循环流化床锅炉物料平衡分析

循环流化床物料平衡是循环流化床燃烧的核心和基础,它影响到循环流化床燃烧效率和脱硫效率,并决定燃烧室内的热负荷分布。循环流化床“一进二出”的物料平衡系统是循环流化床的核心概念,也是理解循环流化床物料平衡的关键。本文介绍并分析了循环床物料平衡的某些问题,如循环流化床定态设计、床料质量和物料平衡模型等。循环流化床运行需要高的“床料质量”和较大物料循环量,要求流化床锅炉分离器分离效率曲线存在一个清晰的100％分离粒径截止点。循环流化床内物料平衡除了受分离器效率影响外,还受到给煤成灰及磨耗特性、床内颗粒分层、排渣方式及效率等因素的影响。     

分离器性能对循环流化床锅炉启动过程中床料动态平衡的影响

通过建立循环流化床(CFB)锅炉启动过程中床料的动态平衡模型,研究了分离器效率、临界粒径d99和切割粒径d50对床料粒径动态分布、启动时间和平衡后床料粒径分布的影响.结果表明:d50和d99越小,分离器对不同粒径颗粒的分离效率越高,床料越细,床料质量越高;d50减小,床料动态平衡时间会延长;d99对床料动态平衡的影响反映在初始床料中粒径范围为d99到循环灰颗粒粒径上限的质量分数上,此质量分数越大,则动态平衡时间越短.     

循环流化床锅炉中大颗粒煤燃尽的实验研究

根据燃烧反应速率不变的原理,设置特定的加热温度和供气体积流量,在管式固定加热炉上采用热重分析法测量了循环流化床锅炉燃烧条件下大颗粒煤(直径为9~15mm)的燃尽时间.通过拟合煤颗粒的粒径和对应的燃尽时间数据,确定表征煤样A和煤样B燃尽特性的2个参数:燃烧常数k和燃尽指数n.结果表明:循环流化床锅炉燃用煤样A时的运行床压比燃用煤样B时低约600Pa,更有利于节省一次风机和二次风机的电耗.     

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     

煤种对循环流化床焦炭燃烧速率的影响

建立了循环流化床锅炉整体数学模型,模型中考虑了循环流化床锅炉给煤和床料的宽筛分特性,特别在燃烧模型中引入了煤种通用理论,数值分析了煤种对焦炭燃烧反应速率的影响.数值分析得到温度和煤种热态实验的温度吻合良好,改进后的模型能够准确反应不同煤种在不同粒径下的焦炭反应速率.     

260 t/d炉排-循环床焚烧炉的物料平衡和物料分布规律研究

通过现场测试数据分析了清华大学自行研制的260 t/d炉排-循环床焚烧炉的物料平衡和物料分布规律.结果表明,炉排-循环流化床垃圾焚烧炉在燃用不同燃料时总体物料平衡发生了很大变化;循环灰系统设计时充分考虑了垃圾的成灰特性,在燃用垃圾和煤混和燃料的情况下,循环倍率与一般燃煤循环流化床锅炉设计值相当;同一台循环流化床焚烧炉,在燃用不同燃料时,尽管粒径分配份额不同,但不管是炉膛出口颗粒粒径分布、分离器进出口颗粒粒径分布,还是床料粒径频率密度分布规律,都呈现出同样的变化趋势.     

循环流化床锅炉燃煤的成灰和磨耗特性研究

循环流化床燃烧条件下煤的成灰磨耗特性是影响床的流化特性和锅炉整体性能的重要因素之一。把给煤在床内爆裂和燃尽引起的尺寸减损和颗粒的磨耗看成是相互独立的两个过程，利用静态燃烧然后冷态振筛的方法，可以得到成灰及磨耗参数。文章利用静态燃烧冷态振筛的方法研究了南京新苏热电厂煤样的成灰和磨耗特性，利用能量关联理论，得到了2mm振幅对应的流化风速5m／s时的流化磨耗速率常数。     

基于CPFD法的循环流化床锅炉燃烧优化模拟

针对某循环流化床锅炉运行中存在返料系统与旋风分离器效果差等问题,采用CPFD数值模拟法讨论床料粒径大小和给煤偏置的设置对锅炉稳燃及旋风分离器失衡问题的影响.结果表明:颗粒粒径过大时炉膛内易结渣、流化效果不良且内循环不佳,无法形成良好的稀密相分布.同时煤粉粒径对炉内燃烧影响显著,因煤粉对床料颗粒夹带量不同,粒径越大的床料颗粒煤粉对其夹带能力越小,导致上部稀相区温度偏高.研究得出调整给煤设置参数是保证锅炉稳燃,同时解决左右旋风分离器不平衡的有效措施.其中最佳给煤偏置为左、中、右分别为1.93、2.93和3.93 kg/s.     

石油焦循环流化床锅炉设计注意的问题

讨论了石油焦循环流化床锅炉炉型和分离器型式的选择 ,燃烧温度、流化速度及对流受热面气流速度的选定 ,床料类型和粒径的选用及烟气排放控制等问题     

鼓泡流化床风帽压力波动信号的小波局部奇异性检测

在冷态鼓泡流化床实验台上,针对不同流化数、静床高及床料颗粒粒径下测得的风帽压力波动信号,采用小波模极大值法获取信号的小波局部极大模线,分析了流化数、静床高及床料颗粒粒径对鼓泡流化床风帽压力波动信号奇异性的影响.结果表明:风帽压力波动信号的局部奇异性随着流化数的减小、静床高的增加和床料颗粒粒径的增大而有所增强,说明通过小波局部极大模线可以对风帽压力波动信号的局部奇异性进行描述,并且能够反映鼓泡流化床流化数、静床高和床料颗粒粒径变化时床内气固流动状态的变化.     

不同煤种下循环流化床灰渣特性的试验研究

在一台 0 .5MW的循环流化床燃烧炉上对 4种不同煤种分别进行燃烧试验 ,对燃烧产生的灰渣的分析结果表明了煤种特性如挥发分、灰分和含碳量等对循环流化床燃烧过程的灰渣形成及其排放特性有很大影响 ,并获得了煤中挥发分、灰分及含碳量对底渣粒径及其含碳量、飞灰粒径及其含碳量、飞灰份额及燃烧效率等影响特性 ,对循环流化床锅炉的设计和运行有一定的指导意义。     

粒度对循环流化床锅炉燃烧影响的试验研究

循环流化床燃烧技术具有高效,低污染,燃料适应性广的优点,燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉在福建沿海地区得到了广泛开展,取得了许多的成果,但是普遍存在的问题是飞灰含炭量太高,热效率不高。在一台75 t.h-1的循环流化床锅炉上对三种不同粒度的福建无烟煤进行了燃烧试验,测量了炉膛各段的温度水平,获得了粒度对底渣、飞灰的粒径分布及其含炭量和热效率等的影响特性,并针对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉的优化燃烧提出了一些建议,对锅炉的运行具有一定的指导意义。     

循环流化床锅炉飞灰残碳的生成及其处理

循环流化床燃烧技术因其众多的优点得到广泛应用,但是在运行中普遍存在着飞灰含碳量远远高于预期的问题。影响飞灰含碳量的主要因素包括:煤指标、煤的结构和焦炭反应活性、给煤粒径以及循环流化床的结构和其它运行参数等。目前,降低飞灰含碳量的方法有:飞灰再循环、加强二次风刚性和调整床压降等。实验表明,在低风速条件下,可以将飞灰中的残碳充分燃尽。另外,高压静电分离和飞灰水活化团聚也都为飞灰残碳的利用提供了新思路。     

混烧石油焦油页岩循环流化床灰渣特性的试验研究

在1 MW流化床(CFB)燃烧试验台试烧5种不同掺烧比例的石油焦和油页岩混合燃料.对燃烧产生的灰渣特性进行了分析研究.分析结果表明,石油焦和油页岩混合燃料试烧后形成的底渣和飞灰粒度与常规煤种相比趋于偏细;而且,随着混合燃料中油页岩掺烧比例的升高,对灰渣份额、燃烧效率、飞灰比电阻值、飞灰磨损特性等都有明显的影响.在钙硫比...     

循环流化床中颗粒内循环与循环流化床锅炉的设计

本文从循环床锅炉密相区的热平衡计算出发，探讨了密相区内受热面面积及密相区高度与飞灰循环倍率、密相区燃烧份额的关系，并以４种典型煤种为例，分析了煤种变化对密相区高度的影响。设计计算和运行经验相结合，在密相区热平衡分析中，引入了床内粒子循环的概念，从而对密相区内热平衡和受热面面积的确定有更深入的理解。     

Experimental study on coal multi-generation in dual fluidized beds

An atmospheric test system of dual fluidized beds for coal multi-generation was built.One bubbling fluidized bedis for gasification and a circulating fluidized bed for combustion.The two beds are combined with two valves:one valve to send high temperature ash from combustion bed to the gasification bed and another valve to sendchar and ash from gasification bed to combustion bed.Experiments on Shenhua coal multi-generation were madeat temperatures from 1112 K to 1191 K in the dual fluidized beds.The temperatures of the combustor are stableand the char combustion efficiency is about 98%.Increasing air/coal ratio to the fluidized bed leads to theincrease of temperature and gasification efficiency.The maximum gasification efficiency is 36.7% and thecalorific value of fuel gas is 10.7 MJ/Nm3.The tar yield in this work is 1.5%,much lower than that of pyrolysis.Carbon conversion efficiency to fuel gas and flue gas is about 90%.     

Modeling of single coal particle combustion in O2/N2 and O2/CO2 atmospheres under fluidized bed condition

A one-dimensional transient single coal particle combustion model was proposed to investigate the characteristics of single coal particle combustion in both O₂/N₂ and O₂/CO₂ atmospheres under the fluidized bed combustion condition. The model accounted for the fuel devolatilization, moisture evaporation, heterogeneous reaction as well as homogeneous reactions integrated with the heat and mass transfer from the fluidized bed environment to the coal particle. This model was validated by comparing the model prediction with the experimental results in the literature, and a satisfactory agreement between modeling and experiments proved the reliability of the model. The modeling results demonstrated that the carbon conversion rate of a single coal particle (diameter 6 to 8 mm) under fluidized bed conditions (bed temperature 1088 K) in an O₂/CO₂ (30:70) atmosphere was promoted by the gasification reaction, which was considerably greater than that in the O₂/N₂ (30:70) atmosphere. In addition, the surface and center temperatures of the particle evolved similarly, no matter it is under the O₂/N₂ condition or the O₂/CO₂ condition. A further analysis indicated that similar trends of the temperature evolution under different atmospheres were caused by the fact that the strong heat transfer under the fluidized bed condition overwhelmingly dominated the temperature evolution rather than the heat release of the chemical reaction.     

燃煤循环流化床模型与试验研究

利用循环流化床内气－固两相流动等基础方面的研究成果,根据本文床内气固浓－淡流动模型,建立适用不同结构参数的循环流化床燃烧模型,考虑了床内气体、固体颗粒的返混、循环过程,以及煤燃烧、ＮＯ的生成和分解、颗粒磨损等因素。在循环流化床燃烧试验台上进行实验研究,模型仿真结果和实验数据吻合良好,表明气固两相浓－淡流动模型所建立的循环流化床燃烧系统模型可以正确地模拟循环流化床的燃烧过程。     

降低循环流化床飞灰可燃物

循环流化床锅炉具有高效、低污染、煤种适应性广等优点 ,在我国得到大力发展。但目前国内流化床锅炉普遍存在着飞灰含碳量高 ,锅炉燃烧效率达不到设计值的问题。概述了影响飞灰含碳量的主要因素如煤种、煤的粒径及循环系统运行状况等。在对现有流化床锅炉飞灰含碳量高的原因及存在的主要问题进行探讨的基础上 ,提出了降低飞灰含碳量 ,提高燃烧效率的一些途径。