循环流化床锅炉热力性能的模型研究

随着压力等级和容量的增加,循环流化床锅炉的性能预测受到重视。该文采用单颗粒物料循环精细模型和传热半经验模型对135MWe循环流化床锅炉的部分负荷性能进行了预测,并与实际运行结果进行比较。模型预测结果与实际值吻合颇好,表明该模型是可靠的。图5参13     

循环流化床锅炉技术的现状及发展前景

简要介绍了国外循环流化床锅炉技术的发展现状，重点讨论了近年来国内循环流化床锅炉技术的研究进展，分析指出了循环流化床锅炉技术的发展趋势。循环流化床锅炉未来将朝着大型化超临界、深度脱硫与脱硝、能源综合利用等方向发展。目前，我国已掌握150MWe及以下各种容量级循环流化床锅炉的设计和制造技术，并通过技术引进开始了300MWe容量级CFB锅炉的生产，未来将大力发展600MWe以上超临界参数锅炉技术。图2表4参16     

循环流化床锅炉的物料平衡设计

物料平衡是循环流化床(CFB)锅炉的运行基础,从CFB锅炉设计方面对物料平衡进行了分析.为满足CFB锅炉的物料平衡要求,低灰份燃料需要添加一定粒径分布的可循环物料.对CFB锅炉正常运行是否添加循环物料进行了研究和分析,重点分析了物料添加量的计算方法.     

大型循环流化床锅炉的结构布置与试验研究

现有的锅炉布置形式在循环流化床（CFB）大型化过程中受到多方面的限制。目前，大型（CFB）锅炉以炉膛为中心、周边布置分离器的结构布置方案，在锅炉容量进一步增大时极易造成布风不均及众多分离器布置困难的问题。因而提出了一种以分离器为中心的模块化布置方案，并在一个冷态试验台上进行了系统的试验研究。初步试验结果表明：这种特殊结构布置的CFB锅炉不仅能够正常运行，而且确实具有若干传统CFB结构不具备的优点。     

常压循环流化床锅炉的稳态流体动力模型

本文建立了一个数学模型,以描述常压循环流化床锅炉在稳态燃烧下的气固流动特性。循环流化床炉室内的流动模型在密相区考虑了气泡相和乳化相的差别,在稀相区是构建在环核模型基础上的准二维模型,这样的一个流体动力模型为整体循环流化床锅炉的数学模型奠定了基础。     

粒径对无烟煤颗粒在循环流化床锅炉中燃尽影响的研究

根据流体动力学理论分析了颗粒径与流化速度的关系，通过利用或建立简单的传热与燃烧模型，定量计算了不同粒径无烟煤颗粒的燃尽时间和一次通过炉膛时的停留时间。计算发现：颗粒燃尽所需时间和一次通过炉膛的停留时间均随颗粒径的增加而增长。但停留时间增长的幅度较缓慢。在较大颗粒径时，提高炉膛温度将大大缩短颗粒的燃尽时间。有利于提高颗粒燃尽率。对于一些较难着火的高变质无烟煤，当颗粒径较小时。预热时间对颗粒燃尽的影响不能忽略。图5表1参8     

循环流化床锅炉的飞灰含碳量问题

循环流化床锅炉的飞灰含碳量问题近年来受到关注。对实际运行的多台燃烧各种燃料的220t／h锅炉的飞灰样品测定表明：飞灰的含碳量具有明显的不均匀性。分析了煤质、分离器及运行条件对飞灰含碳量的影响。结果表明：循环流化床锅炉燃烧过程中焦炭反应性逐渐下降;焦炭燃烧过程中发生的爆裂、磨损、失活等行为与煤种有关,对循环流化床锅炉飞灰碳燃尽有很大影响。气固混和不均匀是导致较高的飞灰含碳量的原因之一。图7表2参13     

大型循环流化床锅炉床温动态模型的研究

通过对循环流化床结构和炉内温度动态特性的分析,分别建立了炉膛、旋风分离器和外置床内的氧气体积分数平衡方程、动态床料量平衡方程、动态残碳量平衡方程和动态能量平衡方程,给出了以给煤量、一次风风量、二次风风量、排渣量和飞灰量作为输入变量的动态模型.基于四川白马电厂300MW循环流化床锅炉的现场数据,利用Matlab软件对该动态模型进行仿真,得到了一次风风量和给煤量阶跃扰动下床温的响应情况.结果表明:仿真结果与实际运行数据较吻合,可以很好地反映输入参数发生变化时床温的动态响应情况.     

220t／h循环流化床锅炉性能的仿真预测

清华大学所建的燃煤循环流化床锅炉的通用整体精细数学模数学模模型为此类锅炉的研究与设计提供了一个用的工具。使用此模型，仿真了分离器效率对２２０ｔ／ｈ清华循环流化床锅炉的性能的影响。仿真结果表明，密相相床的颗粒组分构成是决定主燃烧室内温度水平和分布的主要因素；提高分离器效率可以改善密相床的颗粒组分构成，进而提高循环流化床锅炉的运行性能；并指出国产循流化床锅炉完善的根本在于提高分离器效率。图６表２参４     

大型循环流化床锅炉中的传热

分析了典型的大型循环流化床锅炉炉膛传热数据及其相关参数关系.以12 MW、50MW和135 MW循环流化床锅炉为例,讨论大型循环流化床锅炉炉膛传热问题.此外,还讨论了炉膛悬吊受热面、汽/水冷旋风分离器、外置式换热器和尾部受热面的传热规律,并给出大型循环流化床锅炉传热系数计算的经验公式.图10表2参12     

内循环流化床颗粒流动特性的直接数值模拟

内循环流化床是一种新型式的流化床，采用多风室非均匀布风实现床料颗粒的大尺度循环流动，从而增强了颗粒的横向混合。内循环流化床已应用于城市生活垃圾的焚烧制能，其燃烧速度、燃尽率及污染物排放优于传统的链条炉或鼓泡床。但是，目前设计的内循环流化床普遍较小，还不能满足城市垃圾的处理要求．根本原因在于对床内的气-固流动特性，特别是颗粒的运动规律没有深入的认识。内循环流化床内的气一固流动属于稠密的两相流，通过试验手段，如PIV、PDA也很难获得床内单个颗粒的运动特征。因此，采用前言的DEM(Discrete Element Method)模型对二维内循环流化床内的颗粒流动进行直接数值模拟．模拟结果表明非均匀布风内循环流化床内确实存在颗粒的大尺度循环流动。图4表1参5     

循环流化床锅炉的燃烧脱硫试验研究

针对内蒙古1台75 t/h循环流化床锅炉进行了脱硫试验,根据现场数据分析了温度、粒度、升温速率及摩尔比等因素对循环流化床脱硫效率的影响.结果表明:在较小Ca/S摩尔比下,脱硫效率随时间增加呈上升趋势,随着Ca/S摩尔比增大,脱硫效率上升趋势减缓,且存在一个最佳的Ca/S摩尔比;加入石灰石脱硫时,需根据实际运行情况调节石灰石给料机的出力,以协调脱硫效率和锅炉效率之间的平衡.研究结果对循环流化床锅炉实际运行中SO2的排放和脱除具有预测作用.     

循环流化床锅炉的汽压自适应控制系统

根据循环流化床锅炉的动态特性,并结合实际工艺过程,提出一种单元机组汽压全系数自适应控制系统,给出了被控对象在50%～100%负荷间的特征参数值及数学模型.采用"空气-床温"反系统,避免对空气量的直接测量,并实现汽压与床温的解耦控制.现场运行证明,该系统具有较好的控制效果.     

循环流化床锅炉稀相区辐射传热份额的计算方法

以某热电厂450t/h循环流化床锅炉运行实测数据为基础,在锅炉密相区和稀相区分别建立热平衡方程式,计算循环流化床锅炉密相区、稀相区内的传热系数,并提出了稀相区内以对流为主的对流-辐射模型,新的计算方法可直接计算循环流化床锅炉稀相区辐射传热在总的传热中占的比率。图5参7     

大型循环流化床锅炉整体动静态数学模型的建模方法研究

提出了一种建立大型商用循环流化床锅炉动静态整体数学模型的方法。该方法在描述循环流化床悬浮段内气固流动特性时考虑了固体物料的宽筛分特性和“核心－环”流动结构，并详尽考虑了循环流化床锅炉内发生的诸如燃烧、传热、有害物质的生成和还原等主要物理化学过程。针对目前国内容量最大的引进410t/hPyroflow循环流化床锅炉，采用该方法对其整体性能进行了预测。     

循环流化床锅炉的发展现状及前景

提高可靠性、经济性和文明生产程度贯穿了循环流化床燃烧技术的发展历史。围绕分离器的形式和整体布置 ,循环床燃烧技术已经历了 3代的发展 ,冷却型紧凑布置的循环床燃烧技术是未来的发展方向