六回路环形炉膛循环流化床试验研究

针对大型循环流化床锅炉存在的二次风穿透不佳、受热面布置困难等问题,提出了适用于600 MW等级及以上超(超)临界循环流化床锅炉的炉型——六回路环形炉膛循环流化床,并进行冷态试验研究,考查环形炉膛内气固流动特性和六回路间循环流率分布特性。结果表明:颗粒浓度沿环形炉膛高度的分布与矩形单炉膛相似,呈下浓上稀的指数型分布;随着流化速度的增大,炉膛下部密相区颗粒浓度减小,炉膛中上部和出口区域的颗粒浓度增大,各回路的循环流率均明显增大;随着静止料层高度的增大,整个炉膛高度的颗粒浓度都增大且高度越高处增幅越小;流化速度较低时循环流率不因静止料层高度的增大而变化,流化速度较高时循环流率随静止料层高度增大而稍有增大;六回路间循环流率的分布较均匀,设计工况下循环流率的相对偏差为4.5%;环形炉膛内环长边壁面悬吊屏对循环流率的大小和分布影响较小。     

基于传热系数的高温循环流率测量方法研究

循环物料流率是循环流化床锅炉中重要的设计和运行参数,但其热态在线测量一直是难点。基于换热原理进一步改进和完善了在线测量循环流率的方法,通过热态试验研究了影响高温颗粒与管壁之间传热系数的因素,并且利用热态试验数据和Borodulya等提出的对流传热系数预测模型进行了关联式推导,从而将传热系数和颗粒流率相关联。结果发现,传热系数的影响因素包括颗粒流率、颗粒温度、颗粒粒径等;热态试验测量得到的物料流率值与预设值的误差在±25%内;在实际流率工况下,该方法可以将物料流率和传热系数一一对应,在较宽的流率变化范围内都具有良好的预测能力。根据研究结果,测量中传热系数确定后,由计算模型可以获得物料流率,即实现高温物料流率的测量。换热法测量循环流率的原理简单,成本低廉,通过研究进一步提升了其实用性,在循环流化床锅炉的循环流率测量领域具有广阔的应用前景。     

循环流化床锅炉冷态实验

为将循环流化床锅炉应用于煅烧磷石膏,在中试循环流化床锅炉上进行冷态实验,得出了临界流化速度,循环倍率,并对实验过程中出现的问题进行分析说明。     

循环流化床锅炉新型风帽的水模型实验研究

基于对220 t/h循环流化床锅炉内风帽的改进设计,搭建了风帽冷态水模型实验台,分别对此种新型风帽进行了阻力特性实验、均匀性实验、临界流化实验。实验结果表明:此种新型风帽安装之后,流化状态明显改善,阻力系数明显减小,从而证实了本风帽结构的合理性,为循环流化床锅炉风帽的优化研究提供了理论依据,为风帽设计开发提供了新的思路。     

循环流化床物料循环流率的测量

本文就作者自行研制的颗粒叶轮流量计用于测量循环流化床物料循环流率进行了研究．证明将叶轮颗粒流量计装入循环床的下料管密相段内，可准确地测量物料循环流率．与此同时，也与色点示综法和压差法等常规方法进行了比较，证明叶轮法是一种准确、可靠、简单、且可在线的测量方法。     

循环床锅炉炉膛压降及轴向固体浓度的计算

本文提出了循环流化床锅炉炉膛的轴向压力及固体浓度分布的计算式。当给出表观气、循环固体流率以及颗粒性质时，可准确地预测炉膛压降与轴向固体浓度分布，为炉膛设计提供了计算依据。     

循环流化床二次风射流及床料粒径对流化特性的影响

NOx的生成控制与流化床流化特性及气固流动有关,而冷态试验能更直观地反映气固流动状态和流化效果,因此冷态试验的研究结果可为流化床脱硝反应热态试验的参数选取提供参考。前人研究大多使用窄筛分床料颗粒,且较多针对传统的墙式布置二次风,鲜有学者综合研究中心布置二次风的穿透性能及其对炉膛流化特性的影响。因此,在循环流化床冷态试验台上,研究了中心布置二次风和宽、窄筛分的床料对流化特性的影响,采用无量纲剩余温度、物料循环流率和表观颗粒体积分数来定量描述二次风穿透性能、物料循环效率和颗粒浓度的分布。结果表明:喷射高度附近的颗粒浓度会随二次风射流增大而增大。二次风喷射高度为15 cm时,在35 cm以下的密相区,二次风占比越大,颗粒浓度的增长越明显。增大二次风占比、提高二次风射流的速度、提高二次风射流的喷射位置等可以有效提高二次风射流的穿透性能。其中,当二次风喷射高度距炉膛底部5 cm处,射流穿透率为0.4;喷射高度为15 cm时,射流穿透率为0.84;当喷射高度继续上升10 cm后,射流穿透率达到1.0。造成这个现象的原因是越靠近炉膛底部,床料颗粒的浓度越大,二次风所受的阻力急剧增加。随着窄筛分床料的平均粒径减小,炉膛整体的压降上升,且压降会在炉膛更高位置趋于平稳,物料循环流率也随之提高。这说明更多的颗粒能够随流化风的扬析被带到炉膛外,进入分离器参与炉外循环。与窄筛分床料不同的是,床料组分中,细颗粒占比也决定了宽筛分床料的炉膛压降、颗粒浓度分布和物料循环流率等参数。细颗粒占比越高,炉膛压降和物料的循环流率越大。宽筛分中,平均粒径大的床料颗粒浓度分布和物料循环流率不一定小,这是由于试验风速下,300μm颗粒更易随流化风的扬折作用,被携带至炉膛出口。这部分细颗粒占比越高,造成颗粒浓度分布和物料循环流率越大,而粗颗粒更倾向于聚集在炉膛底部。     

关于循环流化床锅炉安装技术的探讨

本文从循环流化床锅炉安装的概述出发,依次分析了循环流化床锅炉安装的关键技术,循环流化床锅炉的耐磨材料的施工要点以及CFB炉冷态试运行时的注意事项。对以后同类型锅炉的安装提供一定的参考。     

带流动密封阀的循环流化床的研究

在自行设计的循环流化床装置中,测定了床层阻力特性、临界流化速度和带出速度,考察了流动密封阀充气量、流化床流化气速以及装料量对流动密封阀流动特性的影响。结果表明,临界流化速度和带出速度与装料量无关,装料量在700 g左右时,流化系统稳定性高。适度提高流化密封阀底部充气量、流化床流化气速和装料量能够提高物料循环流率。     

循环流化床煤热解拔头工艺循环颗粒流分配

利用直径0.09 m、高12 m的冷态循环流化床装置,研究了循环流化床煤热解拔头工艺中分别与提升管燃烧器和热解器连接的2个颗粒循环回路间存在的压差对循环颗粒在两回路间分配的影响,设计了可补偿压差的颗粒分配阀. 结果表明,增加分配阀一侧的流动阻力可阻碍该侧的颗粒流率,调节分配阀阻力可补偿两颗粒循环回路间的压差,有效调控颗粒流的分配. 提出了优化颗粒分配阀结构的方案,在总颗粒循环量126.9 kg/(m2×s)的条件下对分配阀低压侧的颗粒分配比例达到了0~52.4%.     

循环流化床返料阀结构对循环流率动态响应特性的影响

循环流化床锅炉燃烧技术是一种洁净煤燃烧技术,其应对负荷变化的灵活性未来会得到更多的关注。但目前对于负荷变化的研究集中于调峰策略优化,缺乏提升CFB本身变负荷速率的影响因素研究。在CFB锅炉负荷变化时,循环流率也随之变化,并达到新的平衡态,而返料阀的结构是循环流率的重要影响因素。因此,为了研究CFB锅炉变负荷响应速率的影响因素,基于CPFD方法对某75 t/h循环流化床锅炉立管及返料阀内在循环流率变化时的流动行为进行模拟,研究不同返料阀结构对循环流率变化的响应速度。结果表明,在立管远离回料阀侧及回料阀水平横段底部存在一定的流动死区,返料阀及立管内物料仅在较小的区域内有较大的移动速度。当循环流率增加时,较小的颗粒移动区域限制了其达到更大流量平衡的时间,减弱了系统变负荷的响应速率。在松动风、流化风分别为0. 14和0. 30 m/s,循环流率从50 kg/(m~2·s)提升到60 kg/(m~2·s)时,随着水平横段长度的增加,系统响应时间先急剧减小后缓慢上升;返料阀水平横段长度与立管直径之比为3. 5时,最短响应时间为67 s。保持流化风量不变并改变松动风大小,系统响应时间随松动风量的增加而减小,但不同返料阀结构下系统响应时间的规律相似。返料阀对循环流率变化的响应速度与返料阀内的流动死区大小密切相关。     

煤矸石及石煤循环流化床锅炉的设计

<正> 一、概述循环流化床燃烧是近十年发展起来的一项新的燃烧技术。在循环流化床锅炉炉膛中充满了燃烧着的气-固双相流,浓度沿流程呈有规律的变化。炉膛出口或某尾部受热面区段,未燃尽的固体物料被分离器从烟气流中分离出来,并由回送机构返送至炉膛,形成循环流化燃烧。在煤炭燃烧与利用技术中,循环流化床锅炉由于其燃料适应性广、低污染燃烧并满足环保要求、锅炉燃烧效率高而引起行业的高度关注。循环流化床燃烧是在流化床燃烧的基础     

循环流化床锅炉点火及其稳定运行的探索

对一台老挝境内使用的循环流化床锅炉存在的问题进行分析,通过改造相关设备冷态流化试验分析和热态运行实践,解决了循环流化床锅炉启动点火的问题,提出了调节稳定床温的手段和控制参数。     

负压差立管内的气固两相流

在φ800 mm×12000 mm流化床实验装置上对150 mm×11500 mm负压差立管内气固两相流的轴向压力、空隙率和气体流动特性进行了测量和分析.立管出口无约束淹没在密相流化床内,颗粒质量流率范围G_s<1200 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1.立管内气固两相流态有两种存在形式,当颗粒质量流率G_s<200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是稀密两相共存形式;当G_s>200～250 kg&#8226;m^-2&#8226;s^-1时,流态是浓相输送流态.两种流态之间可以相互转换,主要取决于颗粒质量流率的变化.影响立管内气固两相流的轴向压力、空隙率分布、气相的流动特性和气固流态存在形式的主要参数是颗粒质量流率G_s、旋风分离器入口速度V_i、下端流化床流化速度u_f,质量流率G_s是主要的影响因素.     

带旋涡分离器的循环流化床锅炉的试验研究

<正> 一、前言为了解决第一代流化床锅炉的缺点,目前国内外正在大力研制多种型式的循环流化床锅炉。为了更好地适应大型及220t/h以下的中小型电站与工业流化床锅炉的需要,我们在1970年带有炉内旋风分离装置沸腾炉设想的基础上,经多个冷态模型试验研究,研制成功一种带特殊结构的旋涡分离器内分离循环流化床锅炉,并进一步发展成了多旋涡内分离循环床,大大提高了50μm左右细粉的分离循环效率(对于密度为1260kg/m~3的磨碎硅球,50μm粒子的分级分离效率可达92%左右,分离效率为50%时的分离粒径为     

循环流化床两级返料器冷态试验研究

在高度为3 m、直径为0.1 m的循环流化床冷态试验台上,通过测量不同工况下的系统压力及物料循环流率,研究了采用两级返料器时,不同压力平衡口位置对系统运行特性的影响,并对比研究了采用单级返料器和两级返料器结构形式循环流化床系统的运行特性。试验结果表明:当采用两级返料器时,在合理的压力平衡口位置范围内,相同工况下不同压力平衡口位置对系统运行特性影响不大;在相同的操作条件下,采用不同结构形式的返料器,系统物料循环流率的变化趋势基本一致,采用两级返料器结构形式时各级立管压降之和与采用单级返料器立管压降基本相同;利用压力的标准方差来表示压力脉动的大小,结果显示:采用单级返料器时,在提升管不同高度处和立管底部压力脉动均比较大,而采用两级返料器结构形式运行更加稳定。     

循环流化床锅炉炉膛横向温度非均匀性模型研究

随着循环流化床锅炉不断向大型化高参数发展,炉膛截面在尺度上已远超过化工领域的循环流化床反应装置,炉膛内运行参数的横向非均匀性问题愈发突出,尤其是横向温度偏差问题,严重影响锅炉汽水系统安全和高效运行。针对300 MW亚临界三分离器循环流化床锅炉燃烧系统建立二维整体小室模型,模型以分离器为回路单元将截面划分为3个并联的小室,包括炉内气固流动模型、密相区气固横向扩散模型、稀相区气固横向扩散模型、燃烧模型及传热模型等子模型。模型计算和实炉测试结果显示,炉膛宽度方向的温度分布存在明显的不均匀性,炉膛中间小室温度高于炉膛两侧小室,并且温度偏差沿床高方向一直存在。稀相区扩散系数的取值对温度横向分布有明显影响,根据模型计算和测试数据结果比较分析,稀相区的扩散系数取值应在0. 006～0. 010 m~2/s。密相区颗粒横向混合扩散作用强烈,改变各个给煤点给煤量分配时,局部浓度变化很快被强烈的横向混合扩散作用消除,因此炉膛横向温度分布受给煤量分布变化的影响较小,与测试结果一致。导致炉膛温度偏差的主要原因是两侧小室内水冷壁面积比中间小室多,使两侧小室温度偏低,通过调整炉内屏式受热面的布置位置,可有效改善温度分布不均的问题。     

循环流化床锅炉启动中存在问题分析

根据循环流化床锅炉床下点火过程中出现的典型问题进行详细地分析,介绍了床下点火技术从冷态启动到投煤正常的过程,以及锅炉实际运行操作的注意事项,以达到提高司炉操作水平的目的。     

循环流化床锅炉流体动力学研究

在循环流化床锅炉炉膛内，分为湍流床和快床２个区域，论述了由鼓泡流化床与从气力输送状态向循环流化术转化过程中的炉内流体动力学现象，研究了湍流床开始出现到完全转化为湍流化床及快床时，炉内气体速度变化的规律和相庆的计算公式。     

大型循环流化床锅炉机组控制的研究

比较循环流化床锅炉(CFBB)和煤粉锅炉在控制上的特点。论述循环流化床锅炉的模拟量控制系统和炉膛安全监控系统的控制方案及详细的参数。对主蒸汽压力控制系统、床温测量系统、床温校正系统和主燃料跳闸的动作条件进行了详细的分析。指出循环流化床锅炉的炉膛安全监控系统的控制重点在于强调燃料投运操作的条件和联锁关系,而不是防爆。该方案在电厂实际运行中取得了很好的效果。