随着我国能源结构的不断优化和环保要求的日益提高，高效、清洁的燃烧技术成为锅炉设计的重要方向。循环流化床锅炉因其良好的燃烧效率、低污染排放以及对多种燃料的适应性，被广泛应用于电力、化工等行业。本文以75吨/时循环流化床锅炉为研究对象，从锅炉的基本结构、燃烧原理、热力计算、主要设备选型及系统布置等方面进行了系统分析与设计，旨在为实际工程应用提供理论依据和技术支持。
关键词：循环流化床锅炉；75吨/时；燃烧特性；热力计算；设计研究
一、引言
近年来，随着国家对节能减排政策的不断推进，传统燃煤锅炉在环保方面的弊端逐渐显现。循环流化床燃烧技术作为一种先进的清洁燃烧方式，因其能够有效降低NOx和SO2的排放，同时具备较高的燃烧效率和燃料适应性，受到广泛关注。75吨/时的循环流化床锅炉作为中小型工业锅炉的典型代表，其设计具有重要的现实意义和推广价值。
二、循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉（CFB Boiler）是一种通过气固两相流实现燃料充分燃烧的锅炉类型。其核心在于通过高速气流使燃料颗粒处于悬浮状态，并在炉膛内形成强烈的湍流混合，从而提高燃烧效率。同时，炉内设置分离器将未燃尽的颗粒分离并重新送入炉膛，实现燃料的多次循环燃烧，进一步提升燃烧效率和热能利用率。
三、锅炉主要参数及设计基础
本设计基于某企业实际需求，确定锅炉的主要运行参数如下：
- 蒸发量：75吨/小时
- 过热蒸汽温度：450℃
- 过热蒸汽压力：9.8 MPa
- 给水温度：150℃
- 燃料种类：煤矸石与烟煤混合燃料
- 燃料低位发热量：约18 MJ/kg
根据上述参数，结合相关设计规范和标准，完成锅炉的热力计算、风量配比、燃烧室尺寸等关键设计内容。
四、锅炉结构设计
1. 炉膛设计
炉膛是循环流化床锅炉的核心部分，其结构直接影响燃烧效率和传热效果。本设计采用矩形炉膛结构，高度约为12米，宽度和深度分别为6米和4米。炉膛内设有二次风喷口和布风板，确保燃料与空气的均匀混合。
2. 分离系统设计
分离系统由旋风分离器和物料回送装置组成，用于将燃烧后的细小颗粒分离并送回炉膛。本设计选用多台高温旋风分离器，确保分离效率不低于95%，并配备可靠的物料回送系统，保证循环燃烧的稳定性。
3. 水冷系统设计
锅炉采用膜式水冷壁结构，有效提高传热效率并减少热损失。水冷壁管束布置合理，确保受热面均匀受热，避免局部过热现象。
五、燃烧系统设计
1. 一次风与二次风配比
根据燃料特性和燃烧要求，合理分配一次风和二次风的比例。一次风主要用于燃料的流化和初步燃烧，而二次风则用于补充氧气，促进完全燃烧。
2. 燃烧温度控制
通过调节二次风量和燃料供给量，控制炉内燃烧温度在850~950℃范围内，以减少NOx的生成，同时保证燃烧效率。
六、辅助系统设计
1. 给水系统
给水系统包括给水泵、给水管道和省煤器等设备，确保锅炉进水稳定，满足蒸发需求。
2. 除尘系统
采用高效的布袋除尘器，对烟气中的粉尘进行净化处理，达到国家排放标准。
3. 排污系统
设置定期排污和连续排污装置，保持锅炉水质良好，防止结垢和腐蚀。
七、结论
通过对75吨/时循环流化床锅炉的设计研究，本文系统分析了锅炉的结构特点、燃烧原理及主要设备选型，提出了合理的热力计算方案和系统布置方式。该设计不仅提高了锅炉的燃烧效率和环保性能，也为今后类似工程提供了参考和借鉴。
参考文献：
[1] 张伟. 循环流化床锅炉设计与运行[M]. 北京：中国电力出版社，2018.
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