第6章 物料循環(huán)燃燒系統(tǒng)(1)教材

第6章物料循環(huán)燃燒系統(tǒng)循環(huán)流化床鍋爐三大核心部件

—燃燒室、分離器、回料閥燃燒室分離器回料閥共同構成了循環(huán)流化床鍋爐的——

物料循環(huán)系統(tǒng)燃燒室分離器回料閥循環(huán)流化床鍋爐爐內燃燒與煙風流程循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)示意圖一、燃燒室（爐膛）某廠循環(huán)流化床鍋爐的褲衩腿爐膛和燃燒系統(tǒng)1、燃燒室截面形狀燃燒室截面：呈長方形，寬：深≈2結構優(yōu)點：A、利于給煤和石灰石的均勻擴散；B、保證二次風的穿透；C、盡可能多布置水冷壁面積（多布置受熱面）。典型爐膛形狀2、燃燒室高度考慮水冷壁受熱面布置的數(shù)量、η燃燒、尾部煙道高度、燃燒停留時間等。鍋爐容量↑→水冷壁、尾部受熱面↑→爐子高度↑3、燃燒室錐段一般采用不等截面形式，中、上部大，底部收縮（考慮一、二次風比）等風速變截面好處：A、低負荷運行時也能流化良好；B、楊析量↑→爐膛傳熱量↑；C、降低了上部煙速，停留時間↑→η燃燒↑；D、上部煙速↓→受熱面磨損↓；E、保證煤種的合理燃燒份額分配，上、下溫差較小。

4、爐膛開孔若干開孔：給煤口、回料口、排渣口、二次風口、爐膛煙氣出口、檢修人孔、石灰石給入口、冷渣口風口等。由于正壓運行，所以盡量少開孔，運行時各孔應關閉嚴密。

5、燃燒室密相區(qū)防磨一般在密相區(qū)水冷壁內側襯有耐磨耐火材料。厚：＜50mm，高：4～8m。

6、燃燒室稀相區(qū)防磨主要考慮和注意：錐段交界面、爐膛出口區(qū)域、爐膛開口區(qū)域的磨損。7、大型鍋爐的爐膛容量大→高、深、寬↑，但截面積與體積比↓考慮給煤分布均勻、位置方便可行經濟性→高，不能無限制增加，結構尺寸在合理比例之內

二、布風裝置1－風帽2－隔熱板3－花板4－冷渣管5－風室風帽式布風裝置結構

工作過程：風機－→風室－→風帽底部通道－→風帽上部徑向小孔流出－－－－－→床層底部－→風帽周圍和帽頭頂部產生強烈擾動－→形成氣墊層－→煤粒與空氣均勻混合－→強化氣固間熱質交換－→建立良好流態(tài)。布風裝置的結構設計、布置形式、風帽分布對鍋爐燃燒、物料摻混、爐內傳熱起重要作用。要求：A、均勻密集分配氣流；B、使床料與空氣強烈擾動混合，小孔出口氣流動能大；C、布風板阻力不能太大；D、有足夠強度與剛度，能支承本身與床料重量；E、檢修清理方便。速度大，動能大1、風帽重要附件，安裝在布風板上，主要是將風均勻送入爐膛。常見風帽型式有：小孔風帽、導向風帽、S形風帽、T形風帽、鐘罩式風帽等。（1）、小孔風帽角頂風帽小孔風帽園頂風帽柱形風帽

平孔出風斜孔出風小孔風帽示意圖(a)角頂式(b)園頂式(c)柱形A、園頂風帽：阻力大，氣流分布均勻，大塊雜物、渣卡難清除。B、柱形風帽：阻力小，制造容易，氣流分布較差。C、風帽小孔開在四周側向，每個風帽開6～12個，小孔直徑為φ4～6mm。小孔中心線可水平，也可向下傾斜15°。D、小直徑風帽一般50～60個/m2，風帽大部分埋于耐火材料中，小孔中心線距耐火材料面15～20mm，所以風帽磨損后更換困難。（2）、導向風帽開孔方向特定的風帽，噴口朝著一定的水平方向，或以15°或30°向下傾斜。大噴口動量大，能吹起底部大顆粒渣及雜物，但物料易進風室；風室中灰渣也可由風帽進入爐內，風帽內、外磨損加劇。頂部易損壞，間距小，一個損壞后，周邊風紊亂，加劇周邊風帽磨損。更換復雜，需將耐火混凝土打掉，風帽芯管割掉再更換。（3）、S形（豬尾形）風帽S形風帽也稱豬尾形風帽，結構簡單，由φ20mm鋼管彎制而成，全部埋在絕熱層中。減輕磨損，不會漏料。檢修不便，停爐時灰渣易堵風帽，清理理便，再次啟動吹不透。（4）、T形風帽噴口大，射流動能大，使底部大顆粒灰渣及雜物流化，可防止堵塞，但易漏渣。T形風帽（5）、鐘罩式風帽罩體直徑大（φ159mm），布置間距大（270mm），易于檢修，物料不會漏進風室，罩體上孔徑大（φ22.5mm），不易被顆粒堵塞。罩體更換方便（螺紋連接）。定向排渣能力弱，風帽暴露于濃相區(qū)，易受磨損。長期受熱變形，螺紋風帽難拆裝，也有可能自行脫落。運行時：風帽中有空氣流過→冷卻壓火停爐：無空氣流過→帽頭浸埋在高溫床料中，易燒壞。直徑：φ159mm布置間距：270x270mm。2、布風板布風板：燃燒室下部的爐箅。（1）、作用A、支承物料，形成封閉爐膛，防止物料漏出；B、使氣流均勻，合理分配一次風，物料良好流化；C、阻力為床層阻力的25～30%，維持床層穩(wěn)定運行。（2）、結構形式非水冷式布風板水冷式布風板風帽式布風板布風板型式對流化質量的影響要求：

保證床料流化質量，使之流化均勻、氣泡小、不留死角。非水冷式布風板：由厚12～20mm鋼板或厚30～40mm鑄鐵板組成（或分塊組合）－－花板。

花板：支承風帽和隔熱層，初步分配氣流。花板形狀、大小取決于密相區(qū)底部段的截面，一般為矩形花板。其上開有若干安裝風帽的小孔，其孔節(jié)距大小決定于風帽大小與個數(shù)?；ò迳线€開有若干個冷渣口。冷渣管孔風帽孔水冷式布風板：由爐膛四周的膜式水冷壁延伸、拉稀、彎曲而成，在管子間的鰭片上開孔布置風帽。水冷壁、水冷風室、水冷布風板構成整體，熱膨脹均勻。

水冷壁管146根中的48根管拉稀成膜式板，折向后墻；

焊接罩式風帽，共同構成水冷布風板；布風板面積：3160×13160mm2。（4）、布風板布置方式主要有：V形、回字形、水平形、傾斜形等。其中水平與傾斜形主要用于水冷結構，也是CFB爐最常見的形式。3、風室與風道（1）、作用及要求A、使風室能夠穩(wěn)定向布風板提供均勻有一定壓力的風；B、強度、剛度要大，且嚴密→運行時不變形，不漏風；C、有一定容積，且有一定的穩(wěn)壓作用；D、具有導流作用，可避免形成死角與渦流區(qū)。（2）、風室布置方式

等壓風室、帶均流板風室

水冷風室、非水冷風室風室（4）、風道

風道：連接風機與風室的部件。設計要求或注意：設法減少風道中的壓力損失，減少風機電耗。長度不能太長，減少轉折和截面變化，轉向用弧形板總阻力系數(shù)小→總阻力小一般風道速度：10～15m/s4、小孔風速與布風板開孔率

小孔風速：從風帽小孔噴出的空氣速度。小孔風速↑→對底部顆粒沖擊↑→擾動↑→有利粗顆粒流化↑→熱交換↑→冷渣含碳量↓→低負荷穩(wěn)定性好，負荷調節(jié)范圍大。－－→風帽阻力↑→風機壓頭↑→風機電耗↑。小孔風速↓→粗渣沉積→底部流化不良→冷渣含碳量↑→低負荷不穩(wěn)→結渣來火。根據(jù)煤種、顆粒篩分特性、負荷范圍、風機電耗等綜合考慮風速過大一般，粒度為0～10mm的煤:υ=35～40m/s粒度為0～8mm的煤:υ=30～35m/s密度大的煤取上限，密度小的煤取下限。

開孔率：各風帽小孔面積的總和∑?與布風板有效面積Ab之比值，以百分數(shù)表示。鼓泡床：ηbfb取2%－3%，密度大、粗顆粒份額多取低限CFB爐：一般較高。三、點火裝置由于CFB鍋爐燃用的是劣質煤，因此其點火比煤粉及其它爐困難得多，因此，其點火方式也不同。1、CFB點火先將床料加熱至燃料燃燒所需的最低溫度以上，再用床料熱加熱給入的燃料，使燃料穩(wěn)定燃燒的方法。2、點火過程三個階段：A、床料加熱：用外熱加熱床料至煤燃燒溫度；B、試投燃料：床料達一定溫度，試投燃料,觀察著火情況；C、過渡到正常運行：用風量控制床溫，適時給煤，調節(jié)風煤比。3、加熱床料方法固定床點火：床料不流化，上鋪木柴等，在床料上形成方法炭火，投入引子煤，點火。（沸騰爐）流態(tài)化點火：啟動風機，床料流化，同時加熱床料至燃燒溫度，再投煤，著火燃燒。（CFB爐）床上點火：布風板上部點火加熱床料；床下點火：布風板下部點火，由煙氣加熱床料；床上＋床下點火：上、下同時點火加熱床料。點火燃料：燃油或天燃氣，但大多數(shù)為輕柴油。4、床上點火燃燒器布置在床層上面的兩側墻上，略向下傾斜，→火焰能與流化床接觸→更好加熱床料。由于用火焰直接加熱床料→床料升溫快，但不均勻。在油、煤混燒時易結焦。加熱上表面向下傾斜的啟動油燃燒器

5、床下點火燃燒器布置在布風板下面，在煙氣發(fā)生器內點燃并燃燒生成高溫煙氣→通過布風板和風帽邊流化邊加熱床料→加熱流化同時進行。煙氣從下部進入床料與之充分混合，加熱效果好，減少了熱損失。操作簡單，啟動速度快。但是：裝置龐大，煙氣溫度↑→部件要能耐高溫（發(fā)生器內套、風帽）。第一級點火風三級配風第二級混合風：預燃室→冷風第三級一次風：風室→熱風啟動成功后，第一、二級配風關閉，只留一次風過程中，啟動（一、二級風）慢慢減小至關閉，一次風慢慢開大。床下燃燒器床下煙氣發(fā)生器布置6、床上＋床下聯(lián)合啟動