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.     

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.     

循环流化床复合压降数学模型

建立了同时考虑循环流化床宽筛分物料动态质量平衡以及送风系统流体网络特性的复合压降模型，这是对以往数学模型中采用静态质量平衡及割裂风量和压降关系的修正和改进。该模型可以正确地反映如排渣量、给风流量等锅炉运行参数变化时，床内压降，床料筛分，密相床高度等参数的动态变化情况，从而为建立循环流化床整体动态数学模型奠定了基础。     

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.     

双循环流化床返料量冷态试验研究

双循环流化床生物质气化装置的关键是合理的控制循环返料量。搭建了一个双循环流化床冷态试验台,它主要由提升管和鼓泡床组成。在试验台上就鼓泡床风速、静床高、物料平均粒径和溢流口高度几方面因素对循环返料量的影响进行了试验。试验结果表明:双循环流化床的循环返料量随静床高和鼓泡床风速的增加而增加,随物料粒径和溢流口高度的增加而减小,并且静床高越高循环返料量随鼓泡床风速变化的线性趋势越明显。试验结果对控制双循环流化床的循环返料量具有一定意义。     

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。     

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。     

循环流化床锅炉燃烧优化控制方法

循环流化床锅炉燃烧优化控制方法,对整台机组进行协调控制的基础上,当机组投入协调控制方式后,以汽机调负荷,锅炉调压力,协调控制系统接受负荷指令;当汽机负荷变化较大时,对流化床锅炉耦合性强的负荷、主汽压、床温、床压等参数进行了解耦,整个系统保持在总的能量平衡的方式下调整,通过改变人炉的给煤量来改变炉膛内的残碳量,残碳量表征床料中未燃尽的燃料,这些燃料将用来快速响应电网负荷指令所需的能量;     

循环流化床锅炉循环倍率软测量研究

循环倍率对循环流化床(CFB)锅炉运行状态监测和关键参数控制具有重要作用,但其难以直接测量.针对此问题提出一种循环倍率的软测量方法,通过对炉内化学过程和床内物料循环过程进行机理分析,依据质量守恒定律建立平衡方程并对其进行简化,进而计算出炉内飞灰份额、分离器分离效率等关键中间变量,最后通过仿真得到循环倍率.结果表明:循环倍率与单位负荷下稀相区的颗粒密度存在线性关系;循环倍率软测量方法计算值与锅炉设计值非常接近,证明了循环倍率软测量方法的可行性和有效性.     

循环流化床冷态流动特性的试验研究

研究了循环流化床气固两相流动在轴向的宏观流体动力特性,采用计算机数据采集系统测量不同工况下沿主床高度上的压力分布,进而计算出空隙率沿循环流化床主床高度方向上的分布情况,研究不同操作条件(流化风速、存料量)对空隙率分布、物料循环量和压力平衡的影响。     

A Model for Agglomeration in Bio-fuel Fired Fluidized Bed

A mathematical model has been developed to describe the agglomeration process in bio-fuel fired fluidized bed combustor. Based on the balance mechanism of the adhesive force caused by liquid bonding between two parti- cles and the breaking force induced by bubbles in the fiuidized bed, the model considers modified Urbain model and chemical equilibrium calculations using FactSage modeling. This model prediction accounts for the evolve- ment of the adhesive and breaking forces, and clearly demonstrates that the different composition of ash, the in- creasing liquid phase matter and the fiuidization velocity cause defluidization in fluidized bed. In this model, it is the first time to hypothesize that the bonding stress between two particles is proportional to mass fraction of liq- uid phase and inversely proportional to the diameter of particles and viscosity of liquid phase. The defluidization time calculated by this model shows good agreement with that from the experimental data.     

烟气循环流化床脱硫灰特性研究

以典型烟气循环流化床脱硫工艺所产生的脱硫灰为样品,采用理论分析、化学分析、电镜扫描、热重分析、X-衍射分析等手段,较系统地研究了脱硫灰的化学组成、外观形貌、物相组成等特性。研究表明:脱硫反应对原粉煤灰颗粒有侵蚀作用,脱硫塔内存在明显的团聚效应;脱硫灰的主要物相组成是:莫莱石、石英、Fe2O3等粉煤灰物相,以及CaSO3·1/2H2O、CaCO3、CaSO4等脱硫物相。值得注意的是CaSO3·1/2H2O是主要的含硫物相,且各灰样中CaCO3含量较大。     

循环流化床燃烧的补偿式解耦控制系统

循环流化床锅炉是一个分布参数,非线性、时变、多交量紧密耦合的被控制对象,其中主汽压力和料床温度是关键参数,又是具有紧密关系强耦合变量,它们均是通过调节给煤量和一次送风量来实现控制的,这就给燃烧控制系统的设计带来困难,难以实现精确的控制。本文提出了一在于多变量频域解耦控制理论的补偿式解耦控制系统,解决了主汽压力和料床温度的燃烧系统控制难题,经在35t/h循环流化床实用,取得了满意的结果。     

2MW加压喷动流化床煤部分气化特性的研究

在热输入2MW的中试规模加压喷动流化床部分气化试验装置上，采用徐州煤烟进行了连续12h的加压部分气化试验研究，研究了在深床条件下煤部分气化特性，以及汽煤比的变化对部分气化的影响。研究结果表明：在合适的喷动风和流化风配比下，可实现深床气化，使气化反应基本达到化学平衡；在其它条件不变的前提下，汽煤比增加，气化炉温度下降，煤气中H2含量有较大幅度的提高，煤气热值也有所增加。文章的最后将试验的主要指标与国内外类似规模装置上获得的数据进行了比较。图6表5参10     

A mathematical model for exit gas composition in a 10 MW fluidized bed coal combustion power plant

A mathematical model has been developed for the oxygen mass balance for a 10 MW fluidized bed coal combustion power plant operated at Jamadoba (TISCO, India). Assuming the three phase theory of fluidization, the fluid bed is considered to consist of a number of equivalent stages in series. Within each stage, an exchange of gas takes place between the bubble, cloud-wake, and emulsion phases. An effective chemical reaction rate of char combustion has been derived considering the single film theory of char combustion for shrinking particles. The model has been used to predict the consumption of oxygen in the fluidized bed combustor, the outlet gas composition, variation of oxygen concentrations in different phases and also the variation of average oxygen concentration along the bed height. Model predictions were compared with plant data, and reasonable accuracy was obtained.     

裤衩腿循环流化床"翻床"过程影响因素的研究

利用所建立的裤衩腿循环流化床动态数学模型,对"翻床"过程的原因及主要影响因素进行了分析.结果表明:选用对压力变化相对稳定的罗茨风机并保证其工作在稳定工况区以及在合理范围内降低床料压降占炉膛总压降的比例,均有利于控制"翻床"现象的发生;两侧较大的温度偏差也有可能导致两床发生失稳,运行时应尽量保持炉膛两侧床温一致.     

微型鼓泡床中石灰石溶解特性的实验研究

实验用钢瓶气体模拟实际烟气,研究了在微型鼓泡床中反应的pH值、温度及浆液中微量的氟离子和氯离子对石灰石溶解速度的影响。根据质量作用定律和阿仑尼乌斯方程提出了石灰石溶解速度的数学公式,式中各项参数物理意义明确,可统一描述各工况下石灰石溶解速度。同时测出了该实验使用的石灰石溶解速度的各参数,并得出了浆液中微量的氟离子和氯离子均不利于石灰石的溶解。利用本文提出的模型可以比较不同石灰石的活性,从而针对不同品种的石灰石设计合适的浆池大小,这对于研究湿法烟气脱硫具有重要意义。     

The Effects of Bed Height and Initial Moisture Concentration on Drying Lignite in a Batch Fluidized Bed

In this study, drying of a lignite from Erzurum Ispir-Karahan province, with air in a batch fludized bed, was investigated. In the experiments, effects of bed height and initial moisture concentration of the coal on the drying behavior were studied. It was found that the drying rate increased with a decrease in bed height. Also, coal particles with an initial lower moisture content showed a marginal decrease of drying rate compared with higher moisture content particles. It was also observed that the equilibrium moisture content, and the time taken to reach the equilibrium moisture content, decreased with decreasing initial moisture concentration, while the critical moisture content generally decreased. Also, it fixed with decreasing bed height, while the critical moisture content increased.     

乙二醇污水预处理生物流化床工业试验研究

乙烯水解生产乙二醇过程中,会产生大量乙二醇污水,该污水有机物浓度高,COD值高达1500～4000mg/L,污水中含有乙二醇、二乙二醇、醚类、醛类有机物质,对微生物具有一定的毒性。上海石化利用生物流化床技术,开展乙二醇污水预处理工业试验研究。试验结果表明,在污水pH值为5.5～11.0,温度为25～30℃,反应停留时间为10～15h,进水COD值为1000～3000mg/L条件下,处理后COD值小于500mg/L,达到企业预处理标准,COD去除率达到90%,流化床污水处理系统抗COD、pH冲击能力强,运行较为平稳。与传统氧化沟处理工艺对比,流化床工艺的反应效率、出水水质均优于氧化沟工艺,停留时间仅为氧化沟法的1/4。研制出大型生物流化床处理乙二醇污水工业试验装置,该装置主要包括均质水解罐、生物流化床、加药罐和空气压缩机。该装置最大容积负荷达到6.0kg COD/(m3.d),平均容积负荷达到3.1kg COD/(m3.d),是传统氧化沟法平均容积负荷的4倍。生物流化床工艺实现了污水处理的装置化、集成化,且占地面积小,操作费用低,处理效果好,抗冲击能力强。