循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)及組成

循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室（爐膛）、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。一些循環(huán)流化床鍋爐還有外置流化床換熱器．圖1 一3 為帶有外置流化床熱交換器的循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)示意圖。

1.燃燒室（爐膛）流化床燃燒室（爐膛）由膜式水冷壁構(gòu)成，底部為布風(fēng)板，以二次風(fēng)人口為界分為兩個(gè)區(qū)：二次風(fēng)人口以下的錐形段為大顆粒還原氣氛燃燒區(qū)，二次風(fēng)以上為小顆粒氧化氣氛嫩燒區(qū)。燃料的燃燒過程、脫硫過程等主要在爐膛內(nèi)進(jìn)行。由于爐膛內(nèi)布置有受熱面，大約50 腸燃料釋放熱量的傳遞過程在爐膛內(nèi)完成。順便指出，流化床燃燒室也可以在加壓狀態(tài)下工作（一般將燃燒空氣加壓至0.6-1.6MPa ) ，此時(shí)稱為增壓循環(huán)流化床（PCFB ）燃燒。

2 ．循環(huán)灰分離器
循環(huán)灰分離器是循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一。循環(huán)灰分離器的形式?jīng)Q定了燃燒系統(tǒng)和鍋爐整體布置的形式和緊湊性，其性能對嫩燒室的空氣動(dòng)力特性、傳熱特性、飛灰循環(huán)、燃燒效率、鍋爐出力和蒸汽參數(shù)、鍋?zhàn)o(hù)的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和啟動(dòng)所需時(shí)間、散熱損失以及脫硫劑的脫硫效率和利用率，乃至循環(huán)流化床鍋?zhàn)o(hù)系統(tǒng)的維修費(fèi)用等均有重要影響。

循環(huán)灰分離器的種類很多，新的形式還在不斷出現(xiàn)，但總體上可分為高溫旋風(fēng)分離器和慣性分離器兩大類。
高溫旋風(fēng)分離器的工作原理是利用旋轉(zhuǎn)的含灰氣流所產(chǎn)生的離心力將灰顆粒從氣流中分離出來．根據(jù)殼體結(jié)構(gòu)材料不同高溫旋風(fēng)分離器又可分為絕熱式和水（汽）冷卻式兩種形式，前者內(nèi)部設(shè)有防磨層和絕熱層，后者殼體由水（汽）冷膜式壁構(gòu)成，作為鍋爐蒸汽回路的一部分。慣性分離器的工作原理則是通過急速改變氣流方向．使氣流中的顆粒由于慣性效應(yīng)而與氣流軌跡脫離。
    高溫旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡單，分離效率高，對于30- 50m粒徑的細(xì)顆粒分離效率可達(dá)99%以上，但阻力較大，燃燒系統(tǒng)布置欠緊湊．廣泛應(yīng)用于大型循環(huán)流化床鍋爐上．慣性分離器比旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡單，易與鍋爐整體設(shè)計(jì)相匹配，阻力小，但分離效率遠(yuǎn)低于旋風(fēng)分離器，一般還需要輔以其他分離手段才能滿足循環(huán)流化床鍋爐對物料分離的要求。

3.飛灰回送裝里
飛灰回送裝置主要指送灰器（又稱回料閥、返料閥），是循環(huán)流化床鍋?zhàn)o(hù)系統(tǒng)的重要部件，它的正常運(yùn)行對燃燒過程的可控性以及鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能起決定性作用。

飛灰回送裝置的功能是將循環(huán)灰分離器收集下來的飛灰送回流化床循環(huán)燃燒。由于分離器內(nèi)的壓力低于燃燒室內(nèi)的壓力．循環(huán)灰是從低壓區(qū)回送到高壓區(qū)，飛灰回送裝置還必須起到“止回閥”的作用。如果高壓區(qū)氣體反竄進(jìn)人分離器．將破壞分離下況，降低分離效率，影響灰粒循環(huán)以致循環(huán)流化床鍋爐不能正常運(yùn)行。
由于循環(huán)灰回路溫度高，工作條件苛刻，循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的飛灰回送裝置一般多采用非機(jī)械式的。設(shè)計(jì)中采用的飛灰回送裝置有兩種類型。一種是自動(dòng)調(diào)節(jié)型送灰器，如流化密封送灰器（又稱U 型閥）．另一種是閥型送灰器，如1 ．型閥、V 型閥、J 型閥等。自動(dòng)調(diào)節(jié)型送灰器能隨鍋爐負(fù)荷的變化自動(dòng)改變送灰量，而無需調(diào)整送灰風(fēng)量；閥型送灰器要改變送灰量則必須調(diào)整送灰風(fēng)量，也就是說，隨鍋爐負(fù)荷的變化必須調(diào)整送灰風(fēng)量。

4 ．外置流化床換熱器（外置冷灰床）
外置流化床換熱器是布置在循環(huán)流化床灰循環(huán)回路上的一種熱交換器，又稱外置冷灰床，簡稱外置床。外置床的功能是將部分或全部循環(huán)灰（取決于鍋爐的運(yùn)行工況和蒸汽參數(shù)）載有的一部分熱量傳遞給一組或數(shù)組受熱面，同時(shí)兼有循環(huán)灰回送功能。外置床通常由一個(gè)灰分配室和一個(gè)或若十個(gè)布置有浸埋受熱面管束的床室組成。這些管束按灰的溫度不同可以是過熱器、再熱器或蒸發(fā)受熱面．
外置流化床換熱器采用低速鼓泡流化床運(yùn)行方式，傳熱系數(shù)高。由于循環(huán)灰平均粒徑較小（一般100-150m ) ，流化速度0.3-0.5m/s即可保證正常流化，灰粒對受熱面管束的磨損很小，管束的使用壽命較長．
采用外置流化床換熱器的主要優(yōu)點(diǎn)是：① 解決了大型循環(huán)流化床鍋爐燃燒室四周表面積相對不足，難以布置所需受熱面的矛盾；② 具有調(diào)節(jié)燃燒室溫度和過熱器／再熱器蒸汽溫度的功能，③ 擴(kuò)大了循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和對燃料的適應(yīng)性．