CFB锅炉炉膛稀相区颗粒浓度分布研究

为了了解大型循环流化床(CFB)锅炉炉内颗粒分布的基本规律,在一台465 t/h CFB锅炉和一台截面积0.3 m×0.3 m、高4 m的CFB锅炉冷态试验台上对炉膛稀相区颗粒浓度分布规律进行了试验研究.根据试验结果,提出了一种描述稀相区轴向颗粒浓度的简单方法,即已知稀相区轴向任意两点的压力或任意位置的颗粒浓度,可得到整个稀相区的轴向颗粒浓度分布.     

循环流化床辐射传热模型

循环流化床中,炉膛壁面与床中的传热源自辐射,颗粒相对流和气相对流3部分,有关固体颗粒相传热系数的计算,研究人员主要提出了单颗颗粒模型,颗粒团更新模型和连续膜模型,但关于辐射传热系数的计算则比较简单,在这些模型中,有关辐射传热部分均采用经验或半经验公式,在辐射传热机理上探索尚欠不足,文中根据循环流化床密相区和稀相区的特性,分析其中的传热特点,特别是对循环流化床稀相区部分的颗粒团和对壁面的传热系数计算采用辐射双通量模型进行分析,从传热机理上建立了完整的循环流化床辐射传热模型,有助于了解循环流化床锅炉中的辐射传热机理和规律,模型计算结果与某电厂165MWe循环流化床锅炉相应工况条件下的实际运行数据相比,符合较好。     

油页岩循环流化床燃烧室稀相区流动结构与燃烧特性

通过目前在世界上投入商业运行最大容量的燃用油页岩的65t/h循环流化床锅炉热态工业试验,测定了不同锅炉负荷下燃烧室稀相区不同高度不同截面位置的质量流率和稀相区的流动结构,得了稀相区内极具片状结构特点的油页岩颗粒特性与燃烧特性及其燃烧产物的分布特性。试验表明燃烧室内SO2浓度沿炉膛高度减少,桦甸油页岩具有很强的自脱硫能力,高挥发分油页岩分级燃烧,低温燃烧和循环燃烧技术结合,可有效的控制NOx的生成与排放,试验结果对油页岩循环流化床锅炉的设计与运行及大型油页岩循环流化床电厂锅炉的开发具有一定的参考价值,同时为进一步建立适合油页岩的循环流化床燃烧室稀相区的流动,燃烧,传热,磨损模型奠定了基础。     

不同返料偏差下大型CFB锅炉炉内颗粒浓度分布特性的数值模拟

根据实炉测试获得的风量分配参数,采用欧拉-拉格朗日方法对某300MW亚临界循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉炉内气固流场进行了数值模拟,得到了不同返料偏差下炉内颗粒浓度的分布特性以及横向扩散强度沿炉高的变化。结果表明:返料偏差在±30%以内时,上二次风口以上区域沿炉膛高度、深度以及宽度方向颗粒浓度的平均相对偏差均在8%以下,炉膛各出口颗粒质量流率百分比变化在±1.60%以内;实炉运行时的返料偏差不是造成分离器颗粒流率偏差的主要原因,即使返回炉内的循环灰量偏差达30%,这一偏差的80%以上会消失在密相区中;在炉膛高度方向上,密相区颗粒的横向扩散远远强于稀相区,返料偏差对横向扩散的影响主要集中在密相区。     

循环流化床锅炉密相区温度测点优化改造

针对循环流化床锅炉密相区DCS温度显示不均匀、不准确问题,通过数值模拟,分析了锅炉密相区凸台部位的流场分布状况;根据分析结果,对密相区温度测点进行了优化改造.测点改造后,锅炉密相区DCS温度显示较为均匀,显示值能够真实反映炉内实际运行状态,同时验证了数值模拟结果的正确性.     

410t/h循环流化床锅炉的模块化建模与仿真

以Ｐｙｒｏｆｌｏｗ型４１０ｔ／ｈ循环流化床锅炉为参考对象,按照ＭＭＳ模块化建模原则,建立了一个循环流化床锅炉的通用数学模型。燃烧室模型采用“小室模型”,考虑了循环流化床内气、固两相流动,宽筛分煤颗粒燃烧,脱硫剂脱硫,ＮＯｘ生成与还原,宽筛分颗粒磨损,流化床传热等;采用“环—核”双区流动模型,考虑了稀相区沿径向的“环—核”内循环。通过动态模型的计算机仿真并与现场取得的数据比较表明：该循环流化床燃烧系统动态数学模型较全面、准确地反映了实际系统的动态特性,具有一定的应用价值。     

600MW CFB锅炉气固流动均匀性数值模拟与试验研究

在实炉试验测量数据的基础上,采用欧拉-拉格朗日模型模拟研究600MW超临界循环流化床锅炉在不同负荷、不同二次风分布状态下的气固流动分布规律。结果表明,二次风分布均匀性对炉内稀相区的颗粒浓度分布、悬吊屏表面的颗粒浓度分布、以及六个分离器的进口颗粒流率,都有较大影响。按实际CFB锅炉二次风分布参数完成的数值模拟结果,更接近于锅炉的运行情况。模拟结果还表明,二次风对密相区的扰动很大,特别有利于超大炉膛密相区的气固混合。将模拟结果与炉膛高度为60m的CFB冷模试验台的轴向颗粒浓度分布和部分热态试验测量结果进行对比,计算结果与试验测量结果基本吻合。     

出口结构对循环流化床锅炉性能的影响

循环流化床锅炉出口结构对炉内气固两相流动特性有很强的影响。试验结果表明,采用合理的出口结构,可以增强颗粒的内循环,延长颗粒在炉内的停留时间,改善循环流化床锅炉的性能。     

出口结构对循环流化床锅炉性能的影响

循环流化床锅炉出口结构对炉内气固两相流动特性有很强的影响.试验结果表明,采用合理的出口结构,可以增强颗粒的内循环,延长颗粒在炉内的停留时间,改善循环流化床锅炉的性能.     

循环流化床锅炉炉型对运行影响的几个问题

掌握循环流化床锅炉炉型的结构特点（ 受热受的布置,分离装置的布置,回料阀的型式,流化室密相区有无埋管,布风系统的配置,燃料特性及颗粒度要求等） 和性能,对运行操作方式影响很大,特别是炉型对运行的影响,对循环流化床锅炉运行操作有一定的指导作用。     

床压降对循环床锅炉燃烧特性影响的建模研究

"低床压降"是第二代节能型循环流化床锅炉的核心理念。以75 t/h循环流化床锅炉为研究对象,建立其静态数学模型,模型在"三区环核"的基础上以二次风穿透深度为界进一步将核心区分为贫氧区和富氧区;给出了在给定粒度分布下各区物料浓度随床压降和运行风速两个主导因素变化的函数,该函数由试验数据整理拟合得出。通过数值计算,分析了床压降对贫氧区体积、炉内温度、燃烧效率和燃烧份额分布的影响。模型计算结果与现场收集的数据有较好的吻合,为低床压降循环流化床锅炉的性能预测提供理论支持。     

矩形截面流化床内颗粒运动可视化试验研究

将高速摄影和颗粒图像测速(PIV)技术结合，以空气作为流化介质，0.1~0.65mm透明玻璃珠为床料，对不同截面风速下矩形截面流化床内过渡区和稀相区的颗粒速度分布进行了分析。试验表明：过渡区截面突变造成颗粒的运动流场发生偏转，颗粒横向运动明显增强；稀相区的出口效应和矩形截面的角落效应对截面上的颗粒速度分布有重要影响。越靠近出口颗粒的横向运动越剧烈。出口效应对颗粒横向速度分量的影响要大于对轴向速度分量的影响，横向速度分量是影响稀相区颗粒宏观运动规律的主要因素。截面风速增大，使得测试区域的颗粒速度分布的不均匀性加剧。为减小锅炉磨损，对截面突变区域要使用圆滑过渡，减少不规则区域的存在；选择合理的出口结构和截面风速，同时要考虑角落防磨。     

循环流化床内煤粉颗粒团燃烧行为理论分析

循环流化床内的流动属于复杂不均匀的稠密两相流，大部分颗粒在流场内聚集成团，作为一个整体流体团在两相流场中运动与反应。气固之间的反应主要表现为颗粒团与气体之间的反应，因而循环流化床内煤粉的燃烧行为与其他煤粉燃烧形式有很大的区别。该文对不同情况下煤粉的燃烧行为进行了分类，建立了煤粉-物料颗粒团与氧气的异相反应模型，采用上述模型对循环流化床内的煤粉颗粒团的两相流动、反应过程进行详细的分析计算，分析了床内各部分成团效应对煤粉燃烧速率的影响，揭示了煤粉颗粒在床内的燃烧特性，对循环流化床锅炉的优化设计与运行具有重要意义。     

670(t/)h循环流化床锅炉炉膛出口烟温调节特性研究

对某HG670/13.7-L.PM19型循环流化床(CFB)锅炉30种运行工况进行测量,并采用最优回归分析法对影响炉膛出口烟温变化的锅炉负荷、燃煤收到基灰分、收到基挥发分、收到基低位发热量、给煤粒径、床压、一次风率、上二次风率、下二次风率、炉膛出口氧量等因素进行分析.结果表明,参数变化对炉膛出口烟温的影响幅度由大到小排列,依次为配风方式、床压、氧量、给煤粒径.床压和给煤粒径的改变需要时间较长,一般情况下不用于调节炉膛出口烟温.为防止炉膛出口烟气超温,在维持其它参数稳定的前提下,最便捷有效的手段是改变配风方式或提高氧量.在不同煤质条件下,有关参数对炉膛出口烟温的影响趋势和影响幅度不同.     

300MW机组循环流化床锅炉燃烧调整的试验研究

针对新疆米东热电厂300MW机组循环流化床(CFB)锅炉床温高、炉内温度不均、稀相区灰浓度低等问题,从总风量、流化风、入炉煤粒度、上下二次风、床压、播煤风等方面进行了燃烧调整试验。结果表明,通过增加总风量和入炉煤粒度、调节一次风和二次风量的配比等措施,在不增加一次风的情况下,可使平均床温由调整前的940℃降至910～920℃,锅炉热效率达到92.15%,效果显著。     

450t/h循环流化床锅炉床温运行特性分析

针对目前循环流化床锅炉床温控制水平较低．难以投入自动控制的问题，基于某电厂450t/h循环流化床锅炉的运行数据和运行实例，较全面地分析了给煤、一次风、氧量、床层高度、负荷等主要因素对床温的影响。分析发现：给煤调节床温具有滞后性，煤质和煤粒径对床温也有一定影响；不同运行工况下一次风对床温可能有不同影响；氧气浓度变化可反映炉内的燃烧工况；密相区料层厚度变化会带来床温变化；床温只是影响负荷的主要因素之一，所得结论可对循环流化床锅炉运行、床温控制系统的设计和了解床温调节规律提供参考。     

早期国产CFB锅炉存在的主要问题及其改进措施初探

国内20世纪90年代初相继投运的一大批国产35～75 t/h循环流化床锅炉中,约有1/3存在着热效率不高、出力不足的问题。在对国内某电厂两台原设计为65 t/h循环流化床锅炉进行性能诊断试验的基础上,对早期国产循环流化床锅炉出力不足的主要原因进行了分析。指出其出力不足的主要原因之一是炉内未能组织起大量细颗粒的有效循环;二是未能弄清楚循环流化床锅炉“燃烧方式-气固流动特性-锅炉结构”三者之间的相互依存关系;三是运行上存在一些问题。在上述分析的基础上,针对锅炉改造的不同思路,提出了解决锅炉出力不足问题的基本方法。     

循环流化床一、二次风管网特性及风机选型研究

通过分析循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉一、二次风的管网特性,并结合电站CFB锅炉的运行参数,对大型CFB锅炉一、二次风机的选型进行了研究。结果表明：CFB锅炉一次风所需最大风量与最高压头不在同一工作点上,具有与煤粉锅炉一次风完全不同的管网特性。CFB锅炉二次风的管网特性与煤粉锅炉二次风的管网特性类似,不同之处在于其管网阻力中增加了由炉内颗粒浓度产生的压降;CFB锅炉一次风机选型时应使管网特性曲线完全落在风机的性能曲线内,并采用能耗较低的变速调节或入口导叶调节。CFB锅炉二次风机选型原则与普通离心风机选型原则类似,但应估计出由颗粒浓度所产生压降的大小,对300 MW CFB机组来说,其值在5.5~7.5 kPa范围内。     

CFB锅炉排放循环灰提高锅炉整体性能研究

循环流化床(CFB)锅炉燃用高灰分劣质燃料时,高灰分将对炉内灰平衡产生明显影响,并进而影响CFB锅炉的炉内燃烧、传热、磨损以及粉尘污染物的排放等。从CFB锅炉炉内物料平衡出发,提出了可燃质循环倍率概念,并将其用于炉内灰平衡及CFB锅炉燃烧高灰分燃料时排放循环灰的研究。结合某50 MW CFB锅炉的实炉试验,设计了5 MW CFB锅炉的循环灰排放系统。