，耐火材

42、料的骨料与粘合剂以及金属件的膨胀系数不同，从而产生热应力；以及金属件的膨胀系数不同，从而产生热应力；炉内温度炉内温度快速快速变化，产生热冲击，产生热应力变化，产生热冲击，产生热应力 2 2）固体物料的冲刷；）固体物料的冲刷；3 3）耐火材料性质变化；）耐火材料性质变化；碱金属的渗透、渗碳、粘合剂达不到养护要求、碱金属的渗透、渗碳、粘合剂达不到养护要求、烘炉不充分等，烘炉不充分等，4.4.不同部位耐火材料的损坏不同部位耐火材料的损坏 1 1）燃烧室中的耐火材料；）燃烧室中的耐火材料；炉衬由炉衬由7515075150毫米的致密抗磨浇注料或可塑料毫米的致密抗磨浇注料或可塑料加上相似厚度的保温料构成；

43、加上相似厚度的保温料构成；锅炉运行中的调节、频繁的启停操作都会导致锅炉运行中的调节、频繁的启停操作都会导致在应力下产生裂缝；在应力下产生裂缝；产生裂缝后的温度再反复变化、或床料加在裂产生裂缝后的温度再反复变化、或床料加在裂缝中，会导致耐火层挤压脱落缝中，会导致耐火层挤压脱落 图图1313：炉膛耐火层的损坏（密相区）：炉膛耐火层的损坏（密相区）4.4.不同部位耐火材料的损坏不同部位耐火材料的损坏 2 2）旋风分离器的磨损；）旋风分离器的磨损；分离器入口附近局部磨损严重；分离器入口附近局部磨损严重；分离器的耐火层较厚，运行中温度变化时，容分离器的耐火层较厚，运行中温度变化时，容易产生大的热应力；易

44、产生大的热应力；高温旋风分离器承受较大的热冲击高温旋风分离器承受较大的热冲击 图图1212：分离器分离器局部磨局部磨损严重损严重区区4.4.不同部位耐火材料的损坏不同部位耐火材料的损坏 3 3）立管和返料器；）立管和返料器；4 4）膨胀节）膨胀节 5 5）布风装置）布风装置图图1414：返料阀布风板：返料阀布风板5-5 5-5 影响磨损的因素影响磨损的因素1.1.床料的特性床料的特性2.2.物料循环方式物料循环方式3.3.金属受热面壁温的影响金属受热面壁温的影响4.4.受热面的布置方式受热面的布置方式 床料特性的影响床料特性的影响1.1.固体颗粒的流动速度固体颗粒的流动速度2.2.颗粒的大小颗

45、粒的大小3.3.颗粒的浓度颗粒的浓度4.4.颗粒的硬度（灰分多、劣质煤硬度大）颗粒的硬度（灰分多、劣质煤硬度大）5.5.颗粒的密度和形状颗粒的密度和形状6.6.颗粒的成分（硅、铝含量高，磨损性强）颗粒的成分（硅、铝含量高，磨损性强）物料循环对磨损的影响物料循环对磨损的影响物料循环物料循环去分离器去分离器易磨损区易磨损区400温度温度磨磨损损速速度度说明：说明：1 1）当温度很低时，温度的变化与磨损关系不大；）当温度很低时，温度的变化与磨损关系不大；2 2）当温度达到）当温度达到400400度左右时，温度提高，磨损急度左右时，温度提高，磨损急剧减轻；剧减轻；3 3）温度继续升高，磨损又开始加剧）

46、温度继续升高，磨损又开始加剧金属受热面壁温的影响金属受热面壁温的影响原因原因 ：1 1）当温度很低时，温度的变化不会影响床料和）当温度很低时，温度的变化不会影响床料和金属壁面的硬度，故对磨损影响不大；金属壁面的硬度，故对磨损影响不大；2 2）当温度达到）当温度达到400400度左右时，金属表面形成了氧度左右时，金属表面形成了氧化膜（化膜（FeFe2 2O O3 3 Fe Fe3 3O O4 4 FeOFeO），其硬度远远大于金属），其硬度远远大于金属本身的硬度，故磨损减轻本身的硬度，故磨损减轻3 3）温度继续升高，氧化膜的成分发生了变化，）温度继续升高，氧化膜的成分发生了变化，硬度降低，磨损加

47、剧硬度降低，磨损加剧5-6 5-6 防磨技术防磨技术1.1.采用合理的耐火耐磨材料；采用合理的耐火耐磨材料；2.2.采用合理的结构设计；采用合理的结构设计；3.3.对材料表面进行特殊处理；对材料表面进行特殊处理；4.4.运行中防磨运行中防磨耐火耐磨材料的种类耐火耐磨材料的种类1.1.定型制品；定型制品；1 1）预制品）预制品2 2）各种耐火砖）各种耐火砖2.2.不定型制品；不定型制品；1 1）可塑料）可塑料2 2）捣打料）捣打料3 3）浇注料）浇注料图图15 15 耐火砖的使用耐火砖的使用浇注料与耐火砖相比，其特点有：浇注料与耐火砖相比，其特点有：1.1.软化温度较低软化温度较低2.2.线膨胀

48、系数较小（结合剂加热时会收缩）线膨胀系数较小（结合剂加热时会收缩）3.3.温度急变抵抗性好温度急变抵抗性好4.4.整体性能好整体性能好采用合理的结构设计采用合理的结构设计1.1.交界处的局部防磨交界处的局部防磨2.2.炉内其他受热面防磨炉内其他受热面防磨3.3.对流受热面防磨对流受热面防磨加防磨衬板加防磨衬板加挡板加挡板改进结构一改进结构一改进结构二改进结构二材料工作表面的特殊处理材料工作表面的特殊处理热喷涂、热处理、电镀等热喷涂、热处理、电镀等 热喷涂是一种材料表面保护和强化的新技术，以热喷涂是一种材料表面保护和强化的新技术，以气体、液体以及电弧、等离子弧作热源，将金属、气体、液体以及电弧、

49、等离子弧作热源，将金属、合金、陶瓷、塑料等粉末加热到熔化或熔融状态，合金、陶瓷、塑料等粉末加热到熔化或熔融状态，借助火焰推力或压缩空气喷射而粘附到工作表面，借助火焰推力或压缩空气喷射而粘附到工作表面，从而形成涂层从而形成涂层火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂喷涂处理后的交界处氺冷壁喷涂处理后的交界处氺冷壁CFBBCFBB启动前的试验介绍启动前的试验介绍CFBBCFBB的启动概述的启动概述运行中的主要监控参数及其意义运行中的主要监控参数及其意义锅炉的变工况运行特性锅炉的变工况运行特性CFBBCFBB控制系统简介控制系统简介CH6循环流化床锅炉运行循环流化床锅炉运行6-1

50、 CFBB6-1 CFBB启动的主要试验介绍启动的主要试验介绍风量标定试验风量标定试验布风均匀性检查布风均匀性检查流化床空气动力特性试验流化床空气动力特性试验物料循环系统输送性能试验物料循环系统输送性能试验风量标定试验的目的风量标定试验的目的测定风机性能（风压、风速、风机功率和效率）测定风机性能（风压、风速、风机功率和效率）风压风压=动压动压+静压静压 风速风速 U U2 2 =2=2动压动压气体密度气体密度 标定风机风量标定风机风量运行中进入炉内的风量由笛形管测量，精度不够运行中进入炉内的风量由笛形管测量，精度不够试验时用标准皮托管和笛形管同时测量风量，从而试验时用标准皮托管和笛形管同时测量