流化床锅炉的原理及组成

一、流化床燃烧技术
循环流化床燃烧是在鼓泡流化床燃烧的基础上发展起来的，二者可统称为流化床燃烧。正如所知．燃料的两种经典燃烧方式是固定床燃烧（又称层燃，包括固定炉排、链条炉排等）和悬浮燃烧（例如煤粉燃烧）．固定床燃烧是将燃料均匀布在炉排上，空气以较低的速度自下而上通过燃料层使其燃烧。悬浮燃烧则是先将燃料（如煤）磨成细粉，然后用空气通过燃烧器送人炉膛，在炉膛空间中作悬浮状燃烧。流化床燃烧是介于两者之间的一种燃烧方式。在流化床燃烧中，燃料被破碎到一定粒度，燃烧所需的空气从布置在炉膛底部的布风· 板下送人，燃料既不固定在炉排上燃烧，也不是在炉膛空间内随气流悬浮燃烧，而是在流化床内进行一种剧烈的、杂乱无章、类似于流体沸腾运动状态的燃烧。当风速较低时，燃料层固定不动，表现层燃的特点。当风速增加到一定值（所谓最小流化速度或初始流化速度），布风板上的燃料颗粒将被气流“托起”，从而使整个燃料层具有类似流体沸腾的特性．此时，除了非常细而轻的颗粒床会均匀膨胀外，一般还会出现气体的鼓泡这样明显的不稳定性，形成鼓泡流化床燃烧（又称沸腾燃烧）。当风速继续增加，超过多数颗粒的终端速度时，大量未燃尽的燃料颗粒和灰颗粒将被气流带出流化床层和炉膛。为将这些燃料颗粒燃尽，可将它们从举烧产物的气流中分离出来，送回并混人流化床继续招烧，进而建立起大量灰颗粒的稳定循环，这就形成了循环流化床燃烧。如果空气流速继续增加，将有越来越多的燃料颗粒被气流带出，而气流与燃料颗粒之间的相对速度则越来越小，以致难以保持稳定的嫩烧．当气流速度超过所有颗粒的终端速度时，就成了气力输送。但若燃料颗粒足够细，则可用空气通过专门的管道和燃烧装置送人炉膛使其燃烧，这就是燃料颗粒的悬浮燃烧。图1 一2 示出的是鼓泡流化床燃烧系统。鼓泡流化床燃烧的主要缺点是：① 由于细燃料用空气通过专门的管道和燃烧装置送人炉膛使其燃烧．这就是燃料颗粒的悬浮燃烧。

二、鼓泡流化床燃烧的主要缺点是：① 由于细燃料颗粒在上部炉膛内未经燃尽即被带出，在燃烧宽筛分燃料时燃烧效率不高，脱硫反应的钙利用率低；② 床内颗粒的水平方向湍动相对较慢．对人炉燃料的播散不利，影响床内燃料的均匀分布和燃烧效果，也迫使大功率燃烧系统的给煤点布置过多，不利于设备的大型化；③ 床内埋管受热面磨损速度过快。
为了解决上述问题，20 世纪60 年代，国外在总结和研究鼓泡流化床锅炉的基础上，开发、研制出循环流化床锅炉。如前所述，流化床燃烧的基本原理是床料在流化状态下进行燃烧：一般粗颗粒在炉膛下部，细颗粒在炉膛上部。循环流化床锅炉与鼓泡流化床锅炉两者结构上最明显的区别在于循环流化床锅炉在炉膛上部的出口安装了循环灰分离器（多为旋风分离器），将烟气中的高温细固体颗粒分离收集起来送回炉膛。一次未燃尽而飞出炉膛的颗粒

可以再次循环燃烧，从而大大提高了燃尽率。同时，脱硫剂也可在炉内实现多次循环，脱硫效率得到提高。循环流化床锅炉的“循环”一词因高温物料在炉内的循环而得名。通常，将鼓泡流化床锅炉（又称沸腾炉）称为第一代流化床锅炉，循环流化床锅炉称为第二代流化床锅炉。