循环流化床锅炉炉膛热力计算

结合作者在循环流化床锅炉传热和设计理论研究及实践的基础上，提出一种循环流化床锅炉炉膛的热力计算方法，包括循环流化床锅炉炉膛的几何尺寸确定，炉膛热量平衡和炉膛传热计算，考虑循环流化床锅炉炉型不同，其热力计算方法有所不同，该方法针对采用高温分离装置的循环流化床锅炉，提出了计算方法可用于一般高温分离的循环流化床锅炉的设计计算，其余炉型可在此基础上根据具体炉型特点修改使用。     

100 MW CFB锅炉炉膛压力分布的研究

对江西分宜发电厂 100MW 循环流化床(CFB)锅炉在不同负荷条件下的炉膛压力分布进行了测量,对炉膛压力分布规律进行了研究分析。CFB 炉膛压力的分布可以反映出炉内的物料平衡分布,CFB 锅炉物料平衡的判断主要是炉膛中上部内循环物料量多少的判断,这为 CFB 锅炉的运行提供了一个重要参考依据。     

循环流化床锅炉炉膛内传热的模拟计算

由于数值模拟具有实验研究所无法替代的优点 ,因此基于质量守恒和能量守恒定律 ,采用蒙特卡洛法模拟循环流化床锅炉炉膛内的辐射传热 ,同时考虑到炉膛内的燃烧和流动及对流换热 ,预测了某台 75t/h循环流化床锅炉炉膛内的温度场以及壁面热流密度分布。模拟结果同热力计算结果吻合较好 ,为循环流化床锅炉的设计和运行提供了理论指导     

循环流化床锅炉炉膛内传热的模拟计算

由于数值模拟具有实验研究所无法替代的优点,因此基于质量守恒和能量守恒定律,采用蒙特卡洛法模拟循环流化床锅炉炉膛内的辐射传热,同时考虑到炉膛的燃烧和流动以换热,预测了某台７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉炉膛内的温度场以及壁面热流密度分布,模拟结果同热力计算结果吻合较好,为循环流化床锅炉的设计和运行提供了理论指导．     

大型循环流化床锅炉炉膛仿真模型

根据循环流化床锅炉的特点,通过适当的简化,采用集中参数法进行了数学建模和仿真。将锅炉炉膛分为上、中、下3个小室,并对各段采用集中参数法建立模型。模型包括固体物料质量平衡、残碳质量平衡、能量平衡、氧量计算式等主要模型,及气固两相流动、碳的燃烧、流化床传热和其他经验公式等子模型。对仿真模型进行运行调试,并进行给煤量扰动实验,计算结果表明所建模型可以准确反映锅炉的动态特性。     

生物质循环流化床锅炉床温动态模型研究

为明确生物质循环流化床锅炉床温动态特性，建立更加适合生物质的循环流化床燃烧控制系统；通过分析生物质燃烧过程以及燃烧机理，基于即燃碳燃烧理论，建立床温动态模型，并对炉内温度场进行关联度计算分析。结果表明：计算的床温能够基本稳定在实际床温滤波值附近，且床温变化趋势和实际滤波床温相近，验证了模型的适应性和有效性；生物质循环流化床锅炉炉膛上下部的温度关联性差异与含氧量和炉膛温度有关，左右侧温度差异受烟气流量影响较大，在炉膛上部，物料浓度和受热面布置不均也是影响温度特性的重要原因。     

循环流化床锅炉物料平衡分析

对循环流化床(CFB)锅炉的物料平衡进行了理论分析和研究。CFB锅炉内的物料可分为底渣、飞灰、内循环物料和外循环物料,实现能够进入炉膛上部内循环物料的平衡是CFB锅炉运行的基础,对CFB锅炉内循环物料量多少的判断对实际运行有重要意义。     

循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性研究

依据于大量变工况试验所获得的75t/h循环流化床锅炉固体物料浓度沿炉膛高度的分布曲线,在分析不同负荷下各流动区域出口固体物料浓度及其平均固体物料浓度随运行主导因素(运行风速)变化规律的基础上,建立了数学模型并研究循环流化床锅炉燃烧系统的动态特性,仿真研究了主蒸汽压力、床温、炉膛出口烟气含氧量、料层差压随给煤量、一次风量、二次风量、排渣率及燃烧率的阶跃响应,其结果和试验及相关研究成果基本一致。同时仿真研究了主蒸汽压力随汽机调门开度的阶跃响应。文中给出了可用于控制系统设计的燃烧系统的传递函数阵,分析了影响动态特性的因素,为循环流化床锅炉燃烧系统的控制策略研究建立了平台。     

应用于循环流化床锅炉气固流动和燃烧的CPFD 数值模拟

利用计算颗粒流体力学(CPFD)商业软件 BarracudaTM对工业循环流化床锅炉中的气固流动和燃烧过程进行了数值模拟,通过模拟得到了炉膛从启动到稳定运行的动态变化过程。在气固流动方面,结果体现了循环流化床锅炉中炉内颗粒的整体流动形态和特性,并准确预测出磨损的发生位置;在燃烧方面,计算结果证明采用简化的煤燃烧机制是合理有效的,得到的炉膛温度分布和气体成分分布均与实际测试情况吻合。验证了利用 CPFD 手段预测循环流化床中气固流动和燃烧过程的潜力和可行性。     

应用于循环流化床锅炉气固流动和燃烧的CPFD数值模拟

利用计算颗粒流体力学(CPFD)商业软件BarracudaTM对工业循环流化床锅炉中的气固流动和燃烧过程进行了数值模拟,通过模拟得到了炉膛从启动到稳定运行的动态变化过程。在气固流动方面,结果体现了循环流化床锅炉中炉内颗粒的整体流动形态和特性,并准确预测出磨损的发生位置;在燃烧方面,计算结果证明采用简化的煤燃烧机制是合理有效的,得到的炉膛温度分布和气体成分分布均与实际测试情况吻合。验证了利用CPFD手段预测循环流化床中气固流动和燃烧过程的潜力和可行性。     

大型循环流化床燃烧技术的最新进展

介绍了循环流化床燃烧技术的最新发展:燃煤循环流化床锅炉的大型化技术(包括旋风分离器、受热面布置、空气预热器、给料装置、冷渣器、布风装置以及返料装置)、大型循环流化床锅炉低污染技术的最新发展趋势、煤粉炉的循环流化床改造技术。     

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。     

循环流化床燃烧技术的发展

循环流化床燃烧技术对我国燃煤污染控制具有举足轻重的意义。我国自上世纪80年代以来采取引进和自我开发两条路线,完全掌握了中小型循环流化床锅炉设计制造技术,在大型循环流化床燃烧技术上已经完成了150MW超高压再热循环流化床锅炉的示范工程,引进的300MW循环流化床锅炉进入示范实施阶段。阐明了超临界循环流化床锅炉是今后循环流化床燃烧技术发展极为重要的方向,是大型燃煤电站污染控制最具竞争力的技术。     

循环流化床锅炉掺烧生物质前景研究

我国是世界上生物质资源较为丰富的国家,同时又是循环流化床锅炉装机数量与装机总容量最多的国家。循环流化床锅炉掺烧生物质对于整个社会的节能减排、提高农民收入有着重要意义。循环流化床锅炉掺烧生物质在技术上完全可行,不仅锅炉不需作大的改动,而且掺烧有助于提高锅炉效率。在目前没有有力政策支持的情况下,如果将生物质掺烧与CDM项目联系起来,有利于推动此项工作的顺利开展。     

Three-zonal engineering method of heat calculation for fluidized bed furnaces based on data on commercial investigations of heat generation distribution during biomass combustion

A three-zonal method of heat calculation of furnaces for combustion of biomass and low-caloric fuel in the fluidized bed is described. The method is based on equations of thermal and material balances that account for heat generation by fuel in the zone, heat-and-mass transfer heat exchange between the furnace media and surfaces that bound the zone, and heat-and-mass transfer between furnace zones. The calculation procedure for heat generation by fuel in the fluidized bed (FB) using the heat generation portion by the fuel is proposed. Based on commercial investigations, the main factors that affect the average temperature in the FB and the portion of fuel heat that is released in the FB are determined. Results of commercial investigations showed that the airflow coefficient in the FB should be recognized as the main operation parameter that affects the average temperature in the FB and, consequently, heat generation in the FB. The gas flow rate in the FB can be marked out as the second factor that affects the consumption degree of oxidizer supplied in the FB. Commercial investigations revealed that mixing is affected by the gas flow rate in the FB and the bed material particle size, which may be changed during the boiler operation because of the agglomeration of particles of sand and ash. The calculation processing of commercial investigations on a KM-75-40M boiler of a CHP-3 of an Arkhangelsk Pulp and Paper Mill (APPM), which was carried out using the inverse problem procedure by means of a developed computer program, determined the range of the fuel heat release share in the FB, which was 0.26–0.45 at an excess air factor of 0.59–0.93 in the bed, and the heat release share in the maximum temperature zone in the total heat release in the superbed space. The heat release share in the bed is determined as an approximating function of the excess air factor in the bed and the fluidization number. The research results can be used during designing boilers with the fluidized bed on biomass.     

增加立管水冷装置增强循环流化床锅炉煤种适应性

该文阐述了在以绝热的高温旋风分离器作为分离元件的循环流化床锅炉燃烧系统中,返料立管内的物料因二次燃烧导致超温及引起结焦的原因。介绍了一种布置在立管内的水冷装置,用以处理返料器堵灰,并对其传热进行了计算。     

循环流化床锅炉炉内传热研究

在以往对循环流化床锅炉炉内传热理论研究的基础上,发展了一种循环流化床锅炉炉内传热计算模型,对颗粒团覆盖壁面的时均份额、颗粒分散相辐射传热系数进行了合理的修正。此外,在以往的模型中没有考虑核心区辐射换热的影响,对此给予了补充。进而提出了更为完整的炉内传热模型。利用该模型,以一台300 MW循环流化床锅炉实例为基础进行了锅炉传热计算,探讨了空隙率和颗粒直径对炉膛传热系数的影响。     

循环流化床锅炉在中国的发展与问题

循环流化床锅炉具有较高的燃烧效率、良好的燃料适应性和优越的环保性能，符合我国煤炭资源及动力用煤特点以及燃煤锅炉环境污染矛盾突出的实际情况。文章介绍了循环流化床锅炉在国外的发展情况，回顾了其在我国的发展历程。分析了其在我国得以发展的原因，以及我国大型循环流化床锅炉的市场情况，同时指出了当前我国发展循环流化床锅炉中存在的问题。