【正文】 第四章 循環(huán)流化床鍋爐主要設(shè)備 第一節(jié) 燃燒設(shè)備 帶有慣性分離器分離物料的循環(huán)流化床鍋爐與 Ⅱ形布置的煤粉爐在結(jié)構(gòu)上大致相同，如圖所示。 循環(huán)流化床鍋爐燃燒設(shè)備主要由燃燒室、點火裝置、一次風(fēng)室、布風(fēng)板和風(fēng)帽、給煤機(jī)等組成。 一 燃燒室結(jié)構(gòu)形式 目前循環(huán)流化床鍋爐燃燒室的結(jié)構(gòu)主要有如下幾種： （ 1）圓形爐膛； （ 2）方形爐膛，又分正方形和長方形兩種； （ 3）下圓上方形爐膛。 圓形爐膛或下圓上方形結(jié)構(gòu)的爐膛，圓形部分一般不設(shè)水冷壁受熱面，完全由耐火磚砌成；內(nèi)襯耐熱且防止?fàn)t內(nèi)或密相區(qū)內(nèi)水冷壁受熱面的磨損。 燃料進(jìn)入爐內(nèi)燃燒放出的熱量被物料和煙氣帶出爐膛，經(jīng)高溫分離器分離后，物料返回爐內(nèi)，帶有少量飛灰的煙氣進(jìn)入布置有受熱面的煙道內(nèi)進(jìn)行熱量交換。這種結(jié)構(gòu)在運行中，因爐內(nèi)為正壓，高溫物料和煙氣常常向外泄漏，影響安全運行及環(huán)境衛(wèi)生。 立式方形燃燒室是最常見的爐膛結(jié)構(gòu)，爐膛四周由水冷壁圍成。為了防止煙氣和物料向外泄漏，一般采用膜式水冷壁。方形結(jié)構(gòu)燃燒室的優(yōu)點是密封好，鍋爐體積相對較小，鍋爐起動速度快。這種結(jié)構(gòu)的缺點是水冷壁磨損較大。 隨著循環(huán)流化床鍋爐容量的不斷增大，單一爐床和布風(fēng)板已不能滿足大容量的要求。為了獲得良好的流化狀態(tài)和增加蒸發(fā)受熱面的布置，近幾年又出現(xiàn)了多種爐膛結(jié)構(gòu)，如圖所示。 無論是圓形結(jié)構(gòu)還是方形結(jié)構(gòu)的爐膛，大多數(shù)采用不等截面積形式，即爐膛中、上部截面積較大，下部較小，如圖所示。 下部煙氣截面流速大于上部流速，其主要目的是為了使?fàn)t膛下部形成一個密相區(qū)，以利于燃燒和降低上部截面煙速，減小受熱面磨損，增大物料在爐內(nèi)的停留時間，提高燃燒效率。 二 布風(fēng)裝置 1 布風(fēng)板的作用 流化床鍋爐燃燒室下部的爐篦被稱為布風(fēng)板。布風(fēng)板的主要作用有三個：一是支承靜止的爐內(nèi)物料。二是給通過布風(fēng)板的氣流以一定的阻力，使在布風(fēng)板上具有均勻的氣流速度分布，合理分配一次風(fēng)，使通過布風(fēng)板及風(fēng)帽的一次風(fēng)流化物料，使之達(dá)到良好的流化狀態(tài)。三是以布風(fēng)板對氣流的一定阻力，維持流化床層的穩(wěn)定。布風(fēng)裝置的正確設(shè)計是流化床鍋爐燃燒達(dá)到穩(wěn)定與安全運行的一項關(guān)鍵技術(shù)。 2 布風(fēng)裝置形式與結(jié)構(gòu) 目前，流化床鍋爐采用的布風(fēng)裝置主要有兩種形式，即風(fēng)帽式和密孔板式。風(fēng)帽式布風(fēng)裝置是由風(fēng)室、花板、風(fēng)帽和隔熱層組成，通常把花板和風(fēng)帽合稱為布風(fēng)板。在我國流化床鍋爐中廣泛應(yīng)用的是風(fēng)帽式布風(fēng)板。圖中所示為風(fēng)帽式布風(fēng)裝置。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)型式主要有 V型布風(fēng)板、回字型布風(fēng)板、水平型布風(fēng)板和傾斜型布風(fēng)板四種，如圖所示。這兩種結(jié)構(gòu)的布風(fēng)板一般為非水冷式，在低流化速度的鍋爐上使用。 水平型和傾斜型布風(fēng)板采用有利于水冷式結(jié)構(gòu)布置，因此常由拉稀膜式水冷壁構(gòu)成。這兩種結(jié)構(gòu)形式的布風(fēng)板是循環(huán)流化床鍋爐中最常見的形式。 由于爐內(nèi)流化速度較高，物料本身摻混能力很強(qiáng)，一般不再采用非均等配風(fēng)方式。 風(fēng)帽式布風(fēng)裝置的工作過程：由風(fēng)機(jī)送入的空氣從位于布風(fēng)板下部的風(fēng)室通過風(fēng)帽底部的通道，從風(fēng)帽上部徑向分布的小孔流出，得到具有較高的速度和動能的氣流，進(jìn)入床層底部，使風(fēng)帽周圍和帽頭頂部產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動，并形成氣流墊層，使床料中煤粒與空氣均勻混合，強(qiáng)化了氣固間熱質(zhì)交換過程，延長了煤粒在床內(nèi)的停留時間，建立了良好的流化狀態(tài)。 因此，對布風(fēng)裝置的布風(fēng)要求是： （ 1）能均勻密集地分配氣流，避免在布風(fēng)板上形成停滯區(qū)。 （ 2）能使布風(fēng)板上的床料與空氣產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動和混合，要求風(fēng)帽小孔出口氣流具有較大的動能。 （ 3）空氣通過布風(fēng)板的阻力損失不能太大。 （ 4）具有足夠的強(qiáng)度和剛度，能支撐本身和床料的重量，壓火時防止風(fēng)板受熱變形，避免風(fēng)帽燒損，并考慮到檢修清理方便。 布風(fēng)板的結(jié)構(gòu)如下： （ 1）花板：花板的作用是支撐風(fēng)帽和隔熱層，并初步分配氣流。 （ 2）風(fēng)帽：風(fēng)帽總結(jié)起來主要分為兩大類，即小孔徑風(fēng)帽和導(dǎo)向風(fēng)帽。導(dǎo)向風(fēng)帽是一種開孔方向特定的風(fēng)帽，能使?fàn)t底形成的氣流將大顆粒床料吹向排渣口，以達(dá)到鍋爐連續(xù)有選擇性地排除冷渣。布置有導(dǎo)向風(fēng)帽的水冷式布風(fēng)板對于大容量的常壓循環(huán)流化床鍋爐尤其重要。 從風(fēng)帽小孔噴出的空氣速度稱為小孔風(fēng)速，是布風(fēng)裝置設(shè)計的一個重要參數(shù)。小孔風(fēng)速越大對流化床的運行越有利。但風(fēng)帽小孔風(fēng)速過大將使風(fēng)機(jī)電耗增加。反之，小孔風(fēng)速過低，容易造成粗顆粒沉積，底部流化不良，冷渣含碳量增大，尤其當(dāng)負(fù)荷降低時，往往不能維持穩(wěn)定運行，造成結(jié)渣滅火。所以，小孔風(fēng)速的選擇，應(yīng)根據(jù)燃煤特性、顆粒篩分特性、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍和風(fēng)機(jī)電耗等全面綜合考慮。 風(fēng)帽小孔直徑和孔數(shù)設(shè)計一般用開孔率表示，所謂開孔率就是各風(fēng)帽小孔面積的總和 與花板有效面積 之比值，即開孔率 通常對于鼓泡床鍋爐， 取 2％～ 3％，對煤的真實密度大、粗顆粒份額多者取低限，反之取高限。而對于循環(huán)流化床，由于采用高流化風(fēng)速，對布風(fēng)條件相對寬松，故開孔率有時設(shè)計得較高。 ?fbA%100?? ?bAf?? 開孔率與布風(fēng)板的阻力以及與床層流化特性相關(guān)聯(lián)。根據(jù)大量的運行經(jīng)驗，布風(fēng)板阻力為整個床層阻力（布風(fēng)板阻力加料層阻力）的 25％～ 30％才可以維持床層穩(wěn)定的運行。 3 耐火保護(hù)層 為避免布風(fēng)板受熱而撓曲變形，在花板上必須有一定厚度的耐火保護(hù)層，如圖所示。保護(hù)層厚度根據(jù)風(fēng)帽高度而定，一般為 100～ 后，花板自下而上涂上密封層、絕熱層和耐火層，直到距風(fēng)帽小孔中心線以下 15～ 20mm處。 4 風(fēng)室與風(fēng)道 為了使布風(fēng)板上方的氣流速度能夠分布均勻，要求布風(fēng)板對氣流具有一定