循环流化床设备及系统.docx

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循环流化床设备及系统

1、什么是循环流化床燃烧？

答：

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入，燃料既不固定在炉排上燃烧，也不是在炉膛空间随气流悬浮燃烧，而是在流化床进行一种剧烈的、杂乱无章、类似于流体沸腾运动状态的燃烧。

2、常用的煤质指标有哪些？

并说明其含义。

答：

（1）水分（M）。

水分是煤中的不可燃成分，其来源有三种，即外部水分、部水分和化和水分。

其中，化和水分是煤中一部分氢、氧化合生成并与煤中化合物结合。

（2）灰分（A）。

灰分是指煤完全燃烧后其中矿物质的固体残余物。

（3）挥发分（V）。

挥发分是煤中的有机质在一定温度和条件下，受热分解后产生的可燃性混合气体，主要成分包括各种碳氢化合物、H2、CO。

（4）发热量（或称热值）。

煤的发热量通常是指单位质量的煤在定压条件下完全燃烧后所释放的热量，单位为KJ/Kg。

3.试述燃料燃烧对人体健康与环境造成的影响。

答：

环境：

大气污染，酸雨，温室效应，全球变暖，对全球气候产生巨大影响。

人体健康：

（1）氮氧化物使人体呼吸道受刺激，引起呼吸道疾病；

（2）CO气体无色无臭有毒，人体一旦吸入微量CO，就会发生头晕、头痛、恶心等症状，严重时会窒息、死亡；（3）煤燃烧还会产生多环芳香烃、二噁英等致癌物质；（4）煤燃烧后进入大气的粉尘浓度高会引起慢性哮喘和其它呼吸道疾病发生。

4、简述循环流化床锅炉系统及其组成。

答：

循环流化床锅炉系统通常由流化床燃烧室（炉膛）、循环灰分离器、飞灰回送装置、尾部受热面和辅助设备等组成，一些循环流化床锅炉还有外置流化床换热器。

5、循环流化床锅炉的特点有哪些？

答：

一、.循环流化床锅炉工作的基本特点是

低温的动力控制燃烧，高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程以及高强度的热量、质量和动量传递过程。

二、循环流化床锅炉的优点：

（1）燃料适应性好；

（2）燃料预处理系统简单；

（3）燃烧效率高；

（4）负荷调节围宽；

（5）燃烧污染物排放量低；

（6）燃烧热强度大；

（7）炉传热能力强；

（8）易于实现灰渣综合利用；

（9）床可不布置埋管受热面；

三、循环流化床锅炉的缺点：

（1）烟风系统阻力较高，风机电耗大；

（2）锅炉受热面部件的磨损比较严重；

（3）实现自动化的难度较大；

6、简述循环流化床锅炉炉膛结构型式。

答：

流化床燃烧室（炉膛）由膜式水冷壁构成，底部为布风板，以二次风入口为界分为两个区：

二次风入口以下的锥形段为大颗粒还原气氛燃烧区，二次风以上为小颗粒氧化气氛燃烧区。

目前采用的炉膛结构主要形式主要有圆形炉膛，下圆上方形炉膛、立式方形（长方形或正方形）炉膛等。

【流化床锅炉的主要形式：

德国Lurgi型、芬兰型Pyroflow、美国FW型、德国Cirofluid型、循环（IR）型】

7什么是沟流？

什么是节涌？

沟流一般分为哪几种形式

答：

1.沟流：

在料层中气流分布或固体颗粒大小分布及空隙率等不均匀而造成床层阻力不均匀的情况下，由于阻力小处气流速度较大，而阻力大处气流速度较小，有时大量的空气从阻力小的地方穿过料层，而其他部位仍处于固定床状态，这种现象称为沟流。

2.节涌：

料层中的气泡聚集汇合并充满床体截面的大部分时，床就会出现“稠密床料层”和携有床料的“稀疏空气层”相间地一起向上运动的情况，当达到某一高度后崩裂，固体颗粒喷涌而下，这种现象称为腾涌（也称为节涌）

3.沟流分为贯穿沟流和局部沟流

8、影响循环流化床锅炉运行的参数有哪些？

答：

煤种，颗粒粒径和燃烧筛分，流化速度U0，循环物料量，过量空气系数，床温，一二次风配比，循环分离器效率等。

9、流态化的典型形态有哪些？

它们存在的条件、特征。

答：

（1）固定床：

明显特征是固体颗粒之间无相对运动。

（2）鼓泡流化床：

悬浮气速达到临界流化速度，床料产生大量气泡，气泡不断上升。

（3）湍流流化床：

最显著的直观特征是“舌状”气流。

（4）快速流化床：

主要特征是床气泡消失，无明显密相界面；床颗粒浓度一般呈现上稀下浓的不均匀分布，但沿整个床截面颗粒浓度分布均匀；存在颗粒成团与颗粒返混现象；在床层底部压力梯度比较高，在床的顶部比较低。

（5）气力输送：

特征是增大风速，床层压降上升。

10、循环流化床锅炉燃烧的特点有哪些？

答：

（1）燃烧效率比较高；

（2）燃料适应性强；（3）煤的清洁燃烧。

11、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成？

答：

燃烧室（炉膛）、布风装置、物料循环系统、给料系统、烟风系统、除渣除灰系统、点火启动装置等。

12、布风板有哪些主要功能？

风帽有什么作用？

答：

一、布风板的主要功能：

a.支撑风帽和床料；

b.对气流产生一定的阻力，使流化空气在炉膛横截面上均匀分布，维持流化床层的稳定；

c.通过安装在它上面的排渣管及时排出沉积在炉膛底部的大颗粒和炉渣，维持正常流态化。

二、风帽的作用：

实现均匀布风以维持炉合理的气固两相流动，直接关系到锅炉的安全经济运行。

13、循环流化床锅炉调节控制系统的主要功能有哪些？

答：

（1）锅炉主控；

（2）给水控制；（3）气温控制；（4）一次风量控制；（5）二次风量控制；（6）风机进口风温控制；（7）床温控制；（8）引风量控制；（9）燃料量控制；（10）石灰石量控制；

（11）炉渣排放控制（12）启动燃烧器及其风量控制。

14简述循环流化床锅炉汽水系统的设备组成及各自作用

答：

一。

省煤器：

a、节省燃料；

b、改善汽包的工作条件；c、降低锅炉的造价

二．蒸发受热面：

（1）汽包：

a汽包是锅工质加热、蒸发、过热各个过程的连接枢纽和分界。

b增加锅炉的蓄热量，有利于运行锅炉的调节。

c改善蒸汽品质。

d保证锅炉安全运行。

（2）下降管：

汽包中的水通过下降管连续不断的送往水冷壁下联箱，供给水冷壁，以维持正常的水循环。

（3）水冷壁：

a。

产生汽水混合物。

b。

降低锅炉造价。

c。

防止结渣，保护炉墙。

三．过热器和再热器：

过热器是将饱和蒸汽加热成为过热蒸汽的热交换器，再热器则是将汽轮机高压缸的排气重新加热到一定温度的热交换器。

15、循环流化床锅炉的热损失有哪些？

（1）机械不完全燃烧热损失

；

（2）化学不完全燃烧热损失

；

（3）排烟热损失

；

（4）散热损失

；

（5）灰渣物理热损失

。

16、130t/h水冷形分离器循环流化床锅炉的主要设计特点有哪些?

答：

（1）从水冷风室到尾部包墙采用了膜式壁结构，连为一体，很好的解决了锅炉的膨胀和密封问题。

（2）由膜式水冷壁加高温防磨衬组成水冷方形分离器，与炉膛组成一个整体，结构紧凑。

（3）在炉膛顶部设置高温过热器，充分利用了换热量随物料循环量和燃烧室温度变化的特点，使得锅炉负荷变动时蒸汽参数能达到额定值；低温过热器位于尾部包墙。

（4）由于采用水冷风室及水冷式布风板，可以采用床下点火。

（5）防磨衬较薄，可以快速启动，节约启动用油，负荷变化速度不再受耐火材料的稳定性限制。

（6）采用自平衡回料系统，运行操作简单，安全可靠。

（7）借鉴大容量锅炉固定膨胀中心的方法，采用刚性平台固定中心，锅炉按预定方向膨胀，利于密封。

（8）采取保守的可靠的防磨措施。

17、简述440t/h超高压再热循环流化床锅炉的主要部件有哪些？

答：

（1）炉膛及水冷壁；

（2）下降管与汽水引出管；（3）过热器系统；（4）再热器系统；（5）省煤器和空气预热器；（6）旋风分离器、连接烟道及飞灰回送装置；（7）冷渣器；（8）膨胀中心；（9）锅炉构架；（10）启动燃烧器

18、简述造成循环流化床锅炉受热面磨损的主要原因。

答：

（1）烟气中颗粒对受热面产生的撞击；

（2）受热面表面受运动速度相对较慢的颗粒的冲刷；

（3）随气泡快速运动的颗粒对受热面的冲刷，以及气泡破裂后颗粒被喷溅到受热面表面从而对受热面产生磨损；

（4）炉局部射流卷吸的床料对相邻受热面形成直接的冲刷；

（5）伴随着炉和炉外固体物料整体流动形式所造成的受热面的磨损；

（6）由于几何形状不规则造成的磨损。

19、造成循环流化床锅炉循环灰系统结焦的原因有哪些？

如何防止？

答：

一、结焦的原因主要是：

（1）燃烧室超温；

（2）循环灰系统漏风；

（3）循环灰中含碳量过高；（4）运行或操作中出现问题。

二、防止结焦的措施主要有：

（1）使用的燃料及其颗粒筛分特性应尽量与设计一致；

（2）燃用煤矸石、无烟煤时尽早按一、二次风比例投入二次风；

（3）运行中应密切监视高温旋风分离器温度；

（4）检查循环灰系统的密封是否良好，发现漏风及时解决；

（5）检查循环灰系统是否畅通，有异物及时排除；

（6）保证适当的送风风量。

20、简述循环流化床燃烧脱硫效率的影响因素？

流化床锅炉减少N2O排放的主要方法？

答：

一、影响因素：

（1）炉膛温度；

（2）钙硫摩尔比（Ca/S）；（3）煤中含硫量及脱硫剂颗粒粒径；（4）脱硫剂反映性（5）；流化速度和床层高度；（6）循环倍率。

二、减少N2O排放的主要方法：

（1）低过量空气系数燃烧；a、提高炉膛温度；

（2）空气分级送入；b、降低过量空气系数；

（3）选择性非催化还原（SNCR）；c、后期燃烧；

（4）选择性催化还原（SCR）；d、加入催化剂促使N2O分解。

（5）其他方法：

燃料分级燃烧；烟气后燃；氧/煤燃烧。

21、什么是物料循环倍率，影响循环倍率的运行因素有那些？

答：

一、循环倍率：

由循环灰分离器捕捉下来并返送回炉的物料量（循环物料量）与新给入的燃料量之比，即

。

二、影响因素：

（1）一次风量；

（2）燃料颗粒特性；

（3）循环灰分离器效率；（4）回料系统的可靠性。

22、分析循环流化床锅炉与普通工业锅炉的相同点及区别。

（1）结构分析

循环流化床锅炉由炉膛、气固物料分离设备、固体物料再循环设备组成，形成一个固体物料循环回路。

其与煤粉炉相比增加布置了两路汽冷式旋风分离器、板状回料管及回料阀。

炉膛则与煤粉炉相同，均由四侧膜式水冷壁组成，但炉膛截面积比煤粉炉要大，同时增加了三组水冷蒸发屏及水冷风室。

（2）对流烟道，布置有过热器、省煤器和空气预热器等与煤粉炉基本相同，但尾部截面面积要比煤粉炉大。

（3）从锅炉汽水系统上分析

其增加了旋风分离器和水冷风室，也就是说干饱和蒸汽的汽冷面积要比煤粉炉大。

循环流化床锅炉汽水系统中过热面积比煤粉炉大，说明安装工作量量也比煤粉炉大。

（4）从锅炉本体燃烧系统上分析

循环流化床锅炉取消了四角切喷燃器，取消了送粉、制粉系统。

但在燃烧室根据流化床锅炉的燃烧特点增加了定向风帽，增加了点火风道，同时增设了两杆床下启动油枪、石灰石粉系统、启动物料系统。

但总体上燃烧系统安装工作量较煤粉炉小

（5）从烟风系统上分析

循环流化床锅炉在具有相同的烟道、冷风、热风系统的同时，又增加了点火增压风道、J阀流化风道、播煤增压风道、床上油枪冷却风道、冷渣器冷却风道、给煤封风管道，说明安装工作量量也比煤粉炉大。

在四台冷渣器中，布置8组水冷管束和1036个定向风帽。

其安装工作要比煤粉炉要大的多。

（6）从附属机械上分析。

每台410t/h循环流化床锅炉主要风机有11台，另外，还有四台计量式给煤机、飞灰再循环风机、石灰石粉风机等，虽然比煤粉炉少了钢球磨煤机、排粉风机、输粉机、给粉机。

但综合比较，其工作量要比煤粉炉稍大。

（7）从耐磨材料上分析，每台410t/h循环流化床锅炉有756吨不定型耐磨耐火材料施工和36立方定型材料施工，这在煤粉炉中是没有的。

均上所述，同容量的锅炉流化床锅炉要较煤粉炉复杂。

23、造成循环流化床锅炉出力不足的原因有哪些？

答：

（1）循环灰分离器效率低；

（2）燃烧份额分配不合理；

（3）燃料颗粒粒径分布与锅炉不适应；

（4）锅炉受热面布置不合理；

（5）锅炉配套辅机设计不合理；

24、物料循环系统有哪些作用？

循环灰分离器必须满足什么要求？

答：

一、作用：

将大量高温固体物料从烟气中分离下来并返送回炉膛，以维持炉的快速流态化状态，使燃料和脱硫剂能够多次循环燃烧和反应。

二、要求：

（1）能够在高温下正常工作；

（2）能够满足极高浓度载粒气流的分离；

（3）具有低阻特性；

（4）具有较高的分离效率；

（5）与锅炉整体上适应，使锅炉结构紧凑。

25、对物料回料装置的要什么？

（1）物料流动性稳定。

由于物料温度高，回料装置中有流动风，要保证物料的流化，且防止结焦；

（2）防止气体反窜。

由于分离器的压力低于燃烧室的压力，回料装置将物料从低压区送入高压区，必须有足够的压力克服负压差，既起到气体的密封作用又能将固体颗粒送回炉膛。

（3）分离器物料回送。

对于自平衡回料控制装置，应满足分离器分离物料回送到炉膛。

26、影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些？

1）切向入口烟气流速的影响；2）烟气温度的影响；

3）颗粒浓度的影响；4）颗粒粒径分布和密度；

5）旋风分离器结构参数的影响；6）分离器下部立管窜气的影响。

27、简述省煤器作用。

（1）节省燃料；a、降低烟气温度；

（2）改善汽包的工作条件；b、减少蒸发受热面；

（3）降低锅炉的造价c、减少给水与汽包壁的温差；

28、简述空气预热器作用。

（1）改善并强化燃烧

（2）强化传热

（3）减小炉损失，降低排烟温度，提高锅炉热效率

（4）热空气可以作燃料干燥剂

29、床下点火器有何优缺点？

一、优点：

1）点火速度快，点火用油少；2）点火简单方便，易于掌握；

3）床料加热速度快;4）点火从布风板下均匀送入料床，床层温度分布均匀，不会引起局部低温或高温结焦。

二、缺点：

1）风室、风道温度较高，易烧坏浇筑料及膨胀节；

2）对风道和点火装置的材料性能要求较高。

30、循环流化床锅炉运行中床温的控制和调整原则是什么？

1）根据煤种、脱硫需要确定适合的运行温度，循环流化床锅炉负荷变化过程中床温的正常围是760－1000℃，视锅炉设计和煤种而异；2）在所有情况下，都应确保送风量和投煤量的合理匹配，一保证锅炉氧浓度处于适当水平；

3）维持正常的床温是稳定运行的关键是再分配燃烧室不同燃烧风风量而总风量保持不变。

床温，即料层温度，是通过布置在密相区的热电偶来检测的。

循环流化床锅炉运行中，为降低不完全燃烧热损失，提高传热系数，并减少CO排放，床温应尽可能高些，然而从脱硫降低Nox排放和防止床结焦考虑，床温应选择低一些。

在一定的负荷下，若给煤量一定，则要调整一次风和下二次风。

一次风在保证床料充分流化的基础上，可适当降低，以减少热烟气带走的热量，保持较高的床温，提高燃烧效率。