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上海工業(yè)鍋爐(無錫)有限公司
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循環(huán)流化床鍋爐工作原理
        循環(huán)流化床鍋爐是一種新型的燃用固體燃料(如煤)的鍋爐。固體顆粒(燃料、石灰石、砂粒、爐渣等)在爐膛內(nèi)以一種氣固流動方式(流態(tài)化)運(yùn)動,離開爐膛的顆粒又被分離并送回爐膛循環(huán)燃燒。爐膛內(nèi)固體顆粒的濃度高,燃燒、傳質(zhì)、傳熱劇烈,溫度分布均勻。
        流化風(fēng)經(jīng)過風(fēng)室由爐膛底部穿過孔的底板(布風(fēng)板)送入爐膛,爐膛內(nèi)是一些粒度為0~6mm的固體顆粒(燃料、石灰石、砂粒等),它們被流化風(fēng)流化呈流體的特性并充滿整個爐膛;較細(xì)的顆粒被氣流夾帶飛出爐膛并由旋風(fēng)分離器(也可以是其它分離器)分離收集,并通過分離器下面的料腿與返料器送回爐膛循環(huán)燃燒;煙氣和不被分離器捕集的細(xì)顆粒排入尾部煙道,尾部煙道和除塵等與常規(guī)煤粉爐相似。
        與其它煤燃燒方式相比,循環(huán)流化床鍋爐的部件主要有布風(fēng)板、分離器、返料器以及外置熱交換器等,下面分別作一簡要介紹。
        布風(fēng)板位于爐膛底部,將風(fēng)室與爐膛隔開,它一方面讓流化風(fēng)穿過布風(fēng)板進(jìn)入爐膛對顆粒均勻流化,另一方面將固體顆粒限制在爐膛布風(fēng)板上,并對固體顆粒(床料)起支撐作用。
        布風(fēng)板基本結(jié)構(gòu)為一平板上分布許多風(fēng)帽 ,風(fēng)帽上開有許多小孔。空氣由風(fēng)室經(jīng)風(fēng)帽小孔進(jìn)入爐膛,同時設(shè)計(jì)的風(fēng)帽小孔讓顆粒不會由爐膛內(nèi)回流進(jìn)入風(fēng)室。布風(fēng)板設(shè)計(jì)的好壞直接影響床內(nèi)顆粒的流化情況,它應(yīng)讓整個床面布風(fēng)均勻,以免顆粒回流并且有一些的強(qiáng)度以支撐固體物料。根據(jù)上述原則,實(shí)際采用的風(fēng)帽還有許多種形式,如豬尾巴型、鐘罩型等,但它們的功能都是相同的。
        分離器是循環(huán)流化床鍋爐的另一關(guān)鍵部件,而典型應(yīng)用廣性能也是旋風(fēng)分離器。旋風(fēng)分離器使含灰氣流在筒內(nèi)旋轉(zhuǎn),固體顆粒由于慣性大,逐漸貼近壁面并向下呈螺旋運(yùn)動,被分離下來;空氣和無法分離下來的細(xì)小顆粒由中間筒排出。旋風(fēng)分離器性能的好壞直接影響循環(huán)流化床的燃燒與脫硫效率,好的旋風(fēng)分離器,其分離效率在99%以上。根據(jù)旋風(fēng)分離器工作溫度,可以將循環(huán)流化床鍋爐分為高溫分離型(800~900℃左右)和中溫分離型(400~600℃左右);根據(jù)冷卻方式,旋風(fēng)分離器又有水冷、汽冷以及砌耐火襯里等多種型式。
        除了旋風(fēng)分離器以外,還有許多其它形式的分離裝置,如U型槽、百頁窗等,它們主要是利用慣性進(jìn)行分離。與旋風(fēng)分離器相比,這些分離器一般結(jié)構(gòu)簡單,布置容易,但分離效率較低。
        返料器也稱作回料(控制)器、回料閥等,是將分離器分離下來的固體顆粒送回爐膛的裝置。返料器的具體結(jié)構(gòu)形式有許多種,如L型、U型、N型等。返料器相當(dāng)于一小型鼓泡流化床,固體顆粒由料腿(立管)進(jìn)入返料器,返料風(fēng)將固體顆粒流化并經(jīng)返料斜管溢流進(jìn)入爐膛,由分離器分離下來的固體顆粒不斷補(bǔ)充,這就構(gòu)成了固體顆粒的循環(huán)回路。
        有些循環(huán)流化床鍋爐帶有外置熱交換器,它是從返料器中將一部分循環(huán)顆粒分流進(jìn)入一內(nèi)置受熱面的低速流化床中,冷卻后的循環(huán)顆粒再送回爐膛。
        其它部件,如用于排放大顆粒底渣的循環(huán)流化床底渣排放系統(tǒng)(包括冷渣器)、煤與石灰石制備系統(tǒng)等,都與常規(guī)煤粉爐有很大區(qū)別。此外,由于循環(huán)流化床煙風(fēng)阻力增加,所需風(fēng)機(jī)的壓頭也比常規(guī)煤粉爐高很多。這些,在循環(huán)流化床大型化過程中,都需要進(jìn)行認(rèn)真的研究。
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2019/07/19 13:22:15

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