循环流化床复习重点修订版

第一章0.鼓泡流化床有明显的床层表面，分为下部的密相区又称沸腾段，有明显的床层表面，上部的稀相区，称为自由空间或悬浮段，缺点：无水冷壁，上部有埋管受热面，对流换热，埋管易磨损，大型化受限，脱硫剂利用效率低。与循环流化床的区别在于没有旋风分离器。循环流化床床层表面基本消失，颗粒夹带明显，某些颗粒大量返混，可观察到乳化相和气泡相的紊乱运动，床层呈湍流状态，相比鼓泡流化床，燃烧效率提高，无埋管。流化类型没有突出。

1.宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性：①在任意高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量②无论床层如何倾斜，床表面总是保持水平，床层的形状也保持容器的形状③床内固体颗粒可以像流体一样从底部或侧面的孔口中排出④密度高于床层表观密度的物体在床层内会下沉，密度小的物体会浮在床面上⑤床内颗粒混合良好，整个床层温度基本均匀。

2.循环流化床锅炉的工作过程：①燃料煤首先被加工成一定粒度范围的宽筛分煤②由给料机经给煤口送入循环流化床密相区进行燃烧，许多细颗粒物料将进入稀相区继续燃烧，并有部分随烟气飞出炉膛③飞出炉膛的大部分细颗粒由固体物料分离器分离后经返料器送回炉膛再参与燃烧④燃烧过程中产生的大量高温烟气流经过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面，进入除尘器进行除尘，最后由引风机排至烟囱进入大气。

3.循环流化床水循环：①锅炉给水首先进入省煤器，后进入汽包，后经下降管进入水冷壁生成汽水混合物②生成的汽水混合物进入汽包进行汽水分离③分离出的水进入下降管继续参与水循环④分离出的饱和蒸汽进入过热器系统继续加热变为过热蒸汽⑤锅炉生成的过热蒸汽引入汽轮机做工。这俩没划重点

4.返料机构处压力最高，大于立管处压力大于旋风分离器压力；炉膛内压力由下至上逐渐降低，水冷壁处压力大于旋风分离器压力，

5.循环流化床锅炉工作条件：床层温度850~950

6循环流化床锅炉的优点：①燃料适应性广，比其他燃烧方式有更丰富的着火热源②燃烧效率高③高效脱硫④氮氧化物排放低⑤燃烧强度高，炉膛截面积小⑥燃料预处理及给煤系统简单⑦负荷调节范围大，调节速度快⑧易于实现灰渣综合利用

7.循环流化床缺点：①N2O排放较高②厂用电率高

第二章8.使床层中颗粒从固定状态转变到流化状态时的空床风速（表观气流速度）称为临界流态化速度或最小流态化速度Umf

9.临界流态化速度的试验确定：通过操作气流的速度，测量床层的压降，得到床层的压降—流速曲线。从低气流速度上升到高气流速度的压降—流速特性试验称为“上行”试验法，但往往采用从高气流速度向低气流速度进行的“下行”试验法。宽筛分颗粒床层从固定床转变为流化床没有明显的“解锁”现象而均匀颗粒床层有。

10.床层阻力特性：指流化气体通过料层的阻力压降△Pb与按床截面计算的冷态流化速度Uo之间的关系。

11.终端速度：颗粒在静止空气中做出速度为零的自由落体运动时，当下落速度增至某一数值时，颗粒受到的阻力重力和浮力三力将达到平衡，颗粒将匀速向下运动，这一临界速度称为终端速度，Ut，即上升系统中气流速度大到一定数值，恰好将固体颗粒浮起并维持静止不动时的气流速度

12.快速流化床是介于湍流流化床和气力输送状态之间的一个流型，存在颗粒成团和返料现象。其区别于鼓泡床和气力输送的最主要特征是气固之间存在非常高的相对速度，快速床区，相对速度随床层密度增大单调减小，随循环物料量增大而增大。与鼓泡流化床另一个不同是后者气相为离散相，乳化相为连续相；前者气相为连续相，乳化相为离散相。

13.44,19,4页图，临界流速计算题

14.同一循环物料量的条件下，床层压降随运行风速的增加而下降，即在同一循环物料量的条件下，速度越大床内的颗粒浓度就越小，因而床内压降和速度成反比关系。另相同气流速度下，随循环流率增加，床层压降增加。

15.煤粒在循环流化床锅炉内大致经历四个连续变化的过程：①煤粒被加热和干燥②挥发分的析出和燃烧③煤粒膨胀和破裂（一级破碎）④焦炭燃烧和再次破裂（二级破碎）及炭粒磨损

16.一级破碎：煤粒中析出的挥发分有时会在煤粒中形成很高的压力而使煤粒产生破碎的现象。二级破碎：当焦炭处于动力燃烧或过渡燃烧工况时焦炭内部的小孔增加，削弱了焦炭内部的连接力。当连接力小于施于焦炭的外力时，焦炭就产生碎片的过程。煤粒处于动力燃烧工况时的二级破碎，整个焦炭颗粒同时产生破碎，又称穿透性破碎。17.带高温气固分离器的循环流化床锅炉，燃烧主要存在于三个不同的区域：炉膛下部密相区，炉膛上部稀相区，高温气固分离器区。采用中温气固分离器的循环流化床锅炉只有炉膛上下部两个燃烧区域。炉膛下部密相区一次风量约为燃料燃烧所需风量的40%~80%，燃料中挥发分的析出和部分燃烧发生在该区域。炉膛上部稀相区的焦炭和一部分挥发分多以富氧状态燃烧，大多数燃烧反应也都在此区域发生。高温气固分离器区多发生一氧化碳和挥发分的燃烧。

18.燃烧份额：每一燃烧区域中燃烧量占总燃烧量的比例，一般可用燃料在各燃烧区域内放出的发热量占燃料总发热量的百分比来表示。密相区燃烧份额增加，为保持密相区出口温度不变，必须增加密相区的吸热量，相应增加密相区的受热面积。否则会出现高温结渣的问题。

19.影响燃烧份额的因素：①煤种：密相区中挥发分低的无烟煤及劣质煤的燃烧份额大，而挥发分高的煤如褐煤其燃烧份额最小。较小粒径的燃煤在密相区的燃烧份额小于表中数值。相同燃烧条件下循环流化床锅炉密相区的燃烧份额远低于鼓泡流化床锅炉密相区的燃烧份额②粒径和粒径分布：同样流化速度下，粒径小的燃煤在密相区的燃烧份额较小③流化速度：流化速度增加时，同样粒径的燃煤颗粒在密相区的燃烧份额会减少④物料循环量：其大小影响锅炉内的热量分配。当循环倍率提高时，一方面循环细颗粒对受热面的传热量及从密相区带走的热量增加，有利于密相区的热量平衡；另一方面细颗粒循环再燃的机会增加，使燃烧效率提高⑤过量空气系数：其增加，床内含碳量会明显下降，燃烧份额在稀相区上部会有所增加，密相区中燃烧份额略有上升⑥密相区床层温度：其越高床下部燃烧份额占得比重也就越大，故密相区上部和过渡区中燃烧份额会明显增加。

20.循环倍率：循环物料量与投煤量的比值

21.流化床锅炉分一二次风的好处：①减少NOx和N2O的生成量②布风板阻力大，床料阻力大，因为若风速大则能耗大③二次风扰动作用，防止一次风节涌使混合更加均匀。

22.循环流化床锅炉沿炉膛高度主导传热方式随固体颗粒浓度的变化关系：沿着炉膛高度方向随着固体颗粒所占份额的减小，主导传热过程由炉膛下部的颗粒对流传热为主转变为颗粒对流传热和辐射传热为主，继而转变为炉膛上部的颗粒和气体的辐射传热为主。所以床中心传热系数最小而边壁处较大。

23.影响循环流化床锅炉炉内传热的主要因素：①颗粒浓度：最重要原因，炉内传热系数随着床内物料颗粒浓度的增加而增大，因为受热面在密的床层会比在稀的床层受到更多来自物料颗粒的热交换②流化速度：对循环流化床锅炉的炉内传热没有明显的直接影响，对鼓泡流化床，开始随着流化速度增加而增加，达到一个最大值后继续增加流化速度，对小颗粒流化床传热系数会减小，对大颗粒流化床传热系数基本保持不变。③床层温度：较高床层温度下，气体和颗粒的热阻力减小，气体的导热系数和辐射传热都会增大④循环倍率：其越大，炉内传热系数也越大⑤颗粒尺寸：循环流化床中不明显，鼓泡流化床中小颗粒的传热系数较大⑥加肋片加强壁面换热⑦悬挂受热面

24.国外循环流化床锅炉的主要形式：①德国鲁奇公司的鲁奇型循环流化床锅炉特点：a循环系统内设主床燃烧室和外置鼓泡床换热器，再热器和过热器受热面布置在外置换热器和对流烟道中。b循环速度在

4.9~9m/s间，循环倍率在30~40以上。c采用分段送风，一二次风量比为4：6，过量空气系数α=1.15~1.20。d炉膛出口布置绝热高温旋风分离器（使锅炉有良好的运行机动性、经济性、燃料适应性，污染物排放量也低），入口处烟温约850℃。e燃煤粒度细一般在3mm以下，可燃用各种燃料。f通过高温旋风分离器下方的高温机械分配阀调节循环物料返回量。g负荷调节比为3:1或4:1，负荷变化率为

5%/min。低负荷工况优势明显。②奥斯龙公司开发的百炉宝型循环流化床锅炉主要特点：二级过热器a不设外置热交换器，采用一个直高温旋风分离器，固体离子的回送借助于环形密封完成b燃烧室分上下两部分，二级过热器布置在炉膛中部（独有特点），抗高温，抗磨损，造价高c采用高温旋风分离方式，分离器布置在炉前、炉两侧或炉膛与尾部烟道之间d炉底送一次风，密相区上方送二次风，通过调节炉内一二次风比例进行床温控制和过热器粗调e可燃用多种燃料f 负荷调节比为3:1或4:1，负荷变化率升负荷为7%/min，降负荷

10%/min。G锅炉本体布置结构紧凑。独特之处在于采用方形分离器，①壳体采用FW式水（汽）冷管壁式，免除了热膨胀节②可紧贴炉膛布置，布置显得紧凑③方形分离器水冷表面敷设一层薄的耐火层，分离器又起到传热面的作用，锅炉启动和冷却速率加快④消除了分离器及料腿内结焦的危险。总之方形旋风分离器比绝热旋风分离器实际成本有所下降，减少散热损失，提高了锅炉效率，由于保温层厚度减少，启停速度提高。③美国福斯特惠勒（FW）公司的循环流化床锅炉特点：方形旋风分离器，a设计了水（汽）冷旋风分离器，既是加热部件，又起分离作用，耐火层薄，耐火层内外温差小，冷炉启动快，适合变负荷运行，冷却介质为水时分离器与炉膛水冷壁一起膨胀可省去膨胀节b炉膛内设有整体化循环物料换热床（材料少，占地面积小）c 整个分离器在结构上和热膨胀方面与锅炉为一体，结构紧凑d回料系

统有自平衡功能，并充当旋风分离器与主床之间的密封e炉膛截面沿高度无变化，炉膛中不装任何对流管屏。故磨损问题小，寿命长f床底风帽采用定向风帽。综上，FW循环流化床锅炉结构紧凑，不易磨损，可靠性高，启动快，调节灵敏。缺点是旋风分离器结构复杂，抓钉极多，制造费用高④法国通用电气阿尔斯通集团公司循环流化床锅炉：单炉膛结构下部为裤衩形的双布风板结构，四个旋风分离器，四个外置换热器。

25.循环流化床锅炉主要热力参数的确定，自己读，理解蒸汽参数对各部分受热面吸收量的要求，主要是符合变化时，加热、蒸发、过热所需要的热量

26.为什么进行一二次风分离？①形成还原性系统（相当于分级燃烧）

②降低风机能耗，分成两股一股送往密相区一股送往稀相区。③降低NOx的排放（一二次风配比由什么决定）

27.循环流化床温度主要受什么限制：床温的上限受到灰的变形温度限制（最主要）。下限应考虑焦炭的着火。还应考虑脱硝脱硫的效果。床层温度≈炉膛出口烟温。目前循环流化床锅炉床温的控制一般采用在密相区布置受热面（靠调节风量和返料量）和布置外置式换热器（调节进入流化床换热器和直接返回燃烧室的固体物料的比例）两大类型。

28.排烟温度：指最后一级尾部受热面的出口温度

29.分析流化床锅炉密相区超温原因：从燃烧份额角度①燃烧性质（烟煤变无烟煤）②燃烧粒径（宽筛分颗粒变粗颗粒）③流化风速↓④一二次风比例一次风比例减少⑤过量空气系数α↑氧浓度↑燃烧份额↑⑥床层温度↑⑦分离器效率↓都会引起密相区燃烧份额↑引起床层超温

30.循环流化床锅炉的二次风口以下区域总是采用较小的横截面积，并采取向上渐扩的结构为什么？

31.高温旋风分离器：通过一段短烟道与炉膛连接，布置于过热器之前，其内烟气、物料温度高甚至在分离器内继续燃烧。内衬有较厚高温耐火材料，外设保温层隔热，热惯性大，启动时间长。缺点：①造价高，占地大②启动时间长运行中易故障③密封和膨胀系统复杂④燃用挥发分较低或活性较差的强后燃性煤种易超温结焦

32.分离器的分离效率：指含尘气流在通过分离器时，捕集下来的物料量占进入分离器的物料量的百分数。与颗粒的直径有关，粒径愈大，分离效率愈高。分级效率是指分离器对某一粒径颗粒的分离效率，只取决于分离器及该颗粒的自身性质。

33.当分级效率为100%时颗粒直径为全分离粒径dc100或称临界粒径；分级效率为50%的颗粒直径称为半分离粒径dc50或称分割粒径，越小表示分离器的性能越好。（选择题）

34.返料装置的基本任务是将分离器分离下来的高温固体颗粒稳定地送回压力较高的燃烧室内，并保证气体反窜计入分离器的量为最小。基本要求：①物料流动稳定，不结焦②气体不反窜③物料流量可控。35.料腿的任务：①将固体颗粒从低压区送到高压区②防止气体反窜。故在循环系统中起着压力平衡的重要作用。循环流化床锅炉中一般采用非流态化式（移动床式）料腿。

36.流动密封阀原理，外置式流化床换热器（EHE）。

37.带有整体化循环物料换热床（INTREX）：有短路流化通道（直流通道，无换热装置）三条，各有标高较高的溢流口，两换热床有标高略低的溢流口，两换热床中分别装设过热器受热面和再热器受热面的一部分。短路流化通道与换热床之间隔墙上都有连通窗口，下部都设有布风板，风帽，下面的风室都是分开的。采用较复杂结构的目的是：①启动时分离出的物料不受到冷却，直接送回主床，使升温快，启动快②启动时还无足够蒸汽流过换热床中的过热器、再热器等受热面，须在此时保护它们不受到加热③启动后可以灵活地调节流入换热床的固体物料量及短路直接流入主床的物料量，以调节主床温度。运行方式：锅炉启动时，从直流通道出热灰流入主床使床温升高，换热床不通风流化，使其中物料沉积、压实，堵死隔墙上的联通口，该部分物料不流动，而短路流化通道则进行通风流化，物料通过溢流口流入主床。正常运行时，两个换热床也通风流化，隔墙上的联通口通畅，物料根据流化料位的高低流入换热床，必要时也可将一部分物料直接流入主床，调节灵活。

38.影响SO2析出的因素：煤的特性结构参数，停留时间，原煤粒径，床温，空气过量系数。

39.钙的利用率：指已经反应的钙摩尔数占脱硫剂中钙摩尔数的百分比脱硫效率：指烟气中的SO2被脱硫剂吸收的百分数。

40.影响循环流化床脱硫效率的主要因素：①脱硫剂和给煤粒径的影响：脱硫剂粒径减小，脱硫效率提高。给煤粒度较大时不仅颗粒破碎和磨损情况加剧，而且不利于燃烧，也不利于脱硫。给煤粒度过小，或煤中细粒份额太大也都会使脱硫效率下降②脱硫剂特性的影响：一般选择CaO含量高且煅烧后孔隙结构较好的石灰石作为脱硫剂。③

Ca/S摩尔比的影响：Ca/S摩尔比=（脱硫剂消耗量*CaO的含量（%）/56）/（燃料消耗量*S的含量（%）/32）随着Ca/S摩尔比的增加，脱硫效率增加，并且当摩尔比小于2.5时，脱硫效率增加得很快，大于2.5之后增加缓慢。摩尔比一般在1.5~2.5范围内④空气过量系数影响：鼓泡床中过量空气系数小于1.0后脱硫效率会急剧下降，提高过量空气系数时脱硫效率总是提高的⑤床温的影响：最佳温度在

830~930℃之间，当温度高于1000℃时，CaO高温烧结迅速增强，使反应比表面积迅速减少，脱硫效率降低。当温度低于800℃，脱硫反应速度较慢并且产物层扩散系数也很小，脱硫效率下降⑥风速的影响：弱影响因素，对鼓泡床，增大风速脱硫效率下降，对循环流化床锅炉，增大风速没有多少负面影响。⑦循环倍率的影响：越大，脱硫效率越高。因为提高循环倍率延长了石灰石的停留时间，可以提高其利用率，同时还可以减少对NOx的刺激增长作用。但是继续增加循环倍率，脱硫效率增加缓慢，因为细颗粒逃逸的可能性也增加，密相区颗粒浓度也可能稍有减少，而使总体的气固反应物在接触中吸收的总量基本保持不变⑧给料方式的影响，分段燃烧的影响，Ca/S比相同时，分段燃烧将导致脱硫效率降低⑨压力的影响：增加压力可以改善脱硫效率并能提高硫酸盐化的反应速度。增压流化床的脱硫效率高于常压流化床的，但压力大到一定程度后改善效果变得微乎其微。

41.N2O（笑气）的生成的影响因素：床温（最佳范围800~900）、过量空气系数（α↑，N2O浓度↑）、停留时间（800~850℃时，时间越长，N2O浓度越大，1000℃以后，几乎没有影响）、煤种（燃料比增加，N2O生成量增加）燃料比：固定碳含量与挥发分的比值

42.减少氮氧化物的方法：①空气分级②低过量空气系数③燃料分级④选择性催化还原（SCR）⑤选择性非催化还原（SNCR）

43.自己看影响氮氧化物排放的主要因素。