棉秆流化床燃烧的成灰特性和床料选择

介绍了山东某地棉秆的物理、化学特性,在0.2MWth试验装置上研究了棉秆流化床燃烧时不同床高的温度分布,利用ICP技术对灰的元素成分进行了分析,发现棉秆流化床燃烧时部分碱金属以挥发态析出,其中钾元素析出比例最大.飞灰中碱金属成分含量较高,对流受热面的沾灰可能性很大.该文中重点对棉秆流化床燃烧时两种床料:石英砂和高铝矾土的烧结特性进行了研究,通过使用SEM/EDX对两种床料燃烧前后微观结构和元素成分的变化进行了对比,结果发现石英砂床料颗粒表面形成了低温共熔混合物,烧结非常严重,并最终影响到正常流化,高铝矾土床料经长时间运行没有发现烧结现象,因此,棉秆流化床燃烧选择弱酸性的高铝矾土床料为宜.试验结果为棉秆流态化燃烧锅炉设计和运行提供了理论基础.     

棉秆在流化床中的燃烧特性

介绍了棉秆的物理、化学特性,30～50 mm棉秆和床料混合物的临界流化速度,以及棉秆热解、燃烧的热重试验结果,重点研究棉秆流化床燃烧时的温度分布,并利用ICP技术对灰组成进行了分析,得出棉秆流化床燃烧时碱金属的析出特性.分析表明,棉秆着火温度低,挥发分析出速度快,部分碱金属流化床燃烧时以挥发态析出,其中钾元素析出比例最大,飞灰中碱金属成分含量较高,对高温对流受热面的沾灰可能性很大.     

10_100mm长度的棉秆在流化床中的燃烧特性

在热功率为0.2 MW流化床试验装置上研究了10～100 mm纯棉秆在不同工况下的燃烧特性,分析了棉秆及棉秆灰的物理化学特性,试验采用高铝矾土替代床料.结果表明,当流化数N＞3时,密相区温度能维持在850～880 ℃,并保持稳定燃烧,说明棉秆和床料能够较好地混合.试验过程中对主要污染物排放浓度进行了测定,经过38 h连续运行,床料基本保持原来的形貌,没有出现结块现象.试验表明,10～100 mm纯棉秆能够适合流化床燃烧,这对于大规模的商业应用具有重要的指导意义.     

秸秆在鼓泡床中燃烧床料聚团的试验研究

在小型鼓泡流化床燃烧试验装置上对3种秸秆进行燃烧试验,直接观察鼓泡床床料的流化情况,对床料中碱金属的积累情况进行了分析。试验结果表明,在稻草、麦草和玉米秆3种原料中,稻草在燃烧过程中最易出现床料聚团现象,麦草次之。随着炉子运行时间的增加,床料中碱金属及其相关元素均呈现明显的富集趋势。随着床温的升高,碱金属析出造成的床料聚团现象趋于严重,床料流化失败时间变短。     

玉米秆在流化床中燃烧特性的初步研究

对玉米秆与弱酸性床料的混合流化特性进行了研究,结果表明,长度为20～50mm玉米秆与一定粒径分布的床料,当质量配比为1%,流化数N=3～6时,能较均匀地混合流化,但N>6后,混合的均匀度有所下降.根据热重试验结果可以看出玉米秆着火温度低,挥发份析出速度快,并容易燃尽.在0.2MWth流化床试验台上研究发现,当N>6时,玉米秆和床料分层严重,密相区温度在820℃以下,当N=3～6时,密相区温度能达到设计要求,说明冷态试验结果能够指导热态运行,玉米秆流化床燃烧时流化风速不能太大.经过24h热态试验后,床料没有出现烧结现象,利用XRF技术分析发现玉米秆灰中碱金属含量较高,高温对流受热面的沾灰可能性较大.     

多种床料流化床锅炉

多种床料流化床锅炉已在日本和美国投入商业运行 ,我国尚在试验阶段 ,现介绍其结构、特点、用途和种类 ,对锅炉开发设计工作有一定参考意义。     

床料对生物质流化床气化影响的初步试验研究

以空气为气化介质,稻壳为原料,在热功率750 kW自热式流化床装置上,分别进行了不加床料和以石英砂为床料的气化试验,重点考察了床料对生物质流化床气化的影响。结果表明:两种情况的流化床都能实现生物质气化,加入床料后,生物质原料流化性能得到改善,流化床轴向温度分布趋于均匀,稳定气化阶段燃气热值由4 912 kJ/m3升高到5 115 kJ/m3,碳转换率由81%上升到86%,气化效率由62%提高到65%。     

返料换热型循环流化床工业锅炉燃烧传热特性

试验研究了一台将全部蒸发埋管布置在回料阀中的11,t/h返料换热型循环流化床工业锅炉的燃烧传热特性.结果表明,锅炉分离器及回料阀中均存在显著的燃烧份额,并随锅炉负荷的变化而变化;回料阀埋管内工质蒸发量随锅炉负荷增加而显著增加,但其蒸发份额基本保持稳定;基于回料阀内循环灰碳平衡,对锅炉满负荷条件下的循环灰量进行了估算,并对循环灰特性及锅炉低负荷性能进行了探讨.     

采用回流床与内循环和炉内空间循环的流化床锅炉——新型流化床燃烧技术实践

结合第一代鼓泡流化床和第二代快速循环流化之特点，介绍一各利用密相应内由内回流与内循环和炉内空间循环相结合的新型流化床燃烧技术实践。     

流化床床料与燃煤颗粒的形貌分析

测量了一台循环流化床锅炉宽筛分原煤和冷渣的颗粒形貌,研究了球形度、Zingg指数、分形分数的变化,关联了Wadell球形度和Krumbein球形度之间的换算关系。研究表明,宽筛分煤燃烧后的冷渣比原煤具有更强烈的非线性特征。采用当量体积直径与Wadell球形度和Krumbein球形度的关联都是集中到某一个区域范围的散点图;采用扁平度、伸长度和Zingg指数为指标的颗粒形貌分布,显示多数颗粒形貌以片状颗粒为主;采用分形维数进行的颗粒描述显示,大颗粒和小颗粒的分形维数不同,大小颗粒的分界点对原煤约为3.17 mm,冷渣约为3.06 mm。     

棉秆循环流化床稀相区传热系数的试验研究

在热功率0.5 MW棉秆循环流化床试验装置上对稀相区传热系数进行了测定,研究了不同参数对传热系数的影响,结果表明:环形区颗粒浓度和床温对传热系数的影响较大,且随着颗粒浓度和床温的增加而增加;一次风率和过量空气系数对不同床高的传热系数也有一定影响,传热系数随一次风率的增加而增加,但一次风率过大时,传热系数会有所下降;为了得到较高的传热系数,过量空气系数存在一个最佳值;循环倍率对传热系数的影响也很明显,在一定的范围内,传热系数随循环倍率的增加而增加;当循环倍率太大时,床温有所降低,使传热系数减小.     

循环流化床物料循环问题的研究

对循环流化床物料循环问题进行了研究。给出了对立管内负压差移动床压降,Ｕ阀回料器阻力特性及输送气固比等问题的研究结果,提出了相应的关系式,并提出了循环系统的设计及校核计算方法。     

循环流化床锅炉物料平衡和燃烧效率计算方法

对循环流化床锅炉(CFB)的物料平衡进行了研究，CFB锅炉的物料平衡由灰平衡和碳平衡组成，锅炉燃烧效率的计算可以用物料平衡、灰平衡或碳平衡进行计算。     

压力分布对选择性流化床冷渣器物料流动及物料量的影响

以410 t/hCFB锅炉为研究对象,在分析"选择性流化床冷渣器-炉膛"系统压力分布特性的基础上,研究了压力分布特性对该种冷渣器物料流动及物料量的影响规律.结果发现:"冷渣器-炉膛"系统的压力分布特性对冷渣器物料平衡有重要影响.在稳定运行时,选择室的床层压降都小于另外3室,即选择室的床料量(或炉渣量)会小于其它3室;由于排渣的作用,冷渣器排渣室的床料量略少于中间2个冷却室;随着炉膛或冷渣器流化风速的增大,冷渣器内的床料量都将降低;炉膛和选择性流化床冷渣器之间是一种复杂的串并联关系,这使炉膛与冷渣器各室之间的气固流动参数相互制约,底渣流动的可控性较差.     

旋涡流化床旋风燃烧的动力学研究

以旋涡流化床悬浮空浮空间喷入二次风形成一强放流场和气固悬浮流动为物理模型,试验研究了床面夹带到悬浮空间颗粒群的运动行为及气固两相浓度场的匹配,指出在气相强旋湍流的作用下,在近壁区形成一稳定的高浓度的颗粒悬浮层,颗粒在炉内的平均停留时间延长,气固滑移速度增大,两相混合强并充分接触,良好的空气动力结构对提高炭粒在悬浮空间的燃尽度,降低场析可燃物质损失十分有利,本文研究结果,对降低常规鼓泡床及抛煤机链条炉内的飞灰可燃物损失,提高悬浮空间的气流横向混合速率有重要参考价值。     

裤衩腿结构循环流化床锅炉床料不平衡现象的数值模拟

循环流化床锅炉的两裤衩腿炉膛之间存在床料存量平衡问题.基于两侧炉膛内物料浓度差引起气体携带颗粒横向流动的假设,建立了裤衩腿炉膛的复合压降模型,应用数值模拟方法对倒料现象进行动态仿真.结果表明:该模型可以预测裤衩腿之间的床料量不平衡现象;不进行主动调节时裤衩腿炉膛内的固体颗粒横向流动是一个正反馈过程,因此可以对两侧炉膛的风烟系统加一个操作,使两裤衩腿炉膛床料维持平衡.     

脉动流化床传热特性

在讨论脉动燃烧对传热特性影响的基础上,基于脉动流化燃烧概念,试验研究了脉动流化床中的传热特性,得到不同空截面风速、静止床层高度和声波扰动下的传热系数,并与同一运行参数条件下非脉动流化床及纯气流脉动燃烧器中的传热特性进行对比．总结影响脉动流化床传热特性的各种因素,分析不同运行参数对传热的影响作用．     

内循环流化床大块物分布特性的试验研究

结合城市固体垃圾的物性特点,采用分层取样技术进行了倾斜布风板内循环流化床内大块物分布特性的试验研究。系统考察了两种不同密度床料中,流化风速和大块物的尺寸、密度等因素对其在床内分布规律的影响,进而探讨了床内大块物的混合、分层机理。结果表明:密度是主要影响因素;以砂子为床料的内循环流化床,能够实现木块、石蜡、橡胶等轻质可烯物的均匀混合,同时灰渣等重质不可燃物能够充分分离。图9表2参7     

流化床微观混合过程的定量评价

将离散单元法与计算流体力学相结合,对流化床内物料微观混合过程进行了研究.给出了在水平布风板均匀布风、倾斜布风板非均匀布风两种情况下的示踪颗粒场变化过程,并引入Ashton指数,以定量描述混合发展程度.模拟结果表明:在均匀布风情况下,床内气泡横向运动受到限制,横向混合以扩散方式为主;而对于非均匀布风流化床,床内存在较大的横向颗粒浓度梯度,初始阶段对流混合作用起主要作用,且混合速度较为迅速;随后局部剪切作用使混合进一步细化.