第四章 循环流化床锅炉主要设备第一节 燃烧设备 带有惯性分离器分离物料的循环流化床锅炉与形布置的煤粉炉在结构上大致相同，如图所示。 循环流化床锅炉燃烧设备主要由燃烧室、点火装置、一次风室、布风板和风帽、给煤机等组成。一一 燃烧室结构形式燃烧室结构形式 目前循环流化床锅炉燃烧室的结构主要有如下几种：（1）圆形炉膛；（2）方形炉膛，又分正方形和长方形两种；（3）下圆上方形炉膛。 圆形炉膛或下圆上方形结构的炉膛，圆形部分一般不设水冷壁受热面，完全由耐火砖砌成；内衬耐热且防止炉内或密相区内水冷壁受热面的磨损。 燃料进入炉内燃烧放出的热量被物料和烟气带出炉膛，经高温分离器分离后，物料返回炉内，带有少量飞灰的烟气进入布置有受热面的烟道内进行热量交换。这种结构在运行中，因炉内为正压，高温物料和烟气常常向外泄漏，影响安全运行及环境卫生。 立式方形燃烧室是最常见的炉膛结构，炉膛四周由水冷壁围成。为了防止烟气和物料向外泄漏，一般采用膜式水冷壁。方形结构燃烧室的优点是密封好，锅炉体积相对较小，锅炉起动速度快。这种结构的缺点是水冷壁磨损较大。 随着循环流化床锅炉容量的不断增大，单一炉床和布风板已不能满足大容量的要求。为了获得良好的流化状态和增加蒸发受热面的布置，近几年又出现了多种炉膛结构，如图所示。 无论是圆形结构还是方形结构的炉膛，大多数采用不等截面积形式，即炉膛中、上部截面积较大，下部较小，如图所示。 下部烟气截面流速大于上部流速，其主要目的是为了使炉膛下部形成一个密相区，以利于燃烧和降低上部截面烟速，减小受热面磨损，增大物料在炉内的停留时间，提高燃烧效率。二二 布风装置布风装置1 布风板的作用 流化床锅炉燃烧室下部的炉篦被称为布风板。布风板的主要作用有三个：一是支承静止的炉内物料。二是给通过布风板的气流以一定的阻力，使在布风板上具有均匀的气流速度分布，合理分配一次风，使通过布风板及风帽的一次风流化物料，使之达到良好的流化状态。三是以布风板对气流的一定阻力，维持流化床层的稳定。布风装置的正确设计是流化床锅炉燃烧达到稳定与安全运行的一项关键技术。2 布风装置形式与结构 目前，流化床锅炉采用的布风装置主要有两种形式，即风帽式和密孔板式。风帽式布风装置是由风室、花板、风帽和隔热层组成，通常把花板和风帽合称为布风板。在我国流化床锅炉中广泛应用的是风帽式布风板。图中所示为风帽式布风装置。 布风板的结构型式主要有V型布风板、回字型布风板、水平型布风板和倾斜型布风板四种，如图所示。这两种结构的布风板一般为非水冷式，在低流化速度的锅炉上使用。 水平型和倾斜型布风板采用有利于水冷式结构布置，因此常由拉稀膜式水冷壁构成。这两种结构形式的布风板是循环流化床锅炉中最常见的形式。 由于炉内流化速度较高，物料本身掺混能力很强，一般不再采用非均等配风方式。 风帽式布风装置的工作过程：由风机送入的空气从位于布风板下部的风室通过风帽底部的通道，从风帽上部径向分布的小孔流出，得到具有较高的速度和动能的气流，进入床层底部，使风帽周围和帽头顶部产生强烈的扰动，并形成气流垫层，使床料中煤粒与空气均匀混合，强化了气固间热质交换过程，延长了煤粒在床内的停留时间，建立了良好的流化状态。 因此，对布风装置的布风要求是：（1）能均匀密集地分配气流，避免在布风板上形成停滞区。（2）能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动和混合，要求风帽小孔出口气流具有较大的动能。（3）空气通过布风板的阻力损失不能太大。（4）具有足够的强度和刚度，能支撑本身和床料的重量，压火时防止风板受热变形，避免风帽烧损，并考虑到检修清理方便。布风板的结构如下：（1）花板：花板的作用是支撑风帽和隔热层，并初步分配气流。（2）风帽：风帽总结起来主要分为两大类，即小孔径风帽和导向风帽。导向风帽是一种开孔方向特定的风帽，能使炉底形成的气流将大颗粒床料吹向排渣口，以达到锅炉连续有选择性地排除冷渣。布置有导向风帽的水冷式布风板对于大容量的常压循环流化床锅炉尤其重要。 从风帽小孔喷出的空气速度称为小孔风速，是布风装置设计的一个重要参数。小孔风速越大对流化床的运行越有利。但风帽小孔风速过大将使风机电耗增加。反之，小孔风速过低，容易造成粗颗粒沉积，底部流化不良，冷渣含碳量增大，尤其当负荷降低时，往往不能维持稳定运行，造成结渣灭火。所以，小孔风速的选择，应根据燃煤特性、颗粒筛分特性、负荷调节范围和风机电耗等全面综合考虑。 风帽小孔直径和孔数设计一般用开孔率表示，所谓开孔率就是各风帽小孔面积的总和 与花板有效面积 之比值，即开孔率 通常对于鼓泡床锅炉， 取23，对煤的真实密度大、粗颗粒份额多者取低限，反之取高限。而对于循环流化床，由于采用高流化风速，对布风条件相对宽松，故开孔率有时设计得较高。 开孔率与布风板的阻力以及与床层流化特性相关联。根据大量的运行经验，布风板阻力为整个床层阻力（布风板阻力加料层阻力）的2530才可以维持床层稳定的运行。3 耐火保护层 为避免布风板受热而挠曲变形，在花板上必须有一定厚度的耐火保护层，如图所示。保护层厚度根据风帽高度而定，一般为100150mm.风帽插入花板以后，花板自下而上涂上密封层、绝热层和耐火层，直到距风帽小孔中心线以下1520mm处。4 风室与风道 为了使布风板上方的气流速度能够分布均匀，要求布风板对气流具有一定的阻力。气流阻力的大小是与布风板下风室中的气流分布不均匀性成正比的，因此应使风室中的气流能够在出口有较好的分布，以便在一定的布风板压降下使布风板上的气流分布更为均匀。 风室的布置就是围绕上述目的而进行的，一般要求下述三点：1）具有一定的强度、刚度及严密性，在运行条件下不变形，不漏风。2）具有一定的容积使之具有一定的稳压作用，消除进口风速对气流速度分布不均匀性的影响，一般要求风室内平均气流速度小于1.5m/s。3）具有一定的导流作用，尽可能地避免形成死角与涡流区。 下图是几种常见的风室布置方式。 风道是连接风机与风室所必需的部件。为使风道中的压力损失减小，应减少不必要的风道长度、转折和截面变化，在必须转向时尽可能采用逐渐弯曲的弧形转向形式，使总的阻力系数较小，避免采用过高的气流速度。对于金属管道而言，在估计风道截面时，通常取用的流速在1015m/s。三 点火方式与点火装置 流化床燃烧首先要解决把室温下静止状态的底料转变为流化状态正常燃烧着的床料的问题。流化床的点燃比较困难，因为从点燃底料到正常燃烧是一个动态过程，燃用的通常又是难以着火的劣质煤。点火初期的颗粒和风的温度都低，同样尺寸的颗粒达到流化状态的风量要比热态正常运行时约大1倍；而根据点火时颗粒燃烧和传热的要求，则又希望风量小些以减少热损失。 流化床燃烧锅炉的整个点火启动过程一般可分成三个阶段。（1）底料加热：用外来燃料作热源，把底料从室温加热到引燃温度。（2）底料着火爆燃：底料达到一定温度后，启动风机引燃底料，用它本身燃烧放热进一步使床温急剧上升。（3）过渡到正常运行：用风量控制床温，并适时给煤，调节好风煤比，逐步过渡到正常运行参数。 流化床锅炉的点火方式主要有流态化点火和固定床点火。流态化点火又分为上点火和下点火。上点火和下点火以炉床为界。 流态化点火方式是循环流化床锅炉的最常用最基本的点火方式。床料在流化状态下被加热，效率高，加热均匀，不易结焦。四 给煤机与给煤方式 燃煤循环流化床锅炉，成品煤的颗粒范围通常在025mm之间，而且水分较煤粉炉大得多。常用的给煤机械有螺旋给煤机，埋刮板给煤机和皮带给煤机等，给煤机型式的选择，应根据锅炉容量和给煤点的设计及具体的技术要求来确定。给煤方式 循环流化床锅炉给煤方式分正压给煤和负压给煤两种，正压给煤就是给煤口处炉膛产压力大于大气压，负压给煤为小于大气压力，如图所示。 正压给煤还是负压给煤，是由炉内气固两相流特性决定的。对于炉内呈湍流床和快速床的中高循环倍率的锅炉采用正压给煤。负压给煤方式结构简单，对给煤粒度、水分的要求均较宽。第二节第二节 物料循环系统物料循环系统 物料循环系统是循环流化床锅炉独有的系统，亦属锅炉燃烧系统范畴，是锅炉本体的一个组成部分。该系统主要包括物料分离器、立管和回料阀三部分，其作用是将烟气携带的大量物料分离下来并返逆回炉内形成循环床燃烧。一 物料分离器 循环流化床的物料分离器主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来，送回炉膛，以维持燃烧室的快速流化态状态，保证燃料和脱硫剂多次循环、反复燃烧和反应。 循环流化床锅炉物料分离器根据其分离器布置方式不同分为惯性分离器和旋风分离器两种。 1 惯性分离器 惯性分离器结构简单，热惯性小，运行费用低，广泛应用于循环流化床锅炉中。在惯性分离器内，主要是使气流急速转向或冲击在挡板上后急速转向，其中颗粒由于惯性效应，运动轨迹与气流轨迹不同，从而使两者获得分离。气流速度高，这种惯性效应越大。气流回转半径越小，回转角越大，效率就越高。 惯性分离器大体上可分为两大类，即无分流式惯性分离器和分流式惯性分离器。前者依靠较为急剧的转折，使颗粒在惯性效应下分离出来；后者是使任意一股气流都有较小回转半径及较大回转角，可以采用各种挡板，包括采用典型的百叶挡板构成的百叶窗分离器和采用迷宫式挡板的撞击式分离器。(1)烟气转弯的惯性分离器：在锅炉炉膛出口，通常利用结构布置组成烟气转弯的惯性分离器，属于无分流式惯性分离器。(2)百叶窗分离器：是一种分流式惯性分离器，主要部分是一系列平行排列的对来流气体呈一定倾角的叶栅。百叶窗分离器的叶片分为平板型和波纹型。实验表明，波纹型叶片分离效率高于平板型。 撞击式分离器：撞击式分离器是惯性分离器的一种类型，它依靠撞击横向布置在气体通道上的分离体来分离固体。撞击式分离器通常用于分离粗颗粒和阻力较低的场合，特别适用于大型循环流化床锅炉。 撞击式分离器分离机理是：当气固两相流流经撞击式分离器时，气流可绕着分离体流动，固体颗粒由于携带的动量要比气体大，它们得以继续按原来方向运动，因而偏离主气流方向，最后撞击在分离体上。 平面流惯性分离器：最常见撞击式分离器布置在炉膛出口水平烟道区段，属于惯性高温分离器，也称平面流惯性分离器。平面流分离器由许多耐火材料制成的异型砖砌筑而成。 炉内惯性分离器：炉内惯性分离器是将惯性分离器布置在炉内。 与受热面相结合的撞击式分离器：是国内提出的特殊结构的鳍片管束撞击式分离器，其分离元件是由鳍片焊在锅炉中垂直布置的过热管束或对流管束上构成的。这种结构可望解决由于分离元件的高度增大而导致颗粒的二次夹带增加的问题。另外，因有管束的支撑，不会出现分离元件较长时墙片变形弯曲等现象而导致分离效率的下降，这一特点为现有的几种惯性分离器所不具备。2 旋风分离器 旋风分离器结构简单，分离效率高，广泛用于循环流化床锅炉中，典型结构有耐火材料制成的高温旋风分离器和水冷、汽冷高温旋风分离器。（1）典型旋风分离器：用于循环流化床锅炉的典型旋风分离器以上圆下锥、气流切向进入为基本形式。由于没有转动部件，结构简单，效率高，运行性能稳定，维护方便，特别适合于循环流化床锅炉。（2）高温旋风分离器：高温旋风分离器通过一短烟道与炉膛连接，根据锅炉结构差异及分离器台数的多少布置于炉室后侧、前墙或侧墙，但布置于炉后者较多。分离器内衬为高温耐火材料，外设保温层隔热，耐火材料用量较大。所以热惯性大，使启动时间增长，费用增加，有的锅炉采用水冷或汽冷式旋风分离器，虽然基本解决了热惯性大的问题，但制造工艺比较复杂。（3）中温旋风分离：中温分离分离器入口介质温度较低，一般不高于600。与高温分离相比，有如下几方面特点：1）尺寸可以减小，提高分离器效率。2）保温层较薄，缩短锅炉起停时间，减小散热损失。3）分离器内不会发生燃烧，也不会超温结焦。4）对保温材料的耐温要求降低，可以降低成本。5）分离下来的物料温度较低，对抑制炉床超温，防止炉床发生结渣以及对负荷调整有利。（4）下排气式的旋风分离器：由于循环流化床的燃烧室较高，将此分离器设置于尾部烟道上部是比较合适的。尾部烟道一般尚有足够的高度布置受热面，所以采用这种分离器可以缩小锅炉的外部尺寸，从而降低造价。（5）水冷式高温旋风分离器：清华大学提出了一种带收集袋的水冷旋风分离器，设置了多个旋涡收集装置，对宽筛分物料实行分级分离，能有效地减轻分离器内壁的磨损与物料在分离过程自身的磨碎，分离效率高，阻力较小，高度大大降低，且结构上有利于实现水（汽）冷却结构，特别适合大型循环流化床锅炉采用。（6）卧式旋风分离器：卧式旋风分离器是由膜式水冷壁构成，并为炉室的一部分。该分离器有三个分离室，因此又称为三旋涡室分离器，如图所示。 第一分离室为主旋涡室，大部分固体颗粒在此被分离后经回料道返回密相床。第三分离室为与主旋涡室串接的旋涡室，它能有效地降低主旋涡室分离出来的粒子的二次夹带。二 回料立管 通常把物料循环系统中的分离器与回料阀之间的回料管称为回料立管，也称为竖管或料腿。立管的作用是输送物料、系统密封、产生一定的压头防止回料风或炉膛烟期从分离器下部进入，与回料阀配合使物料由低压向高压处连续稳定地输送。采用物料内循环和夹道循环方式的部分锅炉是以回料夹道达到立管的回料作用。 立管的有效压头和管内物料流动状态，在设计中非常重要，并因此确定立管高度和管径等参数。 1 立管的有效压头 图中给出采用L型阀炉外循环方式的锅炉示意图。有等式： 式中： 为立管两端的压差， 为回料阀阻力， 为炉膛阻力， 为分离器阻力。这个等式就是循环回路的压力平衡方程式。上式仅是L阀回料系统的压力平衡方程式，对于V型阀由于立管内物料流动状态及阀的特性不同而有所变化。2 立管内物料的流动状态 立管内物料的流动状态主要有移动床流动和流态化流动两种，它与立管的高度、直径和回料阀充气点位置、料位等因素有关。（1）移动床流动：立管中的物料伴随有一定的气体向下流动，当气固两相流未达到流态化状态时，物料处于移动床状态向下滑动。这时回料阀最大传递物料量取决于立管中物料的高度。立管的最小高度Lmin应满足： 为了留有一定的裕度，通常立管高度等于（1.52.0）Lmin。（2）流态化流动：立管内物料流态化流动，对于立管高度要求并不像移动床流动那样严格，同样立管高度能够传递更多的物料。对于流态化流动，立管内固体颗粒下滑速度应该小于产生节涌之前的气泡速度，不然将失去有效压头和系统稳定。三、回料阀 物料循环系统的另一部件回料器，通常称为回料阀。回料阀分为机械阀和非机械阀两种。目前普遍使用非机械回料阀。回料阀种类较多，使用较多的有L型阀、U型阀和V型阀。下面是三种阀的示意图。 1 L型阀 L型阀是最简单的一种非机械阀，如图所示，它由直角弯管、垂直管和水平管组成。L型阀的垂直段与分离器相连，水平段与炉膛相连。回料风充气点以上为立管，以下为阀体，一定温度和压力的回料风由充气点进入阀体，推动物料返回炉膛，调节回料风可以控制回料风的多少。采用L型阀的循环流化床锅炉应装设立管料位计，回料量采用自动控制手段，保证物料循环系统的稳定运行。2 U型阀 U型阀是一种比较普遍的非机械阀。阀的底部布置有一定数量的风帽，阀体由隔板和挡板分成三部分，如图所示。隔板的右端与立管连通，左侧为上升段，两侧之间一长方形孔口使物料通过。U型阀在调节上可靠，出料一侧小流化床所需的流化气体也很少。U型阀属于自平衡阀，即流出量根据进入量自动调节，阀本身调流量的功能较弱。3 V型阀 V型阀是近年来提出的新型回料阀。该阀由立管、孔口和截面为V形的小流化床组成，如图所示。回料风由立管底部经布风板、风帽送入，固体物料和气体经孔口进入炉膛，V型阀立管中物料为流态化流动，因此V型阀称为自动阀。4 H型阀 H型阀将物料流量的控制风和返送物料的回料风分开。通过调节两股风的流量来调节回料量和控制阀内温度，避免阀内因局部温度过高而发生结焦，提高回料阀工作可靠性。该阀具备了L型阀和U型阀的优点，目前已在国产75t/h小低倍率循环流化床锅炉上采用，效果较好。但H型阀对材质和制造工艺要求较高，相对造价偏高，结构较复杂。第三节 燃煤制备系统 相对于煤粉炉的制粉系统，循环流化床锅炉亦有制煤系统。两者的差异仅仅是制出的成品煤的粒径大小不同。流化床锅炉燃煤粒径要比煤粉炉的粗得多，粒径一般在025mm之间。几年运行实践表明，原有的简单的制粉系统满足不了流化床锅炉本身对燃煤粒度的技术要求。通过对国内35t/h、75t/h流化床锅炉制煤系统的分析，结合国外比较成熟的经验，以及国内研究成果，给出几种制煤系统方案，并加以分析和讨论。一 燃煤颗粒特性对流化床锅炉的影响1 燃煤颗粒特性曲线燃煤颗粒特性具有三个含义： (1)燃煤粒径大小范围。 (2)燃煤粒度的配级，即各粒径的燃煤占总量的百分比。 (3)在粒径范围内，以颗粒大小排列应连续无间断。 依据上述三点，锅炉燃煤可作出一条曲线。图中所示为国家“八五”技术攻关项目220t/h平面流循环床锅炉成品燃煤颗粒特性曲线和原煤颗粒曲线图。燃煤颗粒特性曲线是流化床锅炉设计、运行的一个重要的技术要素。它比笼统地给出燃煤粒径范围或仅给d1mm的燃煤占总量百分之几更科学，更直观，同时也是设计制煤系统和选择破碎机械的依据。2 燃煤颗粒特性对流化床锅炉的影响 燃煤颗粒特性对流化床锅炉的燃烧，炉内传热、受热面磨损及结焦的影响，一直是国内外研究的重点，也有过教训。在实际运行中的结果是：(1)由于粗颗粒较多，且沉浮于燃烧室下部燃烧，造成密相区燃烧份额过大，炉床超温结焦。运行中为避免结焦，减小给煤，导致出力降低。(2)当煤种变化时，燃料粒度不能随着改变。(3)燃煤颗粒较粗，床层加厚，风阻增大。 流化床锅炉的燃煤粒径，目前发展的趋势是国外由于普遍采用飞灰和炉渣以及烟气再循环技术，燃煤粒径逐步由原来比较细小变粗；而国内由最初的030mm降至020mm，由粗变细，并尽量减少大颗粒的份额。 燃煤颗粒特性对循环流化床锅炉的影响主要有如下几点：1 燃煤粒径对炉内燃烧份额的影响。2 粒径大小对炉内物料浓度及循环倍率的影响。3 颗粒大小对受热面磨损的影响。 燃煤颗粒特性对于炉内物料浓度和循环倍率的影响，实质上是对炉内传热的影响，因此在运行中，通过调整燃煤粒度亦可调整锅炉燃烧及汽温、汽压。二 制煤系统下面列出几种制煤系统方案。1 两级破碎系统 两级破碎系统是在一级破碎系统的基础上在加一级破碎设备组成。主要有两种方式，如下图所示。 2 棒磨制煤系统 棒式研磨机一般用于矿石的破碎和研磨。该制煤系统简单，运行可靠，一般不受原煤中水分等的影响，燃煤粒度也可在一定范围内调整。因此，对于燃用无烟煤、石煤或对燃煤粒度要求较细的流化床锅炉比较适用。其缺点是投资相对较大、成品煤输送有一定的困难。3 锤击磨制煤系统 锤击磨制煤系统是在传统的竖井式锤击磨制粉系统的基础上做的改进，即采用新型的锤击式碎煤机，并在锤击磨入口增加了分选干燥管，如图所示。 4 带有干燥分选装置的制煤系统 一级和两级破碎制煤系统最大的缺点是无法解决原煤中的水分对破碎粒度的影响，因而就有了带有干燥分选装置的制煤系统。该系统就是在简单的一级破碎制煤系统中去掉振动筛，增加一个干燥分选装置。干燥分选装置有多种型式，这里介绍采用热烟气作为干燥介质的“烟气干燥分选装置”和以蒸汽作为干燥热源的“蒸汽干燥分选装置”。(1)烟气干燥分选装置：实际上就是一个流化干燥床，其原理是原煤由落煤管进入干燥室，热烟气由管道引入风室，通过布风板和风帽，流化干燥原煤，如图所示。 蒸汽干燥分选装置：图中所示是以蒸汽作为干燥热源的干燥分选装置。 带有干燥分选装置的制煤系统对流化床锅炉来说是一个比较理想的制煤方案，它布置灵活，运行可靠，投资比棒磨和锤击磨制煤系统小。由于采用了干燥分选装置，环锤式破碎机工作可以不受铁块，水分的影响。其容量可根据分选出煤量多少而定。该制煤系统尽管比一级或二级破碎制煤系统投资大、较复杂，但它可以保证制煤粒度符合锅炉要求，运行可靠，维护工作量小，从总体效益来看，采用该系统要比简单的一级、二级破碎系统要经济得多。第四节 风烟系统 循环流化床锅炉的风烟系统比较复杂，风机数量也相对较多。如果自动化控制水平不高时，仅靠运行人员手动操作往往顾此失彼，变工况运行的调整时间必将加长。在此只介绍风系统。一 风系统的分类及作用 循环流化床系统根据其作用和用途主要分为一次风、二次风、播煤风、回料风、冷却风、石灰石输送风等。1 一次风 循环流化床一次风是单相的气流，主要作用是流化炉内床料，同时给炉膛下部密相区送入一定的氧量供燃料燃烧。一次风由一次风机供给，经布风板下一次风室通过布风板、风帽进入炉膛。一次风量一般占总风量的5065，当燃用挥发分较低的燃料时，一次风量可以调整大一些。2 二次风 二次风的作用与煤粉炉的二次风基本相同，主要是补充炉内燃料燃烧的氧气和加强物料的掺混，另外能适当调整炉内温度场的分布，对防止局部烟气温度过高，降低NOx的排放量起着很大作用。 3 播煤风 其概念来源于抛煤炉，其作用与抛煤炉的播煤风一样，使给煤比较均匀地播撒入炉膛，提高燃烧效率，使炉内温度场分布更为均匀。 播煤风一般由二次风机供给，运行中应根据燃煤颗粒、水分及煤量大小来适当调节，使煤在床内播撒更趋均匀，避免因风量大小使给煤堆集于给煤口，造成床内因局部温度过高而结焦或因煤颗粒烧不透就被排出而降低燃烧效率。4 回料风 非机械回料阀均由回料风作为动力，输送物料返回炉内。根据回料阀的种类不同，回料风的压头和风量大小及调节方法也不尽相同。自平衡回料阀当调整正常后，一般不再作大的调节；L型回料阀往往根据炉内工况需要调节其回料风，从而调节回料量，回料风占总风量的比例很小，但对压头要求较高。对回料阀和回料风应经常监视，防止因风量调整不当而致阀内结焦。5 冷却风和石灰石输送风 冷却风和石灰石输送风并非每台循环流化床锅炉都有的。冷却风是专供风冷式冷渣器冷却煤渣的；石灰石用风是对采用气力输送脱硫剂石灰石粉而设计的。 冷却风常由一次风机出口引风管供给，或单设冷渣冷却风机。 循环流化床锅炉的主要优点之一，是应用廉价的石灰石粉在炉内可以直接脱硫。因此，循环流化床锅炉通常在炉旁设有石灰石粉仓。虽然石灰石粉粒径一般小于1mm，但因其密度较大，一般的风机压头无法将石灰石粉从锅炉房外输送入仓内；若用气力输送时，应经过计算并选择风机类型。二 送风系统的几种布置形式 循环流化床锅炉风机多、风系统复杂、投资大、运行电耗也较大，这是它的特点之一。 因此，在风系统设计时应尽可能地减少风机，简化系统。但每种风都有其独自的作用，而且锅炉工况变化时，各风的调节趋势和调整幅度又不相同，往往互相影响，给运行人员的操作带来困难。因此，对于风系统的设计必须进行技术经济比较、进行系统优化，下面对送风系统的几种布置形式做一简单介绍。1 中小型锅炉的风系统 中小容量的循环流化床锅炉，风量相对较小，风机选型广阔。对于系统技术要求又不太高，尤其国内生产制造的75t/h容量以下的锅炉，基本未采用石灰石脱硫和连续排渣冷渣技术。所以，风系统设计比较简单，主要有以下两种方式。 方式一：是根据锅炉容量一般布置一台或二台送风机，由送风机供给锅炉所需的一次风、二次风和播煤风以及回料风。 方式二：是把一、二次风分别由各自风机提供，比较好的解决了上述的矛盾，但风系统较方式一复杂些。两者综合比较，方式二优于方式一。2 容量较大锅炉的风系统 对于容量大于130t/h的锅炉，由于总风量较大，而大风量高压头风机的选型比较困难，常采用串联风机方式提高风压，并且由于容量较大的锅炉均采用石灰石脱硫和连续排渣，甚至设计有烟气返送和飞灰返送系统，因此使风机类型和台数大大增加，风系统更加复杂。 方式三和方式四是两种相对比较简单的布置方式，如图所示。 方式三和方式四共同的特点是采用分别供风的形式布置的，低压风由二次风机供给，高压用风基本上由一次风机供给，特殊用风独自设立风机。当然，在具体系统设计时也考虑互为备用问题。这种布置方式，对于运行操作和调整比较方便。方式四中，高压风是由容量较大的送风机提供风源，高压风由送风机出口串联的加压风机增压后供给，以满足一次风和冷渣风用风的需要。上述两种方式投资相对较大，对于大、中型锅炉风系统布置比较有利。第五节 除渣除灰系统 循环流化床锅炉除风烟系统比常规煤粉炉复杂外，灰渣系统的复杂又是它的特点之一，如图所示。一 除渣系统 循环流化床锅炉除渣系统包括冷渣和输渣两部分，输渣又分为外输渣和渣再循环。1 冷渣器 循环流化床锅炉运行中必须保持一定的灰平衡。灰平衡的基本概念之一就是进入炉内的灰量和排出的灰量保持平衡，即重量相等。这里所讲的“灰”包括给入燃料中含有的灰、脱硫用的石灰石、加入的砂子和飞灰、炉渣的再循环部分。对于一台锅炉飞灰和渣的排出量一般是一定的，但灰渣比往往不同。 目前采用最多的冷渣器有水冷螺旋冷渣器、风冷式冷渣器以及风、水混冷式冷渣器三种。 (1)水冷螺旋冷渣器：其螺旋叶片轴为空心轴，内部通有冷却水，外壳也为双层结构，中间有水通过。当850左右的炉渣进入螺旋冷渣器后，一边被旋转搅拌输送，一边被轴内和外壳层内流动的冷却水冷却。螺旋冷渣器是使用最普遍的冷渣器之一。它具有体积小、占地面积和空间小、易布置、冷却效率较高等优点。(2)风冷式冷渣器：风冷式冷渣器一般由三个小型流化床仓室组成；它起着类似于利用温差的反流换热器的作用，如图所示。高温灰渣首先进入第一流化仓室被冷风流化冷却至一定温度后进入第二仓室再冷却，最终从第三仓室排渣口排出。冷风在流化冷却灰渣过程中被灰渣加热分别从仓室上部排出作为二次风再返送回炉膛。风冷式冷渣器具有如下优点： 1）热交换性能强，并可有选择性地在用过的床料中除去粗颗粒以控制炉膛下部密相区中的物料量。2）能把细的未反应的石灰石和燃料颗粒进行分级并重新吹入炉膛，降低钙硫比和提高锅炉燃烧效率。3）进入冷渣器的冷却风能将用过的床料物理热回收并送回炉膛。4）锅炉排出的灰渣在流化仓室内仍可继续燃烧，尽量把用过的床料中的未燃尽碳燃尽。5）操作简单、方便，不发生机械故障。2 炉渣输送方式 炉渣的输送方式和输送设备的选择，主要决定于灰渣的温度，对于温度较高的灰渣一般采用冷风输送，对于未布置冷渣器、渣量不大的小型循环流化床锅炉可以采用。一般中、大容量的锅炉均布置有冷渣器，冷渣器通常把灰渣冷却至200以下。因此，灰渣可以采用埋刮板输送机把灰渣输送至厂房外仓内。对于温度低于100的炉渣，亦可采用气力输送方式。气力输送系统简单、投资小、易操作，但管道磨损较大。在电厂中最常用的输渣方式是埋刮板和气力输送。二 除灰系统 循环流化床锅炉除灰系统与煤粉炉没有大的差别。但采用静电除尘器和浓相正压输灰或负压除灰系统时，应当特别注重循环流化床锅炉飞灰、烟气与煤粉炉的差异。如循环流化床锅炉由于炉内脱硫等因素使其烟尘比电阻高，而且除尘器入口含尘浓度大，飞灰颗粒粗等，这些都将影响电除尘器的除尘效率和飞灰输送。因此，对于循环流化床锅炉不宜采用常规煤粉炉电除尘器，必须特殊设计和试验，对于输灰也应考虑灰量的变化以及飞灰颗粒的影响。