内蒙古科技大学-循环流化床2013,.ppt

三、布风装置和流化质量的影响 流化床要求布风装置配风均匀，以消除死区和粗颗粒沉积，使底部流化质量良好。进入床层的空气不仅要求分配均匀，而且要形成细流，以减小初始气泡直径。在鼓泡流化状态中．气泡在沿床层上升的过程中不断增长、合并，形成大气泡。气泡上升速度又随气泡直径增大而增加，这导致从气泡补充到乳化相中炭粒子表面的扩散阻力增加，燃烧速率降低。大气泡动量大，上升到床层表面破裂时，把气泡尾涡中携带的细颗粒抛向上部空间，增加了烟气中颗粒的夹带，这会造成燃烧效率降低。因此，合理的布风结构是减小气泡尺寸。改善流化质量，减少细粒带出量．提高燃烧效率的有效途径。一般采用小直径风帽， 合理布置风帽数量和风帽排列方式，设计良好的等压风室，对提高流化质量均有明显的效果。 我国的循环流化床锅炉多数采用0—10mm宽筛分的煤粒。且床层底部按一次风量计算出的空塔速度比鼓泡流化床锅炉也高不了多少。因此，我国很大一部分循环流化床锅炉密相区还是处于鼓泡流化的状态。同样有气泡的生成、长大和破裂，有气泡相和乳化相。 四、给煤方式的影响 加入到床层的燃料要求在整个床面上播散均匀，防止局部碳负荷过高，以免造成局部缺氧。因此结煤点应分散布置，给煤量不宜集中加入。有资料表明，给煤点间距采用600一1000mm，每个给煤点负担床面1m2左右为宜。但这样布置会使给煤点数量太多，给煤系统复杂化，降低了运行可靠性。现在多数流化床锅炉每个给煤点负担床面3—4m2，给煤口附近煤量过于集中，煤热解后挥发物首先析出和燃烧，梢耗了大量氧气，在给煤口附近形成缺氧区，使该处的细颗粒因缺氧而无法燃烧，随上升气流直接穿过床层进入稀相区。如果在稀相区无足够的停留时间和较高的温度，就会形成飞灰的固体不完全燃烧损失，燃煤的细颗粒组分越高，这种损失也越大。对于挥发物含量很高的烟煤、褐煤等，由于局部缺氧，甚至析出的挥发物部不能在床层内完全燃尽，进入锅炉尾部受热面后受到冷却，形成焦胶和灰分菇附在受热面上，堵塞烟气通道，影响锅炉的安全运行。对采用这类燃料的流化床铺炉，采用正压给煤时，在结煤口加装播煤风，在给煤口上加二次风，可以改善燃烧工况，减少挥发物和细颗粒的不完全燃烧损失，提高燃烧效率。但播煤风是从密相正压区加入的，受着上升气固流的抑制作用，穿透深度是很有限的，细颗粒和挥发物的横向扩散并不强烈，不可能使可燃物在床内分布均匀。加在给煤口上方布置二次风，可使炉内烟气得到比较强烈的混合和搅拌，取得明显的燃烧效果。 还有一部分鼓泡流化床锅炉，采用皮带或圆盘给煤，将燃料送人流化床的负压区，细颗粒燃料未经过高温料层就被烟气带入悬浮段。在悬浮段中停留时间太短，即使有较高的温度，也得不到充分的燃烧，增大了飞灰含碳损失。但负压给煤方式播散面积较大，局部缺氧现象不如正压螺旋给煤那样严重，这种给煤方式对于细颗粒含量不多和含水分较大的燃料在鼓泡流化床锅炉上燃烧还是可取的。 五、床温的影响 在床层中煤粒挥发物的析出速率和碳的反应速率随床温的增加而增大。因此，提高床温有利于提高燃烧速率和缩短燃尽时间。但床温的提高受到灰熔点的限制。通常要求床温比煤的变形温度(DT)低100一200℃。所以床温的高限应根据煤的变形温度来确定，一般床温控制在900一1000℃，最高不超过1050℃。对于采用添加剂在床内进行脱硫的流化床锅炉，脱硫的最佳反应温度为850—870℃，床温过高，脱硫效率急剧降低，钙硫比增大。 稀相区的温度也特别重要。对于燃烧细颗粒分额较高和挥发物含量大的燃料，提高稀相区温度，可以使这部分可燃物进一步燃烧，降低烟气中的可燃物损失。尤其对于循环流化床锅炉，通过分离器收集送回炉膛的细颗粒，其中主要是固定碳，必需在800℃以上的温度才会着火、燃烧，而这部分细颗粒的燃烧区域主要在稀相区。因此应保持稀相区温度在850—900℃，提高稀相区的温度的措施主要是根据稀相区热量的平衡，适当匹配稀相区受热面。 六、床体结构和飞灰再燃的影响 床体结构对燃烧效率有很大影响，除影响流化质量外，还影响细颗粒在炉膛内的停留时间。设计床体结构时，应合理组织气流，使可燃物与空气在床内得到充分混合与搅拌，有利于细颗粒在床内进行重力分离。对于鼓泡流化状态应减少扬析所造成的飞灰合碳损失。为了使细颗粒在悬浮段能够燃尽，对于小型鼓泡流化床锅炉，在设计时采用较大悬浮段横截面积，以降低悬浮段流速，延长细粒子在悬浮段的停留时间。同时在悬浮段维持较高温度，使细粒子在悬浮段充分燃烧。采用扩大恳浮段面积，降低烟速，就会相应增大炉体结构尺寸，因此只适用于10t以下小容量鼓泡流化床锅炉。对于循环流化床锅炉在设计中应适当减少稀相区断面积，使稀相区达到一定的气流速度和一定的粒子浓度，在炉膛内形成环核流动．形成内循环，延长粒子在沪膛内