流化床煤氣化鍋爐的結(jié)構(gòu)和原理介紹
流化床鍋爐是利用氣固流態(tài)化燃燒方式生產(chǎn)蒸汽的裝置。流態(tài)化是固體顆粒床層在通入氣體后，在上升氣體曳力作用下顆粒狀的固體燃料和灰渣與空氣混合，交互作用，從而形成了類似液體性質(zhì)的狀態(tài)。
廣義的講流態(tài)化包含的流化狀態(tài)，以氣體速度從小到大排列分別為固定床、散式流化、鼓泡床、騰涌、湍動(dòng)床、快速床、氣力輸送。流化床鍋爐以所應(yīng)用的流化狀態(tài)區(qū)分可以分為兩種。一種以鼓泡流態(tài)化狀態(tài)進(jìn)行燃燒，稱作鼓泡床鍋爐，在中國(guó)也稱為沸騰燃燒鍋爐。第二種燃燒室上部為快速床，下部為鼓泡床，稱作流化床煤氣化鍋爐。采用化床鍋爐按照爐膛內(nèi)煙氣壓力的不同，還可以分為常壓流化床鍋爐和增壓流化床鍋爐。
流化床煤氣化鍋爐的主要結(jié)構(gòu)是燃燒室（包括密相區(qū)和稀相區(qū)）、循環(huán)回路（包括氣固分離器和返料系統(tǒng)）和尾部煙道。與鼓泡流化床鍋爐相比，流化床煤氣化鍋爐運(yùn)行流化風(fēng)速高，性能參數(shù)更為優(yōu)異，特別是其鍋爐結(jié)構(gòu)易于大型化，因此在世界范圍成為了工業(yè)化程度的潔凈煤燃燒技術(shù)，容量已達(dá)600MW超臨界參數(shù)等級(jí)，在難燃煤種、低熱值煤種和特殊燃料燃燒利用方面發(fā)揮了重要作用。
流化床煤氣化鍋爐的優(yōu)點(diǎn)為：燃煤流化床鍋爐，具有對(duì)燃料適應(yīng)性好、燃燒效率高燃燒強(qiáng)度大、爐膛截面小、給煤點(diǎn)少、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、率脫硫及Nox排放量低、燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用的特點(diǎn)。
循環(huán)流化床采用高的*流化速度，大量的物料被煙氣帶到爐膛上部，經(jīng)過布置在爐膛出口的分離器，將物料與煙氣分開，并經(jīng)過一種非機(jī)械反料器將物料回送至床內(nèi)，這是循環(huán)流床的基本原理。
循環(huán)流化床具有很大的熱容量和良好的物料混合，在流化床煤氣化鍋爐中按質(zhì)量百分比計(jì)，燃料僅占床料的1%～3%，其余為灼熱的床料，因此，即使是很難著火的燃料，進(jìn)入爐膛后也能很快地與灼熱的床料混合，被迅速加熱至高于著火溫度，所以對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，包括各種劣質(zhì)燃料也能運(yùn)行。
由于床內(nèi)強(qiáng)烈的湍流和物料循環(huán)，增加了燃燒的停留時(shí)間，同時(shí)流化床煤氣化鍋爐的燃燒區(qū)域擴(kuò)展到整個(gè)爐膛較細(xì)的燃料，經(jīng)過分離器的回收重新送回燃燒室進(jìn)行燃燒，從而降低了飛灰的含炭量，因此循環(huán)流化床具有很高的燃燒效率（97%~99%）。
流化床煤氣化鍋爐通常運(yùn)行操作溫度在850~950℃，這是一個(gè)理想的脫硫溫度區(qū)間，在床中加入石灰石和脫硫劑，可以使SO2的排放量大大降低。
循環(huán)流化床采用低溫分級(jí)送風(fēng)燃燒，使燃燒始終在低過量空氣下進(jìn)行，從而大降低了NOX的生成。
循環(huán)流化床的物料濃度大，一般每Kg煙氣可攜帶若干Kg的物料，這些循環(huán)物料帶來了高傳熱系數(shù)，使鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣，且循環(huán)量與鍋爐負(fù)荷變化一致，在50%負(fù)荷時(shí)鍋爐仍達(dá)到額定氣溫和壓力，在更低負(fù)荷下也能穩(wěn)定運(yùn)行，而無需增加輔助燃料。
流化床煤氣化鍋爐的優(yōu)點(diǎn)為：燃煤流化床鍋爐，具有對(duì)燃料適應(yīng)性好、燃燒效率高燃燒強(qiáng)度大、爐膛截面小、給煤點(diǎn)少、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、率脫硫及Nox排放量低、燃料預(yù)處理系統(tǒng)簡(jiǎn)單、投資及運(yùn)行費(fèi)用低易于實(shí)現(xiàn)灰渣綜合利用的特點(diǎn)。
循環(huán)流化床采用高的*流化速度，大量的物料被煙氣帶到爐膛上部，經(jīng)過布置在爐膛出口的分離器，將物料與煙氣分開，并經(jīng)過一種非機(jī)械反料器將物料回送至床內(nèi)，這是循環(huán)流床的基本原理。
循環(huán)流化床具有很大的熱容量和良好的物料混合，在流化床煤氣化鍋爐中按質(zhì)量百分比計(jì)，燃料僅占床料的1%～3%，其余為灼熱的床料，因此，即使是很難著火的燃料，進(jìn)入爐膛后也能很快地與灼熱的床料混合，被迅速加熱至高于著火溫度，所以對(duì)燃料的適應(yīng)性強(qiáng)，包括各種劣質(zhì)燃料也能運(yùn)行。
由于床內(nèi)強(qiáng)烈的湍流和物料循環(huán)，增加了燃燒的停留時(shí)間，同時(shí)流化床煤氣化鍋爐的燃燒區(qū)域擴(kuò)展到整個(gè)爐膛較細(xì)的燃料，經(jīng)過分離器的回收重新送回燃燒室進(jìn)行燃燒，從而降低了飛灰的含炭量，因此循環(huán)流化床具有很高的燃燒效率（97%~99%）。
流化床煤氣化鍋爐通常運(yùn)行操作溫度在850~950℃，這是一個(gè)理想的脫硫溫度區(qū)間，在床中加入石灰石和脫硫劑，可以使SO2的排放量大大降低。
循環(huán)流化床采用低溫分級(jí)送風(fēng)燃燒，使燃燒始終在低過量空氣下進(jìn)行，從而大降低了NOX的生成。
循環(huán)流化床的物料濃度大，一般每Kg煙氣可攜帶若干Kg的物料，這些循環(huán)物料帶來了高傳熱系數(shù)，使鍋爐負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍廣，且循環(huán)量與鍋爐負(fù)荷變化一致，在50%負(fù)荷時(shí)鍋爐仍達(dá)到額定氣溫和壓力，在更低負(fù)荷下也能穩(wěn)定運(yùn)行，而無需增加輔助燃料。
