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循环流化床锅炉(CFB)简单知识点汇总
2026-09-306

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一、基本概念
  1. 循环流化床锅炉定义
    循环流化床锅炉是利用流化状态燃烧燃料,将炉膛出口高温固体颗粒通过分离器分离送回炉膛反复燃烧的锅炉,属于洁净煤燃烧技术。核心:流化燃烧 + 物料循环。
2.流化原理
  • 床料:炉膛底部石英砂、灰渣等固体颗粒;一次风从布风板向上吹,颗粒由固定床→鼓泡流化床→湍流流化床→快速流化床。
  • 临界流化风速:刚好使床料颗粒悬浮流化的最低风速;运行风速>临界流化风速,大量颗粒被携带出炉膛。
  1. 主要特点
    ?燃料适应性广:褐煤、无烟煤、煤矸石、污泥、生物质等均可燃烧。?低温燃烧:燃烧温度 850?950℃,抑制 NO?生成。
    ?炉内脱硫:添加石灰石,CaCO?煅烧 CaO 与 SO?反应脱硫。
    ?燃烧效率高:颗粒循环多次燃烧,不完全燃烧损失小。
    ?负荷调节范围大:30%?110% 额定负荷稳定运行。
    ?缺点:磨损严重;床料循环系统复杂;排渣、飞灰量大;启动时间长。


二、系统组成

1. 燃烧系统

1)炉膛:下部密相区,上部稀相区。密相区燃料主要燃烧;稀相区颗粒继续燃烧。      2)布风装置:布风板 + 风帽。作用:均匀分配一次风,支撑床料,防止漏渣。风帽损坏会造成流化不良、局部结焦。     3)燃烧室:炉膛本体。

2. 物料循环系统(CFB 核心)

1)旋风分离器:炉膛出口,把高温灰颗粒从烟气分离出来。分为高温绝热旋风、水冷 / 汽冷旋风分离器。     2)返料器(回料阀):U 型阀为主,非机械阀。把分离器收集的灰料送回炉膛;保证烟气不会窜入分离器。返料中断→床压下降、灭火。

返料风:小风量高压风,维持返料器物料流化。

3. 风系统

  • 一次风:经布风板进入炉膛底部,主要作用流化床料、提供密相区燃烧氧气。占总风量 40?70%(与锅炉设计和负荷有关)。
  • 二次风:炉膛不同高度送入,稀相区补氧,扰动烟气,降低不完全燃烧。
  • 返料风:给返料器流化。
  • 播煤风:把燃料播撒进炉膛。
  • 石灰石输送风:输送脱硫石灰石粉。

4. 给料系统

给煤系统、石灰石给料系统;给煤点一般布置炉膛下部。

5. 排渣排灰系统

  • 底渣(大渣)
    :炉膛底部冷渣器排出,颗粒大。冷渣器冷却底渣,回收热量。
  • 飞灰
    :随烟气,分离器收集 + 除尘器收集。飞灰含碳量高可回送炉膛再燃。

6. 汽水系统

与煤粉炉类似:省煤器、汽包、水冷壁、过热器、再热器。过热器多布置在分离器后,避免炉膛内高温颗粒磨损。

三、关键工艺参数

  1. 床温:密相区温度,控制850?950℃
  • >980℃:容易结焦,NO?上升,石灰石脱硫效率下降。
  • <750℃:燃烧不稳,灭火,飞灰含碳量升高。
  1. 床压(料层压差)
    表征炉膛内床料总量。床压高:床料多,流化阻力大;床压低:床料少,燃烧差。调整手段:排大渣。
  2. 一次风速:大于临界流化风速,保证良好流化。风速过低:流化不良、结焦;风速过高:颗粒携带量大,磨损加剧。
  3. 循环倍率:返料灰质量 / 给煤质量。循环倍率越大,颗粒循环越强,燃烧脱硫越好。高倍率 CFB、低倍率 CFB。
  4. 过量空气系数:总风量与理论燃烧空气比值。
  5. 脱硫参数:钙硫摩尔比 Ca/S,一般 1.5?2.5。Ca/S 越高脱硫越好,但石灰石消耗增加,灰量变多。


四、炉内脱硫脱硝

  1. 炉内脱硫原理
    炉膛投入石灰石(CaCO?)
    ①煅烧:{CaCO3 → CaO + CO2}(850?900℃最佳)
    ②固硫:{CaO + SO2 + 1/2O2 → CaSO4}

温度>950℃,CaO 会烧结,孔隙变少,脱硫效率急剧下降。

  1. NO?控制
  • 低温燃烧(850?950℃),大幅抑制热力型 NO?。
  • 分级送风:二次风分级送入,炉膛下部缺氧,降低燃料型 NO?。CFB 原始 NO?低,很多机组搭配 SNCR 脱硝,炉膛喷氨水 / 尿素。


五、常见故障与事故

1. 流化不良、结焦

现象:床温分布不均,床压波动大;局部超温,出现焦块。

原因:床料颗粒过大;风帽堵塞损坏;一次风量过低;床温过高;排渣不及时。

处理:增大一次风量;严重时停炉清焦。

2. 返料器故障(返料中断)

现象:分离器料位升高,炉膛床压快速下降,床温波动,负荷下降。

原因:返料风中断;返料器结焦;异物堵塞。

后果:物料循环消失,锅炉无法维持运行,易灭火。

3. 磨损问题(CFB 最典型问题)

易磨损部位:水冷壁下部、炉膛出口、分离器、返料管道、尾部烟道。

原因:大量高速循环固体颗粒冲刷。

防磨措施:耐磨浇注料、防磨护瓦、喷涂防磨层;合理控制风速。

4. 灭火(熄火)

现象:床温急剧下降,炉膛负压波动。

诱因:燃料中断;床温过低;流化破坏;返料崩溃。

禁止:爆燃,严禁直接投煤,必须吹扫炉膛。

5. 冷渣器故障

堵渣、漏风、冷却失效;排渣不畅造成床压过高。

六、启停要点

启动

  1. 底料铺设:炉膛底部铺合格床料。
  2. 流化试验:冷态流化试验,确认布风均匀,无死床。
  3. 点火启动:床上点火 / 床下点火。床下启动燃烧器加热床料,床温升到 450?500℃开始少量投煤,逐步升温至工作床温。

升温速率严格控制,防止耐火材料开裂。

停炉

  1. 先停止给煤、石灰石;
  2. 维持流化,降温;
  3. 床温降至 400℃以下,停止一次风;
  4. 注意:热态停炉禁止快速放掉床料,防止耐火材料损坏。

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