循环流化床锅炉物料浓度分布的影响因素分析

循环流化床(CFB)锅炉炉膛物料浓度分布直接影响炉膛内的传热特性和锅炉负荷。基于CFB锅炉炉膛内气固两相流动特性,建立了密相区以上区域的物料浓度数学计算模型。以1台1 060 t/h CFB锅炉为研究对象,数值计算分析不同煤种、给煤粒度分布、流化风速、分离器效率及床压降对炉膛物料浓度分布的影响,计算分析结果表明,CFB锅炉运行中,针对不同煤质,可以通过优化给煤粒度分布和床压降来调节炉膛上部的物料浓度分布,低挥发分煤种的给煤粒度分布中细颗粒的比例要大一些。分离器性能越好,床质量越好,在相同的流化风速和床压降下,炉膛出口处物料浓度随d50、d99的减小而增大。     

燃料粒径调控匹配循环流化床富氧燃烧高氧浓度运行研究

基于循环流化床(CFB)锅炉炉内气固两相流动特性和传热特性,建立了炉内物料质量浓度模型和传热模型,以某1 000 t/h CFB锅炉为研究对象,研究了常规空气燃烧CFB锅炉在21%φ(O_2)/79%φ(CO_2)、30%φ(O_2)/70%φ(CO_2)气氛下运行时物料质量浓度和炉内传热系数的变化,并提出了通过调整床料粒径来调整炉内床层物料质量浓度,进而调节炉内传热系数的方法。结果表明:当燃烧气氛由空气气氛切换为21%φ(O_2)/79%φ(CO_2)气氛时,沿炉膛高度方向物料质量浓度和炉内传热系数基本不变;当燃烧气氛由空气气氛切换为30%φ(O_2)/70%φ(CO_2)气氛时,由于流化风速减小,稀相区床层物料质量浓度降低,稀相区传热系数减小;现有CFB锅炉在不新增受热面的情况下,仅靠调整床料粒径就能在30%φ(O_2)的富氧气氛下运行。     

循环流化床二次风射程的数值模拟和实验

以国内某电厂410 t/h循环流化床锅炉为原型,用有机玻璃按10∶1的比例建立了1套冷模可视化实验装置.在测量二次风喷口所在炉膛截面物料浓度的基础上,对不同二次风速、不同炉膛流化风速条件下二次风的射程进行了实验研究和数值模拟.结果表明:炉膛物料浓度随一次风速的变化而变化,二次风的引入显著地改变了炉膛内物料浓度的分布;在物料特性和喷口特性一定的情况下,二次风的射程随着二次风风速的增加而近似成幂函数增加,其指数在0.5～1之间变化,指数值随着炉膛流化风的增加逐渐减小,且减小幅度逐渐增大.     

新型生物质循环流化床锅炉燃烧NOx释放规律研究

以新型生物质循环流化锅炉为研究对象,对炉内燃烧过程和NOx释放规律进行数值模拟.研究结果表明:生物质CFB锅炉燃烧过程中粒径较小的颗粒在一、二次风的作用下冲进旋风分离器,粒径较大的颗粒在炉内稀相区形成回旋.沿炉膛高度方向NOx浓度变化由小增大并保持稳定,但在过量空气系数由1.1至1.25变化过程中,炉膛出口处NOx质量...     

循环流化床锅炉改变床压运行对SO_2排放的影响

针对CFB锅炉运行过程中床压降对炉内脱硫的影响问题,在1台135MW机组CFB锅炉上进行了现场测试,研究了该锅炉在不同负荷、不同床压的运行工况下排烟中SO2的浓度变化。运行实践表明,排烟SO2浓度并不随负荷升高呈现单调变化规律,这主要是由于床温对脱硫反应的非单调影响所导致。而床压降升高时,排烟SO2浓度基本呈现下降趋势。这是由于床压降升高时,炉膛下部颗粒浓度增大,有利于脱硫反应的进行,因此排烟SO2浓度下降。     

300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。     

一体化外置式换热器的物料流动特性

对循环流化床锅炉一体化外置式换热器在单边运行时的物料流动特性进行了冷态试验研究.结果表明:该外置式换热器具有很好的自平衡特性;各仓室流化风速的改变会引起颗粒夹带速率及各仓室压力分布的变化,通过调节各仓室的流化风速可以很好地控制进入外置式换热器和回料密封的物料流量.同时,还建立了孔口两侧压差与通过孔口处的固体流率之间的经验关系式,并定义了孔口流量系数.试验数据表明:所建立的关系式可以很好地用于预测固体流率与孔口压降之间的关系.     

循环流化床锅炉炉内压降分布及物料粒径分布的计算

根据物料总体平衡建立了循环流化床锅炉炉内压降分布和物料粒径分布的数学模型 ,模型中考虑了颗粒破碎、磨损以及缩核对物料粒径分布变化的影响。作为循环流化床锅炉整体数学模型的基础 ,该模型不仅计算了所有物料的总体粒径分布 ,也计算了焦炭、石灰石和惰性床料单独的粒径分布。最后给出了炉内压降和不同位置处物料粒径分布的仿真结果 ,并对结果进行了分析     

循环流化床锅炉改变床存量的燃烧试验

在1台75 t/h循环流化床锅炉上进行了改变床存量的燃烧试验,在3220～7330 Pa床层压降变化范围内,测试了改变床存量对锅炉负荷能力、炉内轴向颗粒浓度分布以及实际燃烧效率的影响.结果表明:在远低于常规床层压降的条件下,循环流化床锅炉仍能保持满负荷运行,而且燃烧得到改善;在适当控制燃料粒度的条件下,循环流化床锅炉降低床层压降运行不仅可行,还可以使锅炉整体运行性能得到优化,是锅炉设计和运行优化的方向.     

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.     

大型循环流化床锅炉炉膛内床压摆动的机理

针对单炉膛多分离器并联结构的大型循环流化床(CFB)锅炉在特定运行工况下出现的炉膛内床压摆动现象,通过建立多分离器并联的CFB锅炉主循环回路物料平衡模型,结合工业试验数据,定性分析了床压摆动过程中固体物料横向质量流量方向和数值的变化.结果表明:由炉膛两侧流动不平衡导致的固体物料横向流动是炉膛两侧存料量变化的主导因素;炉膛与返料器之间的物料交换对床压摆动具有一定的迟滞作用.     

锅炉二次风挡板特性试验数据处理方法与应用

建立了锅炉二次风箱到炉膛出口的压降计算模型,基于该模型,给出锅炉二次风挡板特性冷态试验数据的处理方法:挡板在100%开度下的阻力系数作为已知常数,采用该开度状态下二次风箱到炉膛出口压降的试验结果,确定炉膛阻力系数;再利用其它挡板开度下的试验数据,得到挡板不同开度下的阻力系数。根据炉膛和挡板的阻力系数以及风箱-炉膛差压测量值,可以确定热态运行时各个二次风喷口的风速,这使得对炉内风粉分布的监测成为可能,对于低NO_x燃烧系统,炉内风粉分布监测和调整是优化锅炉燃烧,减少汽温波动的重要手段。     

循环流化床焚烧

原理:生活垃圾经分选、撕碎后,由给料系统送入炉内。在流化风作用下,垃圾在炉内呈流化状态燃烧。根据典型流化床燃烧原理,垃圾在炉膛内呈中心区域上升、四周边壁下降的环核结构运动,形成物料的内循环;小颗粒飞出炉膛进入旋风分离器,在旋风分离器的作用下,较大颗粒被分离下来通过返料器送回炉膛再燃烧,较小颗粒逃逸出去后由尾部布置的除尘器收集下来形成飞灰。由于流化床炉膛内有大量载热体(床料)可以贮蓄大量的热量,而垃圾量占床料量比例较小,垃圾投入流化床后,炉温不会急剧变化;同时循环流化床锅炉有旋风分离器,此区域温度适宜于SNCR(选择性非催化还原)脱硝反应,可实现低成本高效脱硝。     

350 MW超临界循环流化床锅炉床温偏差原因分析及调整

以山西灵石启光电厂350 MW超临界循环流化床锅炉为例,分析了锅炉在260 MW～350 MW负荷段存在左右侧床温偏差较大的直接原因是入炉煤粒径分布不合理,炉内局部结焦,导致炉内物料流化质量变差,进而导致左右侧床温偏差大,严重影响机组安全运行。通过调整入炉煤粒径、床压、一次风率及下一次风开度等手段,使床温偏差问题得以改善。     

循环流化床锅炉变工况下物料浓度的试验研究

针对75t/h循环流化床锅炉,依据于大量变工况试验,给出了炉膛上部固体物料浓度的分布曲线,并在此基础上,分析了不同负荷下各流动区域出口固体物料浓度和平均固体物料浓度随运行主导因素(运行风速)的变化规律,仿真研究结果和实际工况做到了较为精确的吻合,为循环流化床锅炉的动态特性和控制策略的研究奠定基础并提供有力的技术支持。图4参9     

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.     

物料量及布风板阻力对裤衩腿流化床锅炉翻床的影响

基于颗粒动力学两相流方法,建立了裤衩腿循环流化床锅炉二维CFD数值计算模型,研究了总物料量和布风板阻力特性对翻床趋势的影响.结果表明:炉膛总物料量越大,平均物料交换率越大,越容易翻床;布风板阻力系数越大,平均物料交换率越小,越不容易翻床;正负反馈机理可以合理解释物料量和布风板阻力特性对翻床的影响;布风板压降和物料压降比是评价裤衩腿循环流化床锅炉自平衡能力的重要参数.     

考虑横向物质传递的大型循环流化床锅炉动态建模研究

为了研究大型循环流化床(CFB)锅炉运行中出现的运行参数横向分布不均匀现象,在原有一维模型基础上,将炉膛沿宽度方向划分为4个并联回路,建立了准二维小室模型,每个回路内考虑炉膛内的传热、传质和燃烧以及并联回路之间的横向物质传递,并建立了包含风机、布风板、炉膛和分离器在内的风烟系统复合压降模型.对某660 MW超超临界CFB锅炉进行动态模拟,重点研究了特定工况下的床压横向波动现象,分析了床压波动过程中的横向物质传递速率.结果 表明:该准二维小室模型能够反映运行参数在炉膛内的横向分布情况;炉膛内物料横向扩散和对流的综合作用是产生床压周期性波动现象的原因.     

燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫模型

建立了燃烧福建无烟煤CFB锅炉炉内脱硫的一步法反应模型.模型的计算结果与工业实际脱硫试验数据吻合较好,能反映出脱硫效率随钙硫物质的量之比的变化且有拐点的现象.数值模拟结果表明,在钙硫物质的量之比保持不变的条件下,脱硫效率随着流化速度的增加而降低,随着物料循环流率的增加而提高,随着燃烧温度的升高而增加;当其他运行参数不变时,负荷波动对脱硫效率的影响很微弱.     

循环流化床燃烧炉膛压降与轴向固体浓度

根据不同容量的循环流化床燃烧锅炉的实测数据,以及以前的研究结果,提出了压降沿炉膛高度分布的计算式,由此可计算固体浓度沿床高的分布,为炉膛设计提供了直接的依据。