CFB鍋爐合同模板

./循環(huán)流化床鍋爐培訓(xùn)資料2005年11月.前言為滿足我廠循環(huán)流化床鍋爐培訓(xùn)的需要,根據(jù)相關(guān)資料編制本教材,全面介紹循環(huán)流化床鍋爐的基本知識(shí)和實(shí)用操作方法,使技術(shù)人員、操作人員盡快熟悉循環(huán)流化床的基本原理和特點(diǎn),為將來(lái)裝置的開(kāi)車和生產(chǎn)運(yùn)行做好準(zhǔn)備.本書(shū)共分十章,第一、二章分別介紹了循環(huán)流化床鍋爐的概念、基本原理和特點(diǎn)以及循環(huán)流化床鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)原理；第三、四章分別介紹了循環(huán)流化床的主體結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部位與主要輔助系統(tǒng)；第五章主要介紹循環(huán)流化床鍋爐的試驗(yàn)與調(diào)試方法；第六、七章主要講述了循環(huán)流化床鍋爐的開(kāi)停爐及正常運(yùn)行調(diào)整方法；第八章對(duì)循環(huán)流化床鍋爐的常見(jiàn)運(yùn)行事故及故障處理方法進(jìn)行了探討；第九章主要介紹煤的特性；第十章介紹我廠循環(huán)流化床鍋爐的工藝狀況. 本書(shū)由霍愛(ài)明、劉光明負(fù)責(zé)編制,季紹卿、徐玉陵審核.由于部分設(shè)備廠家資料不全,加之水平所限,書(shū)中謬誤和不妥之處在所難免.懇請(qǐng)讀者批評(píng)指正.二〇〇五年十一月.目 錄第一章循環(huán)流化床鍋爐的概念、原理及特點(diǎn)1第一節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的概念1一、流態(tài)化1二、臨界流態(tài)化速度2三、顆粒的夾帶、揚(yáng)析3四、寬篩分顆粒特性3第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的工作原理4一、循環(huán)流化床鍋爐的典型工作條件4二、循環(huán)流化床鍋爐的基本構(gòu)成4三、循環(huán)流化床內(nèi)煤的燃燒過(guò)程5四、循化流化床鍋爐的燃燒區(qū)域7五、循環(huán)流化床燃燒過(guò)程的特點(diǎn)8六、循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)傳熱10七、循環(huán)流化床鍋爐的脫硫與氮氧化物的排放控制.13八、循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)14九、循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點(diǎn)21十、循環(huán)流化床鍋爐與煤粉爐的區(qū)別22十一、循環(huán)流化床鍋爐目前存在的主要問(wèn)題22第二章循環(huán)流化床鍋爐的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)24第一節(jié)鍋爐燃燒控制24一、母管壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)25二、主汽壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)25三、燃料控制系統(tǒng)25四、給煤量調(diào)節(jié)系統(tǒng)26五、總風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)26六、一次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)26七、二次風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)26八、二次風(fēng)壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)26九、播煤風(fēng)量調(diào)節(jié)系統(tǒng)26十、床層溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)27十一、石灰石供量調(diào)節(jié)27十二．點(diǎn)火風(fēng)量控制系統(tǒng)27十三、床層壓差調(diào)節(jié)系統(tǒng)27十四、爐膛壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)28十五、汽包水位調(diào)節(jié)系統(tǒng)28十六、蒸汽減溫調(diào)節(jié)系統(tǒng)29十七、燃燒器風(fēng)量調(diào)節(jié)29十八、燃燒器油系統(tǒng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)29十九、汽包連排調(diào)節(jié)系統(tǒng)29第二節(jié)爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)29一、循環(huán)流化床鍋爐的主燃料切除保護(hù)30二、對(duì)鍋爐燃用油的控制31三、MFT復(fù)歸的必要條件31四、鍋爐的熱態(tài)啟動(dòng)的條件31五、MFT動(dòng)作31六、爐膛安全檢測(cè)保護(hù)32第三節(jié)機(jī)爐協(xié)調(diào)控制系統(tǒng)33第三章循環(huán)流化床鍋爐本體35第一節(jié)爐膛35第二節(jié)旋風(fēng)分離器37一、旋風(fēng)分離器的作用37二、旋風(fēng)分離器的形式37三、旋風(fēng)分離器的特點(diǎn)37第三節(jié)回料裝置38一、回料裝置的用途及其分類38二、返料裝置的結(jié)構(gòu)及工作原理39第四節(jié)布風(fēng)裝置39一、風(fēng)帽40二、布風(fēng)板40第五節(jié)水汽系統(tǒng)及煙風(fēng)系統(tǒng)41一、循環(huán)流化床鍋爐的水汽系統(tǒng)41二、循環(huán)流化床鍋爐煙風(fēng)系統(tǒng)46第六節(jié)膨脹與密封系統(tǒng)48第七節(jié)耐磨材料49第八節(jié)構(gòu)架和平臺(tái)扶梯50第九節(jié)爐墻50第十節(jié)安全附件50第四章循環(huán)流化床鍋爐輔助系統(tǒng)51第一節(jié)風(fēng)機(jī)51一、一次風(fēng)機(jī)51二、二次風(fēng)機(jī)51三、引風(fēng)機(jī)52四、高壓風(fēng)機(jī)52五、螺桿壓縮機(jī)53第二節(jié)排渣系統(tǒng)53第三節(jié)給煤系統(tǒng)54一、稱重式皮帶給煤機(jī)54二、播煤風(fēng)系統(tǒng)55第四節(jié)石灰石系統(tǒng)55第五節(jié)點(diǎn)火油系統(tǒng)56第六節(jié)布袋除塵系統(tǒng)56第七節(jié)輸灰系統(tǒng)57第五章循環(huán)流化床鍋爐的試驗(yàn)與調(diào)試59第一節(jié)鍋爐水壓試驗(yàn)與安全門校驗(yàn)59一、水壓試驗(yàn)種類及目的59二、水壓試驗(yàn)前的檢查與準(zhǔn)備60三、水壓試驗(yàn)方法60四、安全門校驗(yàn)61第二節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)及聯(lián)鎖關(guān)系試驗(yàn)63一、循環(huán)流化床鍋爐聯(lián)鎖條件63二、試驗(yàn)步驟63三、轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械試運(yùn)轉(zhuǎn)64第三節(jié)冷態(tài)空氣動(dòng)力場(chǎng)試65第四節(jié)烘爐67一、烘爐的目的67二、烘爐步驟67第五節(jié)化學(xué)清洗及煮爐69一、化學(xué)清洗69二、煮爐70第六節(jié)蒸汽沖管71一、沖管的目的71二、沖管方法、范圍及吹管參數(shù)71三、沖管步驟72第七節(jié)輸灰系統(tǒng)調(diào)試75一、調(diào)試機(jī)組設(shè)備規(guī)范75二、調(diào)試步驟、作業(yè)程序75第八節(jié)除渣系統(tǒng)調(diào)試76一、設(shè)備概述76二、啟動(dòng)前應(yīng)具備的條件76三、控制系統(tǒng)試驗(yàn)76四、啟動(dòng)調(diào)整77第九節(jié)布袋除塵調(diào)試77第十節(jié)點(diǎn)火燃燒系統(tǒng)調(diào)試方案78一、燃油系統(tǒng)調(diào)試的目的78二、燃燒系統(tǒng)試運(yùn)前應(yīng)具備的條件78三、燃油系統(tǒng)蒸汽沖洗及油循環(huán)79四、油槍霧化試驗(yàn)79五、點(diǎn)火試驗(yàn)79第十一節(jié)給煤系統(tǒng)調(diào)試方案80一、給煤系統(tǒng)概述80二、給煤系統(tǒng)啟動(dòng)前應(yīng)具備的條件80三、靜態(tài)試驗(yàn)及調(diào)整80四、帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)81五、安全技術(shù)措施82第十二節(jié)鍋爐整套起動(dòng)82一、鍋爐整套起動(dòng)的目的82二、調(diào)試對(duì)象及范圍82三、調(diào)試要求84四、調(diào)試前應(yīng)具備的條件及準(zhǔn)備工作84五、調(diào)試步驟、作業(yè)程序86六、整套啟動(dòng)過(guò)程中的注意事項(xiàng)87七、鍋爐運(yùn)行的控制與調(diào)整88八、事故緊急停爐和故障停爐91九、安全技術(shù)措施92第十三節(jié)鍋爐性能驗(yàn)收試驗(yàn)92一、鍋爐額定出力特性試驗(yàn)92二、鍋爐連續(xù)最大出力試驗(yàn)93三、鍋爐負(fù)荷特性試驗(yàn)93四、機(jī)組散熱測(cè)試93五、鍋爐啟動(dòng)、停止特性試驗(yàn)93六、變動(dòng)工況試驗(yàn)93第六章循環(huán)流化床鍋爐的起動(dòng)與停運(yùn)94第一節(jié)鍋爐的冷態(tài)啟動(dòng)94一、鍋爐啟動(dòng)前的準(zhǔn)備94二、鍋爐啟動(dòng)98第二節(jié)壓火熱備用及熱態(tài)起動(dòng)101一、鍋爐的壓火熱備用101二、鍋爐壓火后的熱態(tài)起動(dòng)102第三節(jié)停運(yùn)和保養(yǎng)102一、正常停爐102二、非計(jì)劃停爐〔MFT操作103三、停爐時(shí)的注意事項(xiàng)103第四節(jié)停爐后的冷卻104一、停爐后的冷卻104二、沖洗過(guò)熱器104三、停爐后的防腐105第七章循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行調(diào)整107第一節(jié)床溫控制107第二節(jié)床壓控制108第三節(jié)汽溫調(diào)整108第四節(jié)負(fù)荷調(diào)整109第五節(jié)回料器調(diào)整109第八章循環(huán)流化床鍋爐常見(jiàn)事故及故障處理方法111緊急停爐情況111第一節(jié)爐膛結(jié)焦事故112第二節(jié)爆燃事故113第三節(jié)耐火材料坍塌事故113第四節(jié)返料器的堵塞事故114第五節(jié)冷渣器的堵塞事故115第六節(jié)爐管爆破事故115一、爐管爆破的原因116二、爐管爆破的現(xiàn)象117三、爐管爆破的處理117第七節(jié)水冷布風(fēng)板漏渣事故117一、漏渣主要現(xiàn)象117二、漏渣的主要原因117三、預(yù)防布風(fēng)板漏渣的措施118第八節(jié)布袋除塵器故障118一、粉塵排放超標(biāo)118二、阻力過(guò)高119三、濾袋的壽命過(guò)短120第九節(jié)石灰石系統(tǒng)故障120一、石灰石輸送管堵塞120二、石灰石倉(cāng)內(nèi)不下料121三、旋轉(zhuǎn)給料機(jī)故障121第十節(jié)鍋爐熄火事故121一、鍋爐熄火的原因121二、鍋爐熄火的現(xiàn)象121三、鍋爐熄火的處理122第十一節(jié)輔機(jī)故障122一、一次風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施122二、二次風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施123三、高壓風(fēng)機(jī)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施123四、給煤系統(tǒng)常見(jiàn)故障及預(yù)防措施124五、點(diǎn)火油系統(tǒng)124第九章鍋爐的燃料126第一節(jié)燃煤的成分及特性126一、煤的元素分析和工業(yè)分析126二、煤的主要成分126三、燃煤的特性127第二節(jié)點(diǎn)火用油129一、燃油的主要特性指標(biāo)129二、點(diǎn)火燃用油130第三節(jié)燃煤的燃燒特性131一、煤的燃燒特性131第四節(jié)燃料成分對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響132一、硫分的影響132二、灰分的影響132三、水分的影響132四、揮發(fā)分的影響133五、灰的熔化性質(zhì)的影響133第十章裝置總體說(shuō)明134第一節(jié)主要工藝參數(shù)134一、裝置能力134二、裝置組成134三、原材料規(guī)格和產(chǎn)品規(guī)格134四、原材料消耗量及產(chǎn)品、副產(chǎn)品產(chǎn)量138五、公用物料和消耗指標(biāo)140第二節(jié)工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明142一、概述142二、工藝設(shè)計(jì)說(shuō)明143第三節(jié)主要設(shè)備參數(shù)149一、概述149二、主要設(shè)備設(shè)計(jì)參數(shù)149第四節(jié)生產(chǎn)過(guò)程中主要危害151.第一章循環(huán)流化床鍋爐的概念、原理及特點(diǎn)循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)是一種新型的高效低污染、目前商業(yè)化最好的清潔燃燒技術(shù)之一,20世紀(jì)70年代的能源危機(jī)和越來(lái)越突出的環(huán)保問(wèn)題促進(jìn)了這種燃燒技術(shù)的發(fā)展.循環(huán)流化床鍋爐兼有鼓泡流化床鍋爐和常規(guī)煤粉鍋爐的長(zhǎng)處,又克服了鼓泡流化床鍋爐燃燒和脫硫效率低、難以大型化等缺點(diǎn),同時(shí)也避免了煤粉爐所需價(jià)格昂貴的煙氣脫硫裝置.流化床燃燒設(shè)備按流體動(dòng)力特性分為鼓泡流化床和循環(huán)流化床,按工作條件分為常壓和增壓式流化床.現(xiàn)在大型循環(huán)流化床鍋爐按鍋爐自身特點(diǎn)和開(kāi)發(fā)廠商名稱分類的主要爐型有三大流派,分別為：以德國(guó)Lurgi公司為代表的魯奇型和以美國(guó)的FosterWheeler公司、芬蘭的Alstorm公司〔兩者兼并為代表的FWPyroflow型和德國(guó)Babcock公司的Circofluid型.按物料循環(huán)倍率可分為：<1>低循環(huán)倍率循環(huán)鍋爐,循環(huán)倍率K＜15.<2>中循環(huán)倍率循環(huán)鍋爐,循環(huán)倍率15<K<40.<3>高循環(huán)倍率循環(huán)鍋爐,循環(huán)倍率K>40.第一節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的概念一、流態(tài)化在流化床中,當(dāng)固體顆粒中有流體通過(guò)時(shí),隨著流體速度逐漸增大,固體顆粒開(kāi)始運(yùn)動(dòng),且固體顆粒之間的摩擦力也越來(lái)越大,當(dāng)流速達(dá)到一定值時(shí),固體顆粒之間的摩擦力與它們的重力相等,每個(gè)顆?？梢宰杂蛇\(yùn)動(dòng),所有固體顆粒表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化.固體顆粒〔床料、流體〔流化風(fēng)以及完成流態(tài)化過(guò)程的設(shè)備稱為流化床.對(duì)于液固流態(tài)化的固體顆粒來(lái)說(shuō),顆粒均勻地分布于床層中,稱為散式流態(tài)化.而對(duì)于氣固流態(tài)化的固體顆粒來(lái)說(shuō),氣體并不均勻地流過(guò)床層,固體顆粒分成群體作紊流運(yùn)動(dòng),床層中的空隙率隨位置和時(shí)間的不同而變化,這種流態(tài)化稱為聚式流態(tài)化.循環(huán)流化床鍋爐屬于聚式流態(tài)化.當(dāng)氣體通過(guò)顆粒床層時(shí),床層隨著氣流速度的變化會(huì)呈現(xiàn)不同的流動(dòng)狀態(tài).如圖1-2所示,固體顆粒隨著氣流速度的增大分別呈現(xiàn)五種不同的流動(dòng)狀態(tài)：固定床、鼓泡流化床、湍〔紊流流化床、快速流化床、氣力輸送.循環(huán)流化床處于紊〔湍流流化床與快速流化床階段.<1>固定床,如圖1-1<a>所示.此種狀態(tài)下,氣流在顆粒的縫隙中流過(guò),所有的固體顆粒呈靜止?fàn)顟B(tài).<2>鼓泡流化床,如圖1-1<b>所示.當(dāng)氣流速度達(dá)到一定值時(shí),靜止的床層開(kāi)始松動(dòng),當(dāng)氣流速度超過(guò)臨界流化風(fēng)速時(shí),料層內(nèi)會(huì)出現(xiàn)氣泡,并不斷上升,而且還聚集成更大的氣泡穿過(guò)料層破裂.整個(gè)料層呈現(xiàn)沸騰狀態(tài).鼓泡流化床存在明顯的分界面,其上部為稀相區(qū),包括床層表面至流化床出口間的區(qū)域,稱為自由空間或懸浮段.下部為密相區(qū),也稱為沸騰段.<3>湍〔紊流流化床,如圖1-1〔c所示.隨著氣流速度繼續(xù)上升到一定數(shù)值,固體顆粒開(kāi)始流動(dòng),床層分界面逐漸消失,固體顆粒不斷被帶走,以顆粒團(tuán)的形式上下運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生高度的返混.此時(shí)的氣流速度為床料終端速度.<4>快速流化床,如圖1-1<d>所示.當(dāng)氣流速度進(jìn)一步增大,固體顆粒被氣流均勻帶出床層.此時(shí)氣流速度大于固體顆粒的終端速度,床內(nèi)顆粒濃度基本相等.床內(nèi)顆粒濃度呈上稀下濃狀態(tài).循環(huán)流化床的上升段屬于快速流化床.快速流態(tài)化的主要特征為床層壓降用于懸浮和輸送顆粒并使顆粒加速,單位高度床層壓降沿床層高度不變.<5>氣力輸送,如圖1-1<e>所示.分為密相氣力輸送和稀相氣力輸送.對(duì)于前者,床內(nèi)顆粒濃度變稀,并呈上下均勻分布狀態(tài),其單位高度床層壓降沿床層高度不變.增大氣流速度,床層壓降減小.對(duì)于后者,增大氣流速度,床層壓降上升.密相氣力輸送的典型特征為：床層壓降用于輸送顆粒并克服氣、固兩相與壁面的摩擦.稀相氣力輸送的床層壓降主要受摩擦壓降支配.圖1-1不同氣流速度下固體顆粒床層的流動(dòng)狀態(tài)<a>固定床；<b>鼓泡流化床；<c>紊流流化床；<d>快速流化床；<e>氣力輸送二、臨界流態(tài)化速度<1>對(duì)于由均勻粒度的顆粒組成的床層中,在固定床通過(guò)的氣體流速很低時(shí),隨著風(fēng)速的增加,床層壓降成正比例增加,并且當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí),床層壓降達(dá)到最大值,該值略大于床層靜壓,如果繼續(xù)增加風(fēng)速,固定床會(huì)突然出現(xiàn)"解鎖"現(xiàn)象,床層壓降降至為床層的靜壓.如果床料是由寬篩分顆粒組成的話,其特性為：在大顆粒尚未運(yùn)動(dòng)前,床內(nèi)的小顆粒已經(jīng)部分流化,床層從固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰驳慕怄i現(xiàn)象并不明顯,而往往會(huì)出現(xiàn)分層流化的現(xiàn)象.顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化所需的最低速度,稱為臨界流態(tài)化速度.隨著風(fēng)速的進(jìn)一步增大,床層壓降幾乎不變.循環(huán)流化床鍋爐正常運(yùn)行所需的流化風(fēng)速一般是2～3倍的臨界流化速度.圖1-2床溫與臨界流態(tài)化風(fēng)速的關(guān)系<2>影響臨界流態(tài)化速度的因素有：1>料層厚度對(duì)臨界流速影響不大.2>料層的當(dāng)量平均料徑增大則臨界流速增加.3>固體顆粒密度增加時(shí)臨界流速增加.4>流體的運(yùn)動(dòng)粘度增大時(shí)臨界流速減小：如床溫增高時(shí),臨界流速減小.床溫與臨界流速比值〔qt的關(guān)系如圖1-2所示.三、顆粒的夾帶、揚(yáng)析當(dāng)床層流動(dòng)狀態(tài)轉(zhuǎn)到湍流流化床時(shí),密相床層和稀相床層的界面開(kāi)始模糊,顆粒夾帶量明顯增加.當(dāng)氣流通過(guò)顆粒層時(shí),一些終端速度小于床層表觀氣速的細(xì)顆粒將被上升氣流帶走,這一過(guò)程稱為揚(yáng)析.由于揚(yáng)析過(guò)程中更多顆粒被夾帶著離開(kāi)床層,其中終端速度大于床層表觀氣速的顆粒,經(jīng)過(guò)一定的分離高度后會(huì)陸續(xù)返回床層,因此存在著輸送分離高度,英文簡(jiǎn)稱TDH.此過(guò)程就是通常所說(shuō)的循環(huán)流化床的內(nèi)循環(huán).在TDH以上的空間,顆粒濃度不再降低,床層表面至TDH之間的空間稱為自由空間,燃用寬篩分的燃煤流化床鍋爐,其爐膛出口高度通常低于TDH,因此同時(shí)存在著夾帶和揚(yáng)析現(xiàn)象.發(fā)生揚(yáng)析現(xiàn)象的顆粒的來(lái)源有三個(gè)：<1>給煤中的細(xì)顆粒.<2>煤在揮發(fā)分析出階段破碎形成的細(xì)顆粒.<3>在煤燃燒的同時(shí),由于磨損造成的細(xì)顆粒.四、寬篩分顆粒特性1．寬篩分顆粒定義進(jìn)入鍋爐的燃料顆粒直徑一般是不相同的,如果粒徑粗細(xì)范圍較大,即較寬,稱為寬篩分；粒徑粗細(xì)范圍較小,稱為窄篩分.循環(huán)流化床〔氣固流化床床料中的顆粒通常是粒徑由小到大的寬篩分布,由于顆粒的直徑不同,其流動(dòng)工況和規(guī)律也各不相同.這樣就需要顯示出顆粒大小的分布規(guī)律,利用此規(guī)律來(lái)研究?jī)上嗔鲃?dòng)和燃燒,或者求出分散相顆粒直徑的平均值,以平均直徑顆粒的運(yùn)動(dòng)來(lái)代表分散相顆粒群的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,粒徑的分布規(guī)律是一個(gè)重要特性.除了要知道顆粒尺寸的分布規(guī)律外,還要了解各顆粒所占表面積的分布規(guī)律和各顆粒重量的分布規(guī)律.燃料的篩分對(duì)鍋爐運(yùn)行的影響較大,一旦鍋爐確定下來(lái),其燃料篩分基本就確定下來(lái).對(duì)于揮發(fā)分較高的煤,粒徑允許范圍較大,篩分較寬；對(duì)于揮發(fā)分較低的煤,其粒徑要求較小,篩分較窄.2．寬篩分顆粒分類1>C類顆粒.這類顆粒粒度很細(xì),一般都小于20μm,顆粒間相互作用力很大,很難流態(tài)化.2>A類顆粒.這類顆粒粒度比較細(xì).一般為20～90μm,通常很易流化.3>B類顆粒.這類顆粒具有中等粒度,粒度范圍為90～650μm,具有良好的流化性能.它在流體速度達(dá)到臨界流化速度后就會(huì)發(fā)生鼓泡現(xiàn)象.4>D類顆粒.這類顆粒粒度通常具有較大的粒度和密度,并且在流化狀態(tài)時(shí)顆?；旌闲阅茌^差.大多數(shù)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的床料和燃料均屬于D類顆粒.3.寬篩分顆粒流化時(shí)的動(dòng)力特性1>小于流體密度的物體浮在床層表面,密度大于流體密度的物體會(huì)下沉.2>床層表面保持水平,形狀保持容器的形狀.3>在任一高度的靜壓近似等于在此高度以上單位床截面積內(nèi)固體顆粒的重量.4>床層內(nèi)顆?；旌狭己?加熱床層時(shí)所有床料溫度基本保持均勻.5>床層內(nèi)固體顆粒可以像流體一樣從底部或側(cè)面的孔中排出.6>幾個(gè)流化床底部連通后,床層高度自動(dòng)保持同一水平高度.第二節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的工作原理一、循環(huán)流化床鍋爐的典型工作條件循環(huán)流化床鍋爐的典型工作條件可歸納為表1-1.表1-1循環(huán)流化床鍋爐的工作條件項(xiàng)目數(shù)值項(xiàng)目數(shù)值床層溫度〔℃850～950床層壓降KPa6～12流化速度〔m/s4～8爐內(nèi)顆粒濃度〔kg/m3150～600〔爐膛底部床料粒度〔ηm100～7003～40〔爐膛上部床料密度〔kg/m31800～2600Ca/S摩爾比1.5～3燃料粒度〔mm0～13壁面?zhèn)鳠嵯禂?shù)[W/<m2·K>]130～250脫硫劑粒度〔mm0～2二、循環(huán)流化床鍋爐的基本構(gòu)成循環(huán)流化床鍋爐可分為兩個(gè)部分.第一部分由爐膛〔流化床燃燒室、氣固分離設(shè)備〔分離器、固體物料再循環(huán)設(shè)備〔返料裝置或稱返料器和外置換熱器〔有些循環(huán)流化床鍋爐沒(méi)有該設(shè)備等組成,上述部件形成了一個(gè)固體物料循環(huán)回路.第二部分為尾部對(duì)流煙道,布置有過(guò)熱器、再熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器等,與常規(guī)火炬燃燒鍋爐相近.圖1-3為典型循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的示意.燃料和脫硫劑由爐膛下部進(jìn)火鍋爐,燃燒所需的一次風(fēng)和二次風(fēng)分別從爐膛的底部和側(cè)墻送入,燃料的燃燒主要在爐膛中完成.爐膛四周布置有水冷壁,用于吸收燃燒所產(chǎn)生的部分熱量.由氣流帶出爐膛的固體物料在分離器內(nèi)被分離和收集,通過(guò)返料裝置送回爐膛,煙氣則進(jìn)入尾部煙道.圖1-3典型的循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)示意1．爐膛爐膛的燃燒以二次風(fēng)入口為界分為兩個(gè)區(qū).二次風(fēng)入口以下為大粒子還原氣氛燃燒區(qū)〔密相區(qū),二次風(fēng)入口以上為小粒子氧化氣氛燃燒區(qū)〔稀相區(qū).燃料的燃燒過(guò)程、脫硫過(guò)程、NOx和N2O的生成及分解過(guò)程主要在燃燒室內(nèi)完成.燃燒室內(nèi)布置有受熱面,它完成大約50％燃料釋熱量的傳遞過(guò)程.流化床燃燒室既是一個(gè)燃燒設(shè)備,也是一個(gè)熱交換器、脫硫、脫硝裝置,集流化過(guò)程、燃燒、傳熱與脫硫、脫硝反應(yīng)于一體.所以流化床燃燒室是流化床燃燒系統(tǒng)的主體.2．分離器循環(huán)流化床分離器是循環(huán)流化床燃燒系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一.它的形式?jīng)Q定了燃燒系統(tǒng)和鍋爐整體布置的形式和緊湊性,它的性能對(duì)燃燒室的空氣動(dòng)力特性、傳熱特性、物料循環(huán)、燃燒效率、鍋爐出力和蒸汽參數(shù)、對(duì)石灰石的脫硫效率和利用率、對(duì)負(fù)荷的調(diào)節(jié)范圍和鍋爐啟動(dòng)所需時(shí)間以及散熱損失和維修費(fèi)用等均有重要影響.國(guó)內(nèi)外普遍采用的分離器有高溫耐火材料內(nèi)砌的絕熱旋風(fēng)分離器、水冷或汽冷旋風(fēng)分離器、各種形式的慣性分離器和方形分離器等.3．返料裝置返料裝置是循環(huán)流化床鍋爐的重要部件之一.它的正常運(yùn)行對(duì)燃燒過(guò)程的可控性、鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能起決定性作用.返料裝置的作用是將高溫旋風(fēng)分離器分離下來(lái)的高溫灰,從分離器下部的低壓側(cè)〔一般為負(fù)壓輸送到燃燒室下部的高壓側(cè)〔正壓,分離器收集下來(lái)的物料送回流化床循環(huán)燃燒,并保證流化床內(nèi)的高溫?zé)煔獠唤?jīng)過(guò)返料裝置短路流入分離器.實(shí)現(xiàn)這種輸送的動(dòng)力來(lái)自流化后的物料重力.因此,分離器與回料器之間的立管高度和料位高度對(duì)回送的實(shí)現(xiàn)非常重要.返料裝置既是一個(gè)物料回送器,也是一個(gè)鎖氣器.如果這兩個(gè)作用失常,物料的循環(huán)燃燒過(guò)程建立不起來(lái),鍋爐的燃燒效率將大為降低,燃燒室內(nèi)的燃燒工況變差,鍋爐將達(dá)不到設(shè)計(jì)蒸發(fā)量.流化床燃燒系統(tǒng)中常用的返料裝置是非機(jī)械式的.通常采用的返料器主要有兩種類型：一種是自動(dòng)調(diào)整型返料器,如流化密封返料器；另一種是閥型返料器,如"L"閥等.自動(dòng)調(diào)整型返料器能隨鍋爐負(fù)荷的變化,自動(dòng)改變返料量,不需調(diào)整返料風(fēng)量.閥型返料器要改變返料量則必須調(diào)整返料風(fēng)量,也就是說(shuō),隨鍋爐負(fù)荷的變化必須調(diào)整返料風(fēng)量.4．外置換熱器部分循環(huán)流化床鍋爐采用外置換熱器.外置換熱器的作用是,使分離下來(lái)的物料部分或全部〔取決于鍋爐的運(yùn)行工況和蒸汽參數(shù)通過(guò)它,并將其冷卻到500℃外置換熱器的實(shí)質(zhì)是一個(gè)細(xì)粒子鼓泡流化床熱交換器,流化速度是0.3～0.45m/s,它具有傳熱系數(shù)高、磨損小的優(yōu)點(diǎn).采用外置換熱器的優(yōu)點(diǎn)如下：可解決大型循環(huán)流化床鍋爐床內(nèi)受熱面布置不下的困難；為過(guò)熱蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度的調(diào)節(jié)提供了很好的手段；增加循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍；增加同一臺(tái)鍋爐對(duì)燃料的適應(yīng)性；節(jié)約鍋爐受熱面的金屬消耗量.三、循環(huán)流化床內(nèi)煤的燃燒過(guò)程1．煤的加熱和干燥.煤粒送入循環(huán)流化床內(nèi)迅速受到高溫物料和煙氣的輻射而被加熱和干燥,加熱速率一般在100～1000℃/s的范圍內(nèi),即加熱時(shí)間僅有幾秒鐘.首先水分蒸發(fā),然后煤粒中的揮發(fā)分析出并燃燒、最后是焦炭的燃燒.其間伴隨著煤粒的破碎、磨損,而且揮發(fā)分析出燃燒過(guò)程與焦炭燃燒過(guò)程都有一定的重疊.煤粒在流化床中的燃燒過(guò)程如圖1-4循環(huán)流化床內(nèi)沿高度方向可以分為密相床層和稀相空間,密相床層運(yùn)行在鼓泡床和紊流床狀態(tài).循環(huán)流化床內(nèi)絕大部分是惰性的灼熱床料,其中的可燃物只占很小的一部分.這些灼熱的床料成為煤顆粒的加熱源,在加熱過(guò)程中,所吸收的熱量只占床層總熱容量的千分之幾,而煤粒在l0s左右就可以燃燒〔顆粒平均直徑在0～8mm,所以對(duì)床溫的影響很小.2．循環(huán)流化床內(nèi)煤的燃料著火.流化床內(nèi)燃料著火的方式,固體質(zhì)點(diǎn)表面溫度起著關(guān)鍵作用,是產(chǎn)生著火的點(diǎn)灶熱源,這類固體近質(zhì)點(diǎn)可以是細(xì)煤粒,也可以是經(jīng)分離后的高溫灰粒或者是布風(fēng)板上的床料.當(dāng)固體質(zhì)點(diǎn)表面溫度上升時(shí),煤顆粒會(huì)出現(xiàn)迅猛著火.另外,顆粒直徑大小對(duì)著火也有很大的影響,對(duì)一定反應(yīng)能力的煤種,在一定的溫度水平之下,存在臨界的著火粒徑,小于這個(gè)顆粒直徑,因?yàn)樯釗p失過(guò)大,燃料顆粒就不能著火,逸出爐膛.圖1-4燃燒燒過(guò)程圖3．循環(huán)流化床內(nèi)煤的破碎特性.煤在流化床內(nèi)的破碎特性是指煤粒在進(jìn)入高溫流化床后粒度急劇減小的一種性質(zhì).但引起粒度減小的因素還有顆粒與劇烈運(yùn)動(dòng)的床層間磨損以及埋管受熱面的碰撞等.影響顆粒磨損的主要因素是顆粒表面的結(jié)構(gòu)特性、機(jī)械強(qiáng)度以及外部操作條件等.磨損的作用貫穿于整個(gè)燃燒過(guò)程.煤粒進(jìn)入流化床內(nèi)時(shí),受到熾熱床料的加熱,水分蒸發(fā),當(dāng)煤粒溫度達(dá)到熱解溫度時(shí),煤粒發(fā)生脫揮發(fā)分反應(yīng),對(duì)于高揮發(fā)分的煤種,熱解期間將伴隨一個(gè)短時(shí)發(fā)生的擬塑性階段,顆粒內(nèi)部產(chǎn)生明顯的壓力梯度,一旦壓力超過(guò)一定值,已經(jīng)固化的顆粒表層可能會(huì)崩裂而形成破碎；對(duì)低揮發(fā)分煤種,塑性狀態(tài)雖不明顯,但顆粒內(nèi)部的熱解產(chǎn)物需克服致密的孔隙結(jié)構(gòu)都能從煤粒中逸出,因此顆粒內(nèi)部也會(huì)產(chǎn)生較高的壓力,另外,由于高溫顆粒群的擠壓,顆粒內(nèi)部溫度分布不均勻引起的熱應(yīng)力,這種熱應(yīng)力都會(huì)引起煤顆粒破碎.煤粒破碎后會(huì)形成大量的細(xì)小顆粒,特別是一些可揚(yáng)析顆粒會(huì)影響鍋爐的燃燒效率.細(xì)煤粒一般會(huì)逃離旋風(fēng)分離器,成為不完全燃燒損失的主要部分.破碎分為一級(jí)破碎和二級(jí)破碎.一級(jí)破碎是由于揮發(fā)分逸出產(chǎn)生的壓力和孔隙網(wǎng)絡(luò)中揮發(fā)分壓力增加而引起的；二級(jí)破碎是由于作為顆粒的聯(lián)結(jié)體—形狀不規(guī)則的聯(lián)結(jié)"骨架"〔類似于網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)被燒斷而引起的破碎.煤的破碎發(fā)生的同時(shí)也會(huì)發(fā)生顆粒的膨脹,煤的結(jié)構(gòu)將發(fā)生很大的變化.一般破碎和膨脹受下列因素的影響：揮發(fā)分析出量；在揮發(fā)分析出時(shí),碳水化合物形成的平均質(zhì)量；顆粒直徑；床溫；在煤結(jié)構(gòu)中有效的孔隙數(shù)量；母粒的孔隙結(jié)構(gòu)等.4．焦炭的燃盡.焦炭的燃燒過(guò)程通常是在揮發(fā)分的析出完成后開(kāi)始的,有時(shí)這兩個(gè)過(guò)程也存在著一定的重疊.即在初期以揮發(fā)分的析出與燃燒為主,后期則以焦炭燃盡為主,至于二者的持續(xù)時(shí)間,則受煤種及運(yùn)行工況的影響,很難確切劃分.一般認(rèn)為,煤中揮發(fā)分的析出時(shí)間約為1～10s,而揮發(fā)分的燃燒時(shí)間一般小于1s；而焦炭的燃盡時(shí)間比揮發(fā)分的燃燒時(shí)間大兩個(gè)數(shù)量級(jí).也就是說(shuō)焦炭的燃燒過(guò)程控制著煤粒在循環(huán)流化床內(nèi)的整個(gè)燃燒時(shí)間.在焦炭燃燒過(guò)程中,氣流中的氧先被傳遞到顆粒表面,然后在焦炭表面與碳發(fā)生氧化反上生成CO2和CO.焦炭是多孔顆粒,有大量不同尺寸和形狀的內(nèi)孔,這些內(nèi)孔面積要比焦炭外表面積大好幾個(gè)數(shù)量級(jí).在有些情況下,氧通過(guò)擴(kuò)散進(jìn)入內(nèi)孔并與內(nèi)孔表面的碳產(chǎn)生氧化反應(yīng).在不同的燃燒工況,焦炭燃燒可在外表面或內(nèi)孔孔壁發(fā)生.燃燒工況由燃燒室的工作條件和焦炭特性所決定,具體可分為三種類型.1動(dòng)力燃燒在動(dòng)力燃燒中,化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于擴(kuò)散速率.無(wú)孔大顆粒焦炭在900℃左右燃燒以及多孔大顆粒焦炭在600℃以下燃燒可能屬于該工況.對(duì)于細(xì)顆粒多孔焦炭,如果傳質(zhì)速率很高,可能在〔1循環(huán)流化床鍋爐啟動(dòng)過(guò)程,此時(shí)溫度低,化學(xué)反應(yīng)速率也低；〔2細(xì)顆粒燃燒,此時(shí)擴(kuò)散阻力很小.2過(guò)渡燃燒在過(guò)渡燃燒中,反應(yīng)速率與內(nèi)部擴(kuò)散速率相當(dāng).在此工況下,氧在焦炭中的透入深度有限,接近外表面處的小孔消耗掉大部分氧.這種燃燒工況常見(jiàn)于鼓池流化床和循環(huán)流化床某些區(qū)域中的中等粒度焦炭,此時(shí)微孔傳質(zhì)速率和化學(xué)反應(yīng)速率相當(dāng).3擴(kuò)散燃燒在擴(kuò)散燃燒中,傳質(zhì)速率遠(yuǎn)低于化學(xué)反應(yīng)速率.由于化學(xué)反應(yīng)速率很高,傳質(zhì)速率相對(duì)較慢的有限氧分在剛到達(dá)焦炭外表面就被化學(xué)反應(yīng)所消耗.這種工況常見(jiàn)于大顆粒焦炭,因?yàn)榇藭r(shí)傳質(zhì)速率比化學(xué)反應(yīng)速率低.我國(guó)的循環(huán)流化床鍋爐和鼓泡流化床鍋爐所使用燃煤的粒徑大部分為0～13mm,在相同的床料粒度、床溫和氧濃度下,循環(huán)流化床的氣固傳輸速率比鼓泡流化床要高得多.隨著燃燒的進(jìn)行,焦炭顆?？s小,氣固傳輸速率增加,燃燒工況也從擴(kuò)散燃燒移到過(guò)渡燃燒,最后到動(dòng)力燃燒.四、循化流化床鍋爐的燃燒區(qū)域不同結(jié)構(gòu)形式的循環(huán)流化床鍋爐,其燃燒區(qū)域略有差別.對(duì)于帶高溫氣固分離器的循環(huán)流化床鍋爐,燃燒主要存在于三個(gè)不同的區(qū)域,即爐膛下部密相區(qū)〔二次風(fēng)口以下、爐膛上部稀相區(qū)〔二次風(fēng)口以上和高溫氣固分離器區(qū).采用中溫氣固分離器的循環(huán)流化床鍋爐只有爐膛上、下部?jī)蓚€(gè)燃燒區(qū)域.循環(huán)流化床鍋爐的其他部分,例如立管、返料裝置等,對(duì)燃燒的貢獻(xiàn)很小,因而從燃燒的角度不再將其劃為燃燒區(qū)域.在爐膛下部的密相區(qū),充滿了灼熱的物料,是一個(gè)穩(wěn)定的著火熱源,也是一個(gè)貯存熱量的熱庫(kù).新鮮的燃料以及從高溫分離器收集的未燃盡的焦炭被送入該區(qū)域.由一次風(fēng)將床料和加入的燃料流化.一次風(fēng)量約為燃料燃燒所需風(fēng)量的40％～80％,燃料中揮發(fā)分的析出和部分燃燒發(fā)生在該區(qū)域.當(dāng)鍋爐負(fù)荷增加時(shí),增加一次風(fēng)與二次風(fēng)的比值,使得能夠輸送數(shù)量較大的高溫物料到爐膛的上部區(qū)域燃燒并參與熱量交換和質(zhì)量交換.當(dāng)鍋爐負(fù)荷低而不需要分級(jí)燃燒時(shí),二次風(fēng)也可以停掉,以滿足負(fù)荷變化的要求.該區(qū)域內(nèi)通常處于還原性氣氛.在爐膛上部稀相區(qū),燃燒所需要的空氣都會(huì)流經(jīng)此處.被輸送到這里的焦炭和一部分揮發(fā)分以富氧狀態(tài)燃燒,大多數(shù)的燃燒反應(yīng)也都發(fā)生在這個(gè)區(qū)域.一般而言,上部區(qū)域比下部區(qū)域在高度上要大得多.焦炭顆粒在爐膛截面的中心區(qū)域向上運(yùn)動(dòng),同時(shí)沿截面貼近爐墻向下移動(dòng),或者在中心區(qū)域隨顆粒團(tuán)向下運(yùn)動(dòng).這樣焦炭顆粒在被夾帶出爐膛之前已沿爐膛高度循環(huán)運(yùn)動(dòng)了多次,因而延長(zhǎng)了焦炭顆粒在爐膛內(nèi)的停留時(shí)間,有利于焦炭顆粒的燃盡.在高溫氣固分離器區(qū),未燃盡的焦炭顆粒被夾帶出爐膛進(jìn)入該區(qū)域.焦炭顆粒在此停留的時(shí)間較短,而且此處的氧濃度較低,因而焦炭在旋風(fēng)分離器中的燃燒份額很小.不過(guò),一部分一氧化碳和揮發(fā)分常常在高溫旋風(fēng)分離器中燃燒,使其燃燒份額略有增加.按照燃燒模式可把循環(huán)流化床鍋爐中的焦炭分為以下三類,它們主要發(fā)生的燃燒區(qū)域也不完全相同.1．細(xì)顆粒焦炭燃燒細(xì)顆粒焦炭的粒徑一般小于50～100μm,其燃燒處于動(dòng)力燃燒工況.在燃用寬篩分煤粒時(shí),其中必然會(huì)存在一部分細(xì)顆粒；另外,粗顆粒煤在燃燒時(shí)經(jīng)過(guò)一級(jí)、二級(jí)破碎和磨耗也會(huì)產(chǎn)生一部分細(xì)顆粒焦炭.細(xì)顆粒焦炭的燃燒區(qū)域大部分在爐膛上部的稀相區(qū),也會(huì)有少量在高溫分離器內(nèi)燃燒.部分細(xì)顆粒由于隨顆粒團(tuán)運(yùn)動(dòng)而被分離器捕集,其余部分則逃離分離器,形成鍋爐飛灰,是鍋爐末燃盡損失的主要部分.在實(shí)際的循環(huán)流化床鍋爐中,分離效率要比理論計(jì)算值高得多.這是因?yàn)樵诳焖倭骰矁?nèi)進(jìn)入旋風(fēng)分離器的氣固混合物中固體顆粒濃度比在其他常規(guī)旋風(fēng)分離器中要高得多,這樣細(xì)顆粒就容易以顆粒團(tuán)的形式出現(xiàn),易于被捕集,使分離器的分離效率提高.在循環(huán)流化床鍋爐中,固體物料除了通過(guò)爐膛、旋風(fēng)分離器和再循環(huán)系統(tǒng)的外循環(huán)以外,也在爐膛內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)循環(huán).細(xì)顆粒焦炭在中心區(qū)域隨氣流向上運(yùn)動(dòng),在形成顆粒團(tuán)和顆粒團(tuán)被上升氣流沖散的過(guò)程中,又在貼近爐墻區(qū)域向下運(yùn)動(dòng),因此細(xì)顆粒焦炭在爐內(nèi)停留的時(shí)間取決于內(nèi)循環(huán)、爐膛高度和分離裝置的性能.為使細(xì)顆粒焦炭充分燃盡,其停留時(shí)間必須大于燃盡所需的時(shí)間.2．焦炭碎片燃燒焦炭碎片的典型尺寸為500～1000μm,燃燒通常處于過(guò)渡燃燒工況.它由一級(jí)破碎和二級(jí)破碎產(chǎn)生.焦炭碎片在爐內(nèi)的停留時(shí)間與平均床料的停留時(shí)間很接近.對(duì)于焦炭碎片,作為飛灰逃離分離器和由床層底部冷渣口排出爐膛的可能性不大,因此外循環(huán)倍率是影響焦炭碎片停留時(shí)間的主要因素.循環(huán)倍率提高,有利于焦炭碎片的燃盡.3．粗顆粒焦炭燃燒粗顆粒焦炭直徑大于1mm,其燃燒處于擴(kuò)散燃燒或過(guò)渡燃燒工況.這些粗顆粒一部分在爐膛下部密相區(qū)燃燒,一部分被帶往爐膛上部稀相區(qū)繼續(xù)燃燒.被夾帶出爐膛的這些顆粒也很容易被分離器捕集后送回爐膛內(nèi)再燃,因而粗顆粒在爐內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng),燃盡度高.粗顆粒一般從爐膛底部的冷渣口排出.粗顆粒爐渣的含碳量很低,由粗顆粒煤粒產(chǎn)生的固體未完全燃燒損失最小.五、循環(huán)流化床燃燒過(guò)程的特點(diǎn)圖1-5典型循環(huán)流化床鍋爐簡(jiǎn)圖典型循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)一般如圖1-5所示,其基本流程為：煤和脫硫劑送入爐膛后,迅速被大量惰性高溫物料包圍,著火燃燒,同時(shí)進(jìn)行脫硫反應(yīng),并在上升煙氣流的作用下向爐膛上部運(yùn)動(dòng),對(duì)水冷壁、爐內(nèi)布置的屏式過(guò)熱器和翼形水冷壁等受熱面放熱.粗大粒子進(jìn)入懸浮區(qū)域后在重力及外力作用下偏離主氣流,從而貼壁下流.氣固混合物離開(kāi)爐膛后進(jìn)入高溫旋風(fēng)分離器,大量固體顆?！裁毫！⒚摿騽┍环蛛x出來(lái)回送爐膛,進(jìn)行循環(huán)燃燒.未被分離出來(lái)的細(xì)粒子隨煙氣進(jìn)入尾部煙道,以加熱對(duì)流式過(guò)熱器、省煤器和空氣預(yù)熱器,經(jīng)除塵器,由引風(fēng)機(jī)通過(guò)煙囪排至大氣.1．低溫的動(dòng)力控制燃燒．循環(huán)流化床燃燒是一種在爐內(nèi)使高速運(yùn)動(dòng)的煙氣與其所攜帶的湍流擾動(dòng)極強(qiáng)的固體顆粒密切接觸,并具有大量顆粒返混的流態(tài)化燃燒反應(yīng)過(guò)程,同時(shí),在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒被捕集,并將它們送回爐內(nèi)再次參與燃燒過(guò)程,反復(fù)循環(huán)地進(jìn)行燃燒,延長(zhǎng)了燃料在爐膛內(nèi)燃燒的時(shí)間.大量高溫惰性物料的存在改善了燃燒條件.在這種燃燒方式下,既可以實(shí)現(xiàn)較高溫度燃燒,也可以實(shí)現(xiàn)中溫燃燒.由于添加了脫硫劑,爐內(nèi)溫度水平受脫硫最佳溫度的限制,一般為850～950℃左右.這樣的溫度遠(yuǎn)低于普通煤粉爐中的溫度水平,并低于一般煤的灰熔點(diǎn),這就免去了灰熔化帶來(lái)的種種煩惱.這種"中溫燃燒"方式有許多優(yōu)點(diǎn)：爐內(nèi)結(jié)渣及堿金屬析出均比煤粉爐要改善很多；對(duì)灰特性的敏感性減低,也無(wú)須很大空間去使高溫灰冷卻下來(lái)；氮氧化物生成量低；可于爐內(nèi)組織廉價(jià)而高效的脫硫工藝等等.從燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)角度看,循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的燃燒反應(yīng)控制在動(dòng)力燃燒區(qū)〔或過(guò)渡區(qū)內(nèi).由于循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)相對(duì)來(lái)說(shuō)溫度不高,并有大量固體顆粒的強(qiáng)烈混合,這種情況下的燃燒速率主要取決于化學(xué)反應(yīng)速率,也就是決定于溫度水平,而物理因素不再是控制燃燒速率的主導(dǎo)因素.循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)燃料的燃盡度很高.通常,性能良好的循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率可達(dá)98%~99%.2．高速度、高濃度、高通量的固體物料流態(tài)化循環(huán)過(guò)程從圖1-3中可以看出,循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的固體物料〔包括燃料、殘?zhí)?、灰、脫硫劑和惰性床料等?jīng)歷了由爐膛、分離器和返料裝置所組成的外循環(huán),同時(shí)有快速流態(tài)化的特點(diǎn),在爐膛內(nèi)固體物料存在內(nèi)循環(huán).因此,循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的物料參與了外循環(huán)和內(nèi)循環(huán)兩種循環(huán)運(yùn)動(dòng).整個(gè)燃燒過(guò)程以及脫硫過(guò)程都是在這兩種形式的循環(huán)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)態(tài)過(guò)程中逐步完成的.3．高強(qiáng)度的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞過(guò)程在循環(huán)流化床鍋爐中,大量的固體物料在強(qiáng)烈的湍流下通過(guò)爐膛,通過(guò)人為操作可改變物料循環(huán)量,并可改變爐內(nèi)物料的分布規(guī)律,以適應(yīng)不同的燃燒工況.在這種組織方式下,爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動(dòng)量傳遞過(guò)程是十分強(qiáng)烈的.這就使整個(gè)爐膛高度的溫度分布均勻.運(yùn)行實(shí)踐也充分證實(shí)了這一點(diǎn).物料分離系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的結(jié)構(gòu)特征,它由高溫分離器、立管和回料裝置三部分組成組成.大量物料參加循環(huán)實(shí)現(xiàn)整個(gè)爐膛內(nèi)的控制燃燒過(guò)程,是循環(huán)流化床鍋爐區(qū)別于鼓泡流化床鍋爐的根本特點(diǎn).后者的燃燒主要發(fā)生于床內(nèi),盡管一些鼓泡流化床鍋爐帶有飛灰復(fù)燃系統(tǒng),但由于灰量很小,床面之上的空間溫度仍然很低,不足以形成燃燒環(huán)境.快速流態(tài)化特點(diǎn)決定了循環(huán)流化床鍋爐燃燒必須有三個(gè)條件：〔1要保證流化床流態(tài)處于快速流化床區(qū)域附近范圍,并要保證一定的氣流速度,同時(shí)要保證物料粒徑處于適當(dāng)?shù)摹⒃谠摿魉傧履芴幱诳焖倭骰瘏^(qū)域的粒度.〔2要有足夠的物料分離.〔3要有物料回送.各種燃燒方式的主要特性比較如表1-2所示.〔4在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,要準(zhǔn)備必要的物料補(bǔ)充和排出手段以維持物料的平衡.表1-2各種燃燒方式的主要特性比較燃燒方式固定床鼓泡流化床循環(huán)流化床懸浮燃燒顆粒平均直徑<mm><3000.03～3<80.02～0.08燃料燃燒區(qū)高度<m>0.21～215～4027～45過(guò)?？諝庀禂?shù)1.2～1.31.2～1.251.1～1.21.15～1.3燃燒區(qū)域風(fēng)速<m/s>1～30.5～33～1215～30床層與受熱面間的傳熱系數(shù)[W/<m2·K>]50～150200～500100～25050～100磨損小中中較小燃燒效率<%>97～99.985～9090～9699燃燒燒中心溫度<℃>1200850～950850～9501600煤的粒度<mm>6～326以下13以下0.1以下截面熱負(fù)荷<MW/m2>0.5～1.50.5～1.53.0～5.04.0～6.0脫硫效率<%>80～9080～90低氣體混合接近塞柱流復(fù)雜二相流彌散塞柱流接近塞柱流固體運(yùn)動(dòng)靜止上下運(yùn)動(dòng)大部分向上、部分向下向上空隙率0.4～0.50.5～0.850.85～0.990.98～0.998溫度梯度大很小小顯著NOx排放〔mg/m3400～600300～40050～200400～600六、循環(huán)流化床鍋爐的爐內(nèi)傳熱循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的傳熱過(guò)程是與燃燒過(guò)程同時(shí)發(fā)生的.循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的傳熱包括氣體與固體顆粒之間的傳熱、顆粒與顆粒之間的傳熱、整個(gè)氣固多相流與受熱面之間的傳熱、氣固多相流與入床氣流間的傳熱等.燃料在燃燒過(guò)程中所放出的熱量通過(guò)氣固多相流和受熱面之間的換熱而傳遞到管內(nèi)的工質(zhì)水,使之汽化產(chǎn)生蒸汽.在熱量的傳遞過(guò)程中,存在三種基本的傳熱方式,即熱傳導(dǎo)傳熱、對(duì)流傳熱和輻射傳熱.熱量通過(guò)緊貼水冷壁外表面向下流動(dòng)的內(nèi)循環(huán)灰與水冷壁外表面的傳熱屬于熱傳導(dǎo)過(guò)程；靠近水冷壁外表面的高溫粒子和氣體對(duì)水冷壁外表面的熱量傳遞屬于輻射傳熱；而在水冷壁管的火側(cè)有高溫氣固混合流,水側(cè)有汽水混合物的兩相流動(dòng),伴隨著兩側(cè)流體流動(dòng)發(fā)生的熱量從床層傳到管壁外表面和從管壁內(nèi)表面?zhèn)鞯狡旌衔锏膿Q熱過(guò)程則屬于對(duì)流傳熱.由于循環(huán)流化床內(nèi)存在著復(fù)雜的氣固兩相流動(dòng),加之鍋爐結(jié)構(gòu)布置的多樣化,使得循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)的傳熱問(wèn)題變得比較復(fù)雜,目前對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱的機(jī)理尚不十分清楚.下面僅對(duì)爐內(nèi)床層和受熱面之間傳熱的特點(diǎn)及影響因素作一簡(jiǎn)單介紹.1．爐內(nèi)傳熱的基本形式對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐,爐內(nèi)傳熱主要有以下三種基本形式.圖1-6Pyroflow循環(huán)流化床鍋爐爐膛1顆粒對(duì)流換熱內(nèi)沿爐膛高度主導(dǎo)傳熱方式隨固體顆粒聚集成顆粒團(tuán)是循環(huán)流化床的一個(gè)主要特征.〔1-ε的變化關(guān)系.每一顆粒團(tuán)是由數(shù)量眾多的顆粒聚集而成的,顆粒團(tuán)的溫度與床溫相同,這些顆粒團(tuán)自成一運(yùn)動(dòng)主體.當(dāng)它們運(yùn)動(dòng)到受熱面附近時(shí),與受熱面形成很大的溫差,這時(shí)熱量很快地從顆粒團(tuán)經(jīng)過(guò)氣膜以熱傳導(dǎo)方式傳給受熱面,或者顆粒團(tuán)直接碰撞受熱面把攜帶的熱量傳給受熱面.受熱面被間斷的顆粒團(tuán)掃過(guò)而不是為連續(xù)的顆粒層所覆蓋.顆粒在運(yùn)行一段距離后就會(huì)彌散或離開(kāi)壁面,壁面處又會(huì)被新的顆粒團(tuán)所取代.顆粒團(tuán)停留在受熱面附近的時(shí)間愈長(zhǎng),顆粒團(tuán)與受熱面間的溫差則愈小.反之,若顆粒團(tuán)停留時(shí)間愈短,亦即顆粒團(tuán)更新頻率愈高,則顆粒團(tuán)與受熱面間的溫差愈大,熱量傳遞速率就愈高.在其他條件相同的情況下,顆粒尺寸減小,單位受熱面上接觸的顆粒數(shù)量越多,傳熱就越激烈.此外,當(dāng)床溫升高時(shí),床層與受熱面之間的放熱系數(shù)增大.通常顆粒粒徑為40～000μm時(shí),顆粒對(duì)流放熱是傳熱的主要方式.2氣體對(duì)流換熱固體顆粒與受熱面接觸發(fā)生熱傳導(dǎo)的同時(shí),氣流也在顆粒與受熱面表面間進(jìn)行對(duì)流換熱.一般情況下顆粒對(duì)流傳熱的份額要比氣體對(duì)流傳熱的份額大得多,但在循環(huán)流化床稀相區(qū)顆粒濃度極低的情況下氣體對(duì)流傳熱就變得重要起來(lái).由于循環(huán)流化床中顆粒團(tuán)以外的部分并非是沒(méi)有顆粒的,在上升氣流中還包含少量的顆粒,這些顆粒增加了氣體的擾動(dòng),使顆粒間氣流處于湍流前的過(guò)渡狀態(tài)或湍流狀態(tài),氣流的對(duì)流放熱非常顯著,因而在熱量傳遞過(guò)程中所占的比例大大增加.3輻射傳熱輻射傳熱也是循環(huán)流化床鍋爐中的主要傳熱方式.當(dāng)床溫高于530℃以后,輻射傳熱越來(lái)越重要,輻射傳熱的份額更大.當(dāng)粒子濃度減小時(shí),由于顆粒對(duì)流傳熱的減小,輻射傳熱的份額也會(huì)增大.在循環(huán)流化床鍋爐的密相區(qū)顆粒濃度較高,對(duì)受熱面的輻射作用則相對(duì)減少,主導(dǎo)傳熱方式傳熱系數(shù)[W/<m2·K>]固體和氣體輻射57～141固體對(duì)流和輻射141～340固體對(duì)流340～454在循環(huán)流化床鍋爐中,沿爐膛高度方表1-3各主導(dǎo)傳熱方式的傳熱系數(shù)向,隨著爐內(nèi)兩相混合物的固氣比不同,不同區(qū)段的主導(dǎo)傳熱方式和傳熱系數(shù)均不相同.圖1-6為循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)沿爐膛高度主導(dǎo)傳熱方式隨團(tuán)體顆粒濃度的變化關(guān)系.由圖中可以看出,沿著爐膛高度方向隨著固體顆粒所占的份額〔1-ε的減小〔濃度降低,主導(dǎo)傳熱過(guò)程由爐膛下部的顆粒對(duì)流傳熱為主轉(zhuǎn)變?yōu)轭w粒對(duì)流傳熱和輻射傳熱為主,繼而轉(zhuǎn)變?yōu)闋t膛上部的顆粒和氣體的輻射傳熱為主,各部分的傳熱系數(shù)大小如表1-3所示.而對(duì)于沿爐膛高度方向上的某一截面,由于邊壁處顆粒濃度高于中心區(qū)域,所以床中心傳熱系數(shù)最小,而邊壁處較大.2．循環(huán)流化床鍋爐下部密相區(qū)與受熱面之間的傳熱循環(huán)流化床鍋爐下部密相區(qū)固體顆粒濃度較大,多屬湍流流化區(qū),流動(dòng)狀態(tài)類似于鼓泡流化床的流化區(qū),其傳熱也類似于鼓泡流化床的傳熱.循環(huán)流化床密相區(qū)與受熱面之間的傳熱包括：氣體對(duì)流傳熱、顆粒對(duì)流傳熱和輻射傳熱.由于密相區(qū)顆粒濃度很大,氣體對(duì)流傳熱作用較小,對(duì)受熱面的輻射作用相對(duì)也較小,所以顆粒對(duì)流傳熱是循環(huán)流化床密相區(qū)與受熱面間傳熱的主要部分.對(duì)于密相區(qū)與受熱面之間的傳熱,許多學(xué)者提圖1-7顆粒團(tuán)換熱模型出了不同的觀點(diǎn),在此僅對(duì)大多數(shù)學(xué)者公認(rèn)的顆粒團(tuán)理論進(jìn)行簡(jiǎn)要說(shuō)明.顆粒團(tuán)理論認(rèn)為,可以將流化床中的物料看成是由許多"顆粒團(tuán)"組成的,傳熱熱阻來(lái)自貼近受熱面的顆粒團(tuán).顆粒團(tuán)在氣泡作用下,在換熱壁面附近周期性地更替,流化床與壁面之間的傳熱速率依賴于這些顆粒團(tuán)的放熱速率以及顆粒團(tuán)與壁面的接觸頻率.圖1-7為顆粒團(tuán)換熱模型.3．循環(huán)流化床鍋爐上部稀相區(qū)與受熱面之間的傳熱在循環(huán)流化床鍋爐上部的稀相區(qū),氣團(tuán)懸浮體與受熱面之間的傳熱也包含了氣體對(duì)流傳熱、顆粒對(duì)流傳熱和輻射傳熱三種形式.在循環(huán)流化床上部稀相區(qū)極低顆粒濃度的情況下,氣體對(duì)流傳熱變得重要起來(lái).另外在上升氣流中除顆粒團(tuán)外還包含少量的分散顆粒,它們對(duì)受迫對(duì)流傳熱起重要的作用.顆粒團(tuán)與分散顆粒交替地與壁面接觸進(jìn)行傳熱,顆粒團(tuán)與壁面間的傳熱熱阻包括與壁面的接觸熱阻和顆粒團(tuán)本身的熱傳導(dǎo)熱阻兩部分.在稀相區(qū),由于顆粒濃度較小,顆粒對(duì)流傳熱下降,輻射傳熱份額變大.4．影響循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)傳熱的主要因素由前面的分析可知,床層與受熱面之間的傳熱機(jī)理十分復(fù)雜,各種因素對(duì)傳熱的影響又因三種不同的傳熱方式而有顯著的差別.下面討論主要的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)對(duì)傳熱的影響.1顆粒濃度的影響在循環(huán)流化床內(nèi)所發(fā)生的傳熱強(qiáng)烈地受到床內(nèi)物料顆粒濃度的影響.爐內(nèi)傳熱系數(shù)隨著床內(nèi)物料顆粒濃度的增加而增大,這是因?yàn)闋t內(nèi)熱量向受熱面的傳遞是由四周沿壁面向下流動(dòng)的固體顆粒團(tuán)和中部向上流動(dòng)的含有分散固體顆粒的氣流來(lái)完成的,由顆粒團(tuán)向壁面的導(dǎo)熱比起由分散相的對(duì)流換熱要高得多.較密的床層有較大份額的壁面被這些顆粒團(tuán)所覆蓋,受熱面在密的床層會(huì)比在稀的床層受到更多的來(lái)自物料顆粒的熱交換.圖1-8反映了截面平均顆粒濃度對(duì)傳熱系數(shù)的影響.由圖可以看出,顆粒濃度對(duì)爐內(nèi)傳熱系數(shù)的影響是比較顯著的.這是因?yàn)楣腆w顆粒的熱容要比氣體大得多,在傳熱過(guò)程中起著重要的作用.圖1-8顆粒濃度對(duì)傳熱系數(shù)的影響2流化速度的影響隨著流化速度的增加,鼓泡床轉(zhuǎn)變?yōu)橥牧鞔?再轉(zhuǎn)變成快速床,而床層和換熱表面間的傳熱系數(shù)在開(kāi)始時(shí)隨著流化速度的增加而增加,在達(dá)到一個(gè)最大值以后,再增加流化速度,對(duì)小顆粒床傳熱系數(shù)會(huì)減小,而對(duì)于大顆粒床傳熱系數(shù)基本保持不變.對(duì)于循環(huán)流化床,流化速度對(duì)傳熱沒(méi)有明顯的直接影響.在一定的物料濃度下,不同的流化速度對(duì)傳熱系數(shù)的影響很小.這是因?yàn)?當(dāng)流化速度增大時(shí),若保持固體顆粒的循環(huán)量不變,床層內(nèi)的顆粒濃度就會(huì)減小,從而造成傳熱系數(shù)的下降；而與此同時(shí),由于流化速度的增加又會(huì)引起傳熱系數(shù)的上升.這兩個(gè)相反趨勢(shì)共同作用,使得當(dāng)床層粒子濃度一定時(shí)傳熱系數(shù)在不同流化速度下變化很小.3床層溫度的影響在較高的床層溫度下,氣體和顆粒的熱阻力減小,氣體的熱傳導(dǎo)系數(shù)和輻射傳熱都會(huì)增大,其綜合作用如圖1-9所示.由圖中可以看出,在相對(duì)高的粒子濃度〔20kg/m3時(shí),傳熱系數(shù)隨溫度的升高線性增加.而在爐膛上部由于輻射傳熱起主要作用則情況不同.4循環(huán)倍率的影響循環(huán)倍率對(duì)爐內(nèi)傳熱的影響,實(shí)質(zhì)上是顆粒濃度對(duì)爐內(nèi)傳熱系數(shù)的影響.循環(huán)倍率增大,即返送回爐內(nèi)床層的物料增多,爐內(nèi)物料量加大,而風(fēng)速不變,顆粒在床內(nèi)的停留時(shí)間基本保持不變,因而床內(nèi)物料的顆粒濃度增加,傳熱系數(shù)增大.因此,循環(huán)倍率越圖1-9床溫對(duì)傳熱系數(shù)的影響大,爐內(nèi)傳熱系數(shù)也愈大,反之亦然.5顆粒尺寸的影響在鼓泡流化床中小顆粒的傳熱系數(shù)要比大顆粒的傳熱系數(shù)大,但是在循環(huán)流化床中顆粒尺寸對(duì)傳熱系數(shù)的影響并不非常明顯.運(yùn)行結(jié)果表明,在具有水冷壁的商業(yè)應(yīng)用循環(huán)流化床鍋爐中顆粒尺寸對(duì)傳熱系數(shù)無(wú)明顯的直接影響.但是在寬篩分的循環(huán)流化床鍋爐中,如果細(xì)顆粒所占的份額增多,則會(huì)有較多的顆粒被攜帶到床層的上部,增加了截面顆粒濃度,從而間接地加強(qiáng)了傳熱.6肋片對(duì)傳熱的強(qiáng)化在循環(huán)流化床鍋爐中可通過(guò)采用肋片來(lái)加強(qiáng)壁面換熱.肋片的形式可以是焊接于管子表面的豎直金屬條,也可以是針肋,統(tǒng)稱為擴(kuò)展表面；而焊接到相鄰管子之間的金屬片與管子一起構(gòu)成膜式冷水壁,這種肋片稱為側(cè)向肋.膜式水冷壁構(gòu)成了鍋爐包覆面,而側(cè)向肋也增加了壁面的吸熱,但側(cè)向肋僅有一個(gè)面從爐膛吸收熱量,另一面沒(méi)有得到利用.在管子頂部焊接的擴(kuò)展助片則可使兩面都得到利用.另外與側(cè)向肋不同的是,擴(kuò)展助片可以相對(duì)方便地增加或移去,從而可對(duì)鍋爐內(nèi)的換熱面積進(jìn)行細(xì)調(diào).7懸掛受熱面的傳熱對(duì)于大容量鍋爐,在鍋爐壁面不能布置足夠的受熱面時(shí),就需要使用流化床外部熱交換器或在爐內(nèi)懸掛受熱面.國(guó)內(nèi)不少循環(huán)流化床鍋爐在爐內(nèi)應(yīng)用懸掛受熱面,它們或者集中在爐子的一邊〔管屏,或者水平布置在爐子中部〔Ω管.不少研究者在試驗(yàn)臺(tái)上測(cè)量了室溫下傳熱系數(shù)的橫向分布,發(fā)現(xiàn)越靠近壁面處傳熱系數(shù)越大,這與局部顆粒濃度的變化是一致的.但是在高溫爐膛中,情況就會(huì)發(fā)生改變.在離開(kāi)壁面的地方,顆粒的對(duì)流傳熱雖然是低的,但由于在爐子中心的角系數(shù)最大,輻射傳熱作用大大增強(qiáng),因而總傳熱系數(shù)在離開(kāi)壁面處稍高于或大致等于壁面處的傳熱系數(shù),在顆粒濃度較低時(shí)尤其是這樣.但在高顆粒濃度時(shí)則會(huì)由于顆粒對(duì)流的增強(qiáng),其變化情況正相反.七、循環(huán)流化床的脫硫與氮氧化物的排放控制.SO2是一種嚴(yán)重危害大氣環(huán)境的污染物,SO2與水蒸氣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)形成硫酸,和雨水一起降至地面即為酸雨.NOx包括NO、NO2、NO3三種,其中NO是導(dǎo)致酸雨的主要原因之一,同時(shí)它還參加光化學(xué)作用,形成光化學(xué)煙霧,還造成了臭氧層的破壞.煤加熱至400℃時(shí)開(kāi)始首先分解為H2S,然后逐漸氧化為SO2FeS2＋2H2-→2H2S＋FeH2S＋O2→H2O＋SO2對(duì)SO2形成影響最大的因素是床溫和過(guò)量空氣系數(shù),床溫升高、過(guò)量空氣系數(shù)降低則SO2越高.循環(huán)流床燃燒過(guò)程中最常用的脫硫劑就是石灰石,當(dāng)床溫超過(guò)其煅燒溫度時(shí),發(fā)生煅燒分解反應(yīng),即CaCO3→CaO＋CO2此時(shí)吸熱183kJ/mol,接著發(fā)生脫硫反應(yīng)方程,即CaO＋SO2＋1/2O2→CaSO4影響循環(huán)流化床脫硫效率的各種因素：<1>Ca/S摩爾比的影響.Ca/S摩爾比是影響脫硫效率的首要因素,脫硫效率在Ca/S低于2.5時(shí)增加很快,而繼續(xù)增大氣固多相流比或脫硫劑量時(shí),脫硫效率增加得較少.循環(huán)流化床運(yùn)行時(shí)Ca/S摩爾比一般在1.5～2.5之間.<2>床溫的影響.床溫的影響主要在于改變了脫硫劑的反應(yīng)速度、固體產(chǎn)物分布及空隙堵塞特性,從而影響脫硫率和脫硫劑利用率.床溫在900℃<3>粒度的影響.采用較小的脫硫劑粒度時(shí),循環(huán)流化床脫硫效果較好.<4>氧濃度的影響.脫硫與氧濃度關(guān)系不大,而提高過(guò)量空氣系數(shù)時(shí)脫硫效率總是提高的.<5>床內(nèi)風(fēng)速的影響.對(duì)一定的顆粒粒度,增加風(fēng)速會(huì)使脫硫效率降低.<6>循環(huán)倍率的影響.循環(huán)倍率越高,脫硫效率越高.<7>SO2在爐膛停留時(shí)間的影響.脫硫時(shí)間越長(zhǎng)對(duì)脫硫效率來(lái)說(shuō)越不利,應(yīng)該保證段SO2在床內(nèi)停留時(shí)間不少于2～4s.<8>負(fù)荷變化的影響.當(dāng)循環(huán)流化床負(fù)荷變化在相當(dāng)大的范圍內(nèi)時(shí),脫硫效率基本恒定或略有升降.<9>其他因素的影響.床壓的影響：增加壓力可以改善脫硫效率,并且能夠提高硫酸鹽化反應(yīng)速度.煤種的影響：灰分對(duì)脫硫效率并無(wú)不利影響.<10>給料方式的影響.石灰石與煤同點(diǎn)給入時(shí)脫硫效率最高.雖然循環(huán)流化床的脫硫效果很好,但在床溫達(dá)到850℃,即脫硫效率最高的溫度時(shí),NOx的生成量卻最大,對(duì)環(huán)境造成極大的破壞,所以一定要把床溫控制在850～950℃八、循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)鍋爐設(shè)備運(yùn)行的目的就是生產(chǎn)合格的蒸汽,然而在其生產(chǎn)過(guò)程中,反映運(yùn)行工況的各狀態(tài)參數(shù)會(huì)因一些外部或內(nèi)部因素的變化而發(fā)生變化.為了保證鍋爐運(yùn)行的各狀態(tài)參數(shù)能在其安全、經(jīng)濟(jì)的范圍內(nèi)波動(dòng),就需要通過(guò)適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)來(lái)滿足.循環(huán)流化床鍋爐的廣泛應(yīng)用為我們提供了豐富的經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)運(yùn)行調(diào)節(jié)的參考依據(jù).下面就循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行的性能指標(biāo)和燃燒、負(fù)荷調(diào)節(jié)作一介紹.1．典型循環(huán)流化床鍋爐的性能與運(yùn)行指標(biāo)自從20世紀(jì)70年代Lurgi公司首次申請(qǐng)循環(huán)流化床鍋爐專利以來(lái),目前世界上已出現(xiàn)眾多循環(huán)流化床流派和風(fēng)格,典型循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)如表1-4所示.表1-4幾臺(tái)典型性的循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)目單位DuisbergRomerbruckeNucla燃燒熱功率MW226120發(fā)電功率MW66.4～95.840110蒸汽發(fā)生量t/h270150420主蒸作參數(shù)MPa/℃14.5/53511.4/53510.5/540再熱蒸汽量t/h230再熱蒸汽參數(shù)MPa/℃3.0/320/535熱風(fēng)溫度℃175200給水溫度℃235164排煙溫度℃130140床溫℃850～900約850788一940燃料及發(fā)熱量kJ/kg煙煤23000～30150煙煤17500～22000煙煤15000～27000過(guò)量空氣系數(shù)1.2～1.31.21.2鍋爐熱效率％88.3表1-5國(guó)外典型循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行指標(biāo)項(xiàng)目單位數(shù)值項(xiàng)目單位數(shù)值燃燒效率%96～99.5分離器阻力Pa＜2000鍋爐效率%88～92布袋除塵器壽命a2脫硫效率%90<Ca/S=1.5～2.5>固氟率%90廠用電率%8～10HCI排放mg/m3100最低負(fù)荷%25～30CO排放mg/m3120～200負(fù)荷變化速率%/min5SO2排放mg/m3200～250冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)間h8～10Nox排放mg/m3100～200熱態(tài)啟動(dòng)時(shí)間h1～2N20排放mg/m350～100分離效率%90.0～99.7粉塵排放mg/m350表1-6幾種循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行參數(shù)項(xiàng)目單位Lurgi型Circofluid型Pyroflow型MSFB型密相區(qū)流化風(fēng)速m/s5～8.53.5～5.55～86～9懸浮段最大煙氣流速m/s8～105～688爐膛出口過(guò)量空氣系數(shù)-1.15～1.21.2～1.251.21.2一次風(fēng)/二次風(fēng)%40/6060/4070/3040/60循環(huán)倍率4010～2040～12035～40分離器入口灰濃度kg/m310～12210～255～7爐膛煙氣停留時(shí)間s≥45≥4≥3密相區(qū)燃燒份額%60～65燃料粒度mm0～60～100～100～50石灰石粒度mm0.1～0.50～20～20～2一次風(fēng)壓頭Pa18000～3000015000～1900013000～20000壓力控制點(diǎn)分離器出口布風(fēng)板上2m給煤點(diǎn)下壓力控制點(diǎn)壓力Pa06000～8000-700～-1000近年來(lái)循環(huán)流化床鍋爐在實(shí)際中得到不斷完善、發(fā)展.隨著其參數(shù)的提高、容量的增大、運(yùn)行臺(tái)數(shù)的增多,鍋爐的運(yùn)行指標(biāo)不斷提高,表1-5是當(dāng)今國(guó)外典型循環(huán)流化床鍋爐所具有的較為先進(jìn)的運(yùn)行指標(biāo).為了達(dá)到先進(jìn)的運(yùn)行指標(biāo),各開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)與制造廠家采取了不同的技術(shù)路線,從而確定了不同的鍋爐運(yùn)行參數(shù),表1-6是四種循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行參數(shù)對(duì)照.可見(jiàn)不同的鍋爐在運(yùn)行參數(shù)的選取上各具特色.另需注意的是某些參數(shù)隨著循環(huán)流化床鍋爐的發(fā)展也在不斷變化,并不是一成不變的數(shù)值.2．主要運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行參數(shù)的調(diào)節(jié)主要包括汽壓、汽溫、給水流量及燃燒調(diào)節(jié)和負(fù)荷調(diào)節(jié)等幾個(gè)方面.1蒸汽壓力的變化與調(diào)節(jié)蒸汽壓力是鍋爐安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的最重要指標(biāo)之一.一般規(guī)定過(guò)熱蒸汽的工作壓力與額定值的偏差不得超過(guò)±〔0.05～0.1Mpa.當(dāng)出現(xiàn)外部或內(nèi)部擾動(dòng)時(shí),汽壓發(fā)生變動(dòng).如汽壓變化速度過(guò)大,不僅使蒸汽質(zhì)量不合格,還會(huì)使水循環(huán)惡化,影響鍋爐安全及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行.汽壓的穩(wěn)定與否決定于鍋爐蒸發(fā)設(shè)備輸入和輸出能量之間是否平衡,輸入能量大于輸出能量時(shí),蒸發(fā)設(shè)備內(nèi)部能量增多,汽壓上升；反之,汽壓下降.蒸發(fā)設(shè)備輸入能量包括水冷壁吸熱量、汽包進(jìn)水熱量；輸出能量主要是蒸汽熱量,其他還有連續(xù)排污、定期排污等.影響汽壓速度變化的因素有兩個(gè),一是鍋爐蒸發(fā)區(qū)蓄熱能力的大小,二是引起壓力變化不平衡趨勢(shì)的大小.蒸發(fā)區(qū)的蓄熱能力愈大,則發(fā)生擾動(dòng)時(shí)蒸汽壓力的變動(dòng)速度就愈小；引起壓力變化的不平衡勢(shì)愈大,壓力變動(dòng)的速度也愈大.蒸汽壓力的調(diào)節(jié)是通過(guò)燃燒調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,當(dāng)蒸汽壓力升高時(shí),應(yīng)減弱燃燒；當(dāng)蒸汽壓力降低時(shí),應(yīng)加強(qiáng)燃燒.2燃燒調(diào)節(jié)由于燃燒方式的不同,循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)方法與煤粉爐和火床爐有著很大差別.循環(huán)流化床鍋爐的燃燒調(diào)節(jié),主要是通過(guò)對(duì)給煤量、返料量、一次風(fēng)量、一二次風(fēng)分配、床溫和床高<床壓>等的控制和調(diào)節(jié),來(lái)保證鍋爐穩(wěn)定、連續(xù)運(yùn)行以及脫硫脫硝.〔1給煤量調(diào)節(jié)當(dāng)燃煤性質(zhì)一定時(shí),給煤量總是與一定的鍋爐負(fù)荷相適應(yīng),當(dāng)鍋爐負(fù)荷發(fā)生變化時(shí),給煤量也要成比例發(fā)生變化.再者運(yùn)行中若煤質(zhì)發(fā)生變化,給煤量也要發(fā)生相應(yīng)的變化.改變給煤量和改變風(fēng)量應(yīng)同時(shí)進(jìn)行.一般,在增加負(fù)荷時(shí),通常是先加風(fēng),后加煤；而在減小負(fù)荷時(shí),應(yīng)先減煤,后減風(fēng),以減少燃燒損失.〔2風(fēng)量調(diào)節(jié)對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)量調(diào)節(jié),不僅包括一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)、二次風(fēng)量的調(diào)節(jié),有時(shí)還包括二次風(fēng)上下段、以及播煤風(fēng)和回料風(fēng)的調(diào)節(jié)與分配等.A．一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)一次風(fēng)的主要作用是保證物料處于良好的流化狀態(tài),同時(shí)為燃料燃燒提供部分氧氣.基于這一點(diǎn),一次風(fēng)量不能低于運(yùn)行中所需的最低風(fēng)量.實(shí)踐表明,對(duì)于粒徑為0～10mm的煤粒,所需的最低截面風(fēng)量約為1800〔m3/h／m2.風(fēng)量過(guò)低,燃料不能正常流化,影響鍋爐負(fù)荷,還可能造成結(jié)焦；風(fēng)量過(guò)大,不僅會(huì)影響脫硫,而且爐膛下部難以形成穩(wěn)定燃燒的密相區(qū),對(duì)于鼓泡流化床鍋爐還會(huì)造成大量的飛灰損失；對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐,大風(fēng)量增大了不必要的循環(huán)倍率,使受熱面磨損加劇,風(fēng)機(jī)電耗增大.因此,無(wú)論在額定負(fù)荷還是在最低負(fù)荷,都要嚴(yán)格控制一次風(fēng)量使其保持在良好的流化風(fēng)量范圍內(nèi).一次風(fēng)量的調(diào)節(jié)對(duì)床溫會(huì)產(chǎn)生很大影響,給煤量一定時(shí)一次風(fēng)量增大,床溫將會(huì)下降；反之床溫將上升.因此調(diào)整一次風(fēng)量時(shí),必須注意床溫的變化,應(yīng)使其保持在要求的范圍之內(nèi).通常在運(yùn)行中,通過(guò)監(jiān)視一次風(fēng)量的變化,可以判斷一些異?，F(xiàn)象.如：風(fēng)門未動(dòng)、送風(fēng)量自行減小,說(shuō)明爐內(nèi)物料增多,可能是物料返回量增加的結(jié)果；如果風(fēng)門不動(dòng)、風(fēng)量自動(dòng)增大,表明物料層變薄,阻力降低,原因可能是煤種變化,含灰量減少；或料層局部結(jié)渣,風(fēng)從料層較薄處通過(guò)；也可能是物料回送系統(tǒng)回料量減少等.因此,要密切關(guān)注一次風(fēng)的變化,當(dāng)一次風(fēng)量出現(xiàn)自行變化時(shí),要及時(shí)查明原因、進(jìn)行調(diào)節(jié).B.一、二次風(fēng)量的配比與調(diào)節(jié)燃燒中所需要的空氣常分成一次風(fēng)和二次風(fēng),它們從不同位置分別送入流化床燃燒室,這被稱做分段送風(fēng).分段送風(fēng)不僅可以在密相區(qū)內(nèi)造成缺氧燃燒形成還原性氣氛,大大降低熱力型NOx的生成；還可控制燃料型NOx的生成.另外一次風(fēng)比〔一次風(fēng)占總風(fēng)量的份額直接決定著密相區(qū)的燃燒份額.在同樣的條件下,一次風(fēng)比大,必然導(dǎo)致高的密相區(qū)燃燒份額,此時(shí)就要求有較多的低溫循環(huán)物料返回密相區(qū),帶走燃燒釋放的熱量,以維持密相區(qū)溫度.如果循環(huán)物料量不足,必然會(huì)導(dǎo)致床溫過(guò)高,無(wú)法多加煤,負(fù)荷帶不上去.根據(jù)煤種不同,一般一次風(fēng)量占總風(fēng)量的60%～40%,二次風(fēng)量占40%～60％.播煤風(fēng)及回料風(fēng)約占5%左右.通常,二次風(fēng)一般在密相床的上部噴入爐膛,一是補(bǔ)充燃燒所需要的空氣；二是起到擾動(dòng)作用,加強(qiáng)氣、固兩相混合；三是改變爐內(nèi)物料的濃度分布.二次風(fēng)口的位置很重要,如設(shè)置在密相區(qū)上部過(guò)渡區(qū)灰濃度較大的地方,就可將較多的碳粒和物料吹入上部空間,增大爐膛上部的燃燒份額和物料濃度.一、二次風(fēng)的配比,對(duì)流化床鍋爐的運(yùn)行非常重要.鍋爐啟動(dòng)時(shí),先不啟動(dòng)二次風(fēng),燃燒所需的空氣由一次風(fēng)供給.實(shí)際運(yùn)行時(shí),當(dāng)負(fù)荷在正常運(yùn)行變化范圍內(nèi)下降時(shí),一次風(fēng)按比例下降,當(dāng)降至臨界流化流量時(shí),一次風(fēng)量基本保持不變,再降低二次風(fēng).這時(shí)循環(huán)流化床鍋爐進(jìn)入鼓泡床鍋爐的運(yùn)行狀態(tài).一般,運(yùn)行中的一次風(fēng)量主要根據(jù)料層溫度來(lái)調(diào)整,料層溫度高時(shí)應(yīng)增加一次風(fēng)量,反之,應(yīng)減少.但一次風(fēng)量在任何情況下,不能低于臨界流化風(fēng)量,否則,易發(fā)生結(jié)焦；二次風(fēng)量主要根據(jù)煙氣的含氧量來(lái)調(diào)整,氧量低說(shuō)明爐內(nèi)缺氧,應(yīng)增加二次風(fēng)量,反之則應(yīng)減少二次風(fēng)量,一般二次風(fēng)調(diào)整中的參考依據(jù)是控制過(guò)熱器后煙氣含氧量在3％～5%之間.如果二次風(fēng)分段送入,第一段的風(fēng)量必須保證下部形成一個(gè)亞化學(xué)當(dāng)量的燃燒區(qū)〔過(guò)?？諝庀禂?shù)小于1.0,以便控制NOx的生成量,降低NOx的排放.C.播煤風(fēng)和回料風(fēng)調(diào)節(jié)播煤風(fēng)和回料風(fēng)是根據(jù)給煤量和回料量的大小來(lái)調(diào)節(jié)的.負(fù)荷增加,給煤量和回料量必須增加,播煤風(fēng)和回料風(fēng)也相應(yīng)增加.因此,播煤風(fēng)和回料風(fēng)是隨負(fù)荷增加而增大的.這樣,只要設(shè)計(jì)合理,在實(shí)際運(yùn)行中可根據(jù)給煤量和回料量的大小來(lái)做相應(yīng)調(diào)整.〔3料層高度的調(diào)節(jié)維持相對(duì)穩(wěn)定的床高或爐膛壓降是循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行中十分必要的,通常把循環(huán)流化床中某處作為壓力控制點(diǎn),監(jiān)測(cè)此處壓力,并用料層壓降來(lái)反應(yīng)料層高度的大小.有時(shí)料層高度也會(huì)用爐床布風(fēng)板下的風(fēng)室靜壓表來(lái)反映.冷態(tài)試驗(yàn)時(shí),風(fēng)室靜壓力是布風(fēng)板阻力和料層阻力之和.由于布風(fēng)板阻力相對(duì)較小,所以運(yùn)行中利用風(fēng)室靜壓力可大致估計(jì)出料層阻力,也就是說(shuō),根據(jù)靜壓力的變化情況,可以了解運(yùn)行中沸騰料層的高低與流化質(zhì)量的好壞.風(fēng)室靜壓增大,說(shuō)明料層增厚；風(fēng)室靜壓降低,說(shuō)明料層減薄.良好的流化燃燒狀態(tài)下,壓力表指針擺動(dòng)幅度較小且頻率高；如果指針變化緩慢且擺動(dòng)幅度加大,說(shuō)明流化質(zhì)量較差,這時(shí)應(yīng)進(jìn)行合理的調(diào)整.鍋爐運(yùn)行中,床層過(guò)高或過(guò)低都會(huì)影響流化質(zhì)量,甚至引起結(jié)焦.放底渣是常用的穩(wěn)定床高的方法,在連續(xù)放底渣的情況下,放渣速度是由給煤速度、燃料灰分和底渣份額確定的,并與排渣機(jī)構(gòu)或冷渣器本身的工作條件相協(xié)調(diào).在定期放渣時(shí),通常的做法是設(shè)定床層壓降值或用控制點(diǎn)壓力的上限作為開(kāi)始放底渣的基準(zhǔn),而設(shè)定的壓降或壓力下限則作為停止放渣的基準(zhǔn).這一原則對(duì)連續(xù)排渣也是適用的.如果流化狀態(tài)惡化,大渣沉積將很快在密相區(qū)底部形成低溫層,故監(jiān)測(cè)密相區(qū)各點(diǎn)溫度可以作為放渣的輔助判斷手段.風(fēng)機(jī)風(fēng)門開(kāi)度一定時(shí),隨著床高或床層阻力的增加,進(jìn)入床層的風(fēng)量將減小,故放渣一段時(shí)間后風(fēng)量會(huì)自動(dòng)有所增加.〔4爐膛差壓的調(diào)節(jié)燃燒室上部區(qū)域與爐膛出口之間的壓力差被稱為爐膛差壓,它是一個(gè)反映爐膛內(nèi)循環(huán)物料濃度量大小的參數(shù).爐內(nèi)循環(huán)物料越多,爐膛差壓越大,反之越小.爐內(nèi)循環(huán)物料的上下湍動(dòng),使?fàn)t膛內(nèi)傳熱不僅有對(duì)流和輻射傳熱而且還有循環(huán)物料與水冷壁之間的熱傳導(dǎo),這就大大提高了爐內(nèi)的傳熱系數(shù),此爐膛差壓越大,爐內(nèi)傳熱系數(shù)越高,鍋爐負(fù)荷也越高,反之亦然.一般情況下,爐膛差壓應(yīng)控制在0.3～6.0kPa之間.在運(yùn)行中應(yīng)根據(jù)不同負(fù)荷保持不同的爐膛差壓.差壓太大時(shí)應(yīng)從返料裝置的放灰管中放掉部分循環(huán)物料.此外,爐膛差壓還是一個(gè)反映返料裝置工作是否正常的參數(shù),當(dāng)返料裝置堵塞,返料停止后,爐膛差壓會(huì)突然降低,甚至為零,因此運(yùn)行中需特別注意.〔5床層溫度的調(diào)節(jié)維持正常床溫是循環(huán)流化床鍋爐穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵.一般來(lái)說(shuō),床溫是通過(guò)布置在密相區(qū)和爐膛各處的熱電偶來(lái)監(jiān)測(cè)的.目前國(guó)內(nèi)外研制和生產(chǎn)的循環(huán)流化床鍋爐,密相床溫度大都選在800～1000℃范圍內(nèi),溫度太高,不利于燃燒脫硫,另當(dāng)床溫超過(guò)灰的變形溫度時(shí)就可能產(chǎn)生高溫結(jié)焦；溫度過(guò)低,對(duì)煤粒著火和燃燒不利.若在安全運(yùn)行允許的范圍內(nèi)一般應(yīng)盡量保持床溫高些,燃燒無(wú)煙煤時(shí)床溫可控制在900～1000℃；當(dāng)燃用較易燃燒的煙煤時(shí),床溫可控制在850～950℃范圍內(nèi).對(duì)于采用石灰石進(jìn)行爐內(nèi)脫硫的鍋爐,床溫最好控制在830～930℃范圍內(nèi).選用這一床溫主要基于該床溫是常用石灰石脫硫劑的最佳反應(yīng)溫度,同樣條件下能取得更高的脫硫效率.影響爐內(nèi)溫度變化的原因是多方面的.如負(fù)荷變化時(shí),風(fēng)、煤未能很好地及時(shí)配合；給煤量不均或煤質(zhì)變化；物料返回量過(guò)大或過(guò)?。灰?、二次風(fēng)配比不當(dāng)；過(guò)多過(guò)快地排放冷渣等.綜合這些因素主要是由風(fēng)、煤、物料循環(huán)量的變化引起的.在正常運(yùn)行中,如果鍋爐負(fù)荷沒(méi)有增減,而爐內(nèi)溫度發(fā)生了變化,就說(shuō)明煤量、煤質(zhì)、風(fēng)量或循環(huán)物料量發(fā)生了變化.當(dāng)床溫波動(dòng)時(shí),應(yīng)首先確認(rèn)給煤速度是否均勻,然后再判斷給煤量的多少.給煤過(guò)多或過(guò)少、二風(fēng)量過(guò)小或過(guò)大都會(huì)使燃燒惡化,床溫降低；而在正常范圍內(nèi),當(dāng)負(fù)荷上升時(shí),同時(shí)增加投煤量和風(fēng)量會(huì)使床溫水平有所升高.風(fēng)量一般比較好控制,但給煤量和煤質(zhì)〔特別是混合煤不易控制.運(yùn)行中要隨時(shí)監(jiān)視爐內(nèi)溫度的變化,可通過(guò)及時(shí)調(diào)整風(fēng)量來(lái)保證床溫.循環(huán)流化床鍋爐的燃燒室熱慣性很大,在爐內(nèi)溫度的調(diào)整上,往往采用"前期調(diào)節(jié)法"、"沖量調(diào)節(jié)法"或"減量給煤法".所謂前期調(diào)節(jié)法,就是當(dāng)爐溫、汽壓稍有變化時(shí),就要及時(shí)地根據(jù)負(fù)荷變化趨勢(shì)小幅度調(diào)節(jié)燃料量；不要等爐溫、汽壓變化較大時(shí)才開(kāi)始調(diào)節(jié),否則將難以保證穩(wěn)定運(yùn)行,床溫會(huì)出一現(xiàn)更大的波動(dòng).沖量調(diào)節(jié)法是指當(dāng)爐溫下降時(shí),立即加大給煤量.加大的幅度是爐溫未變化時(shí)的1～2倍,同時(shí)減小一次風(fēng)量,增大二次風(fēng)量,維持1～2min后,然后恢復(fù)原給煤量.如果在上述操作2～3min時(shí)間內(nèi)爐溫沒(méi)有上升,可將上述過(guò)程再重復(fù)一次,確保爐溫上升.減量給煤法就是爐溫上升時(shí),不要中斷給煤量,且把給煤量減到比正常時(shí)值低得多的水平,同時(shí)增加一次風(fēng)量,減少二次風(fēng)量,維持2～3min,觀察爐溫,如果溫度停止上升,就要把給煤量恢復(fù)到正常值,不要等爐溫下降時(shí)再增加給煤量,因煤燃燒有一定的延時(shí)時(shí)間.對(duì)于采用中溫分離器或飛灰再循環(huán)系統(tǒng)的鍋爐,用調(diào)節(jié)返回物料量和飛灰量的多少來(lái)控制床溫是最簡(jiǎn)單有效的方法.因?yàn)橹袦胤蛛x器捕捉到的物料溫度和飛來(lái)再循環(huán)系統(tǒng)返回的飛灰溫度都很低,當(dāng)爐溫突升時(shí),增大進(jìn)入爐床的循環(huán)物料量或飛灰再循環(huán)量,可迅速抑制床溫的上升.但這樣會(huì)改變爐內(nèi)的物料濃度,從而對(duì)爐內(nèi)的燃燒和傳熱產(chǎn)生一定的影響,所以在額定負(fù)荷下,一般是通過(guò)改變給煤量和風(fēng)量來(lái)調(diào)節(jié)床溫的,盡可能不采用改變返料量的方法.有的鍋爐采用冷渣減溫系統(tǒng)來(lái)控制床溫.其做法是利用鍋爐排出的廢渣,經(jīng)冷卻至常溫干燥后,再由給煤設(shè)備送入爐內(nèi)降溫.因該系統(tǒng)的降溫介質(zhì)與床料相同,又是向爐床上直接給入的,冷渣與床溫的溫差很大,故降溫效果良好而且穩(wěn)定.應(yīng)該注意的是該方案需經(jīng)鍋爐給煤設(shè)備送入床內(nèi),故有一定的時(shí)間滯后.對(duì)于有外置式換熱器的鍋爐,也可通過(guò)外置式換熱器調(diào)節(jié)床溫；對(duì)于設(shè)置煙氣再循環(huán)系統(tǒng)的鍋爐,還可采用再循環(huán)煙氣量對(duì)床溫進(jìn)行調(diào)節(jié).3負(fù)荷調(diào)節(jié)循環(huán)流化床鍋爐的變負(fù)荷運(yùn)行能力比煤粉爐要大得多,所以其負(fù)荷調(diào)節(jié)靈敏度較好.在調(diào)峰電站和供熱負(fù)荷變化較大的中小型熱電站,循環(huán)流化床鍋爐有很好的應(yīng)用前景.循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷變化范圍和變化速度因爐型、燃料種類、性質(zhì)的不同而不同.一般循環(huán)流化床鍋爐的負(fù)荷可在25％～110％范圍內(nèi)變化,升負(fù)荷速度大約為每分鐘5%～7%,降負(fù)荷速度約為每分鐘10％～15％.循環(huán)流化床鍋爐的變負(fù)荷調(diào)節(jié)過(guò)程,是通過(guò)改變給煤量、送風(fēng)量和循環(huán)物料量或外置換熱器〔EHE冷熱物料流量分配比例來(lái)實(shí)施的,這樣可以保證在變負(fù)荷中維持床溫基本穩(wěn)定.在負(fù)荷上升時(shí),投煤量和風(fēng)量都應(yīng)增加,如總的過(guò)量空氣系數(shù)及一二次風(fēng)比不變,則預(yù)期密相區(qū)和爐膛出口溫度將稍有變化,但變化最大的是各段煙速及床層內(nèi)的顆粒濃度,研究表明,采取上述措施后各受熱面?zhèn)鳠嵯禂?shù)將會(huì)增加,排煙溫度也會(huì)稍有增加.如某220t/h的循環(huán)流化床鍋爐,負(fù)荷率由70%開(kāi)始每增加10%,床溫上升10～20℃,爐膛出口煙溫上升30～40℃,排煙溫度上升約6℃對(duì)于無(wú)外置式換熱器的鍋爐,變負(fù)荷調(diào)節(jié)一般采用如下方法：〔1改變給煤量和總風(fēng)量,是最常用也是最基本的負(fù)荷調(diào)節(jié)方法.〔2改變一、二次風(fēng)比,以改變爐內(nèi)物料濃度分布,從而達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)荷的目的.爐內(nèi)物料濃度改變,傳熱系數(shù)必然改變,從而使傳熱量改變.一般隨著負(fù)荷增加,一次風(fēng)比減小,二次風(fēng)比增加,爐膛上部稀相區(qū)物料濃度和燃燒份額都增大,爐膛上部及出口煙溫升高,從而增加相應(yīng)受熱面的傳熱量,滿足負(fù)荷增加的需要.〔3改變床層高度.提高或降低床層高度,可以改變密相區(qū)與受熱面的傳熱量,從而達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)荷的目的.這種調(diào)節(jié)方式對(duì)于密相區(qū)布置有埋管受熱面的鍋爐比較方便.〔4改變循環(huán)灰量.利用循環(huán)灰收集器或爐前灰渣斗,在增負(fù)荷時(shí)可增加煤量、風(fēng)量及灰渣量；減負(fù)荷時(shí)可減少煤量、風(fēng)量和灰渣量.〔5采用煙氣再循環(huán)方法,改變爐內(nèi)物料流化狀態(tài)和供氧量,從而改變物料燃燒份額,達(dá)到調(diào)節(jié)負(fù)荷的目的.對(duì)有外置式換熱器的循環(huán)流化床鍋爐,可通過(guò)調(diào)節(jié)冷熱物料流量比例來(lái)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷調(diào)節(jié).負(fù)荷增加時(shí),增加外置換熱器的熱灰流量；負(fù)荷降低時(shí),減少外置換熱器的熱灰流量.外置換熱器的熱負(fù)荷最高可達(dá)鍋爐總熱負(fù)荷的25%～30%.在鍋爐變負(fù)荷過(guò)程中,汽水系統(tǒng)的一些參數(shù)也發(fā)生變化,所以在進(jìn)行燃燒調(diào)節(jié)的同時(shí),必須同時(shí)進(jìn)行汽壓、汽溫、水位等的調(diào)節(jié),維持鍋爐的正常運(yùn)行.3．流化床鍋爐的運(yùn)行監(jiān)測(cè)與連鎖保護(hù)為確保循環(huán)流化床鍋爐的安全運(yùn)行,應(yīng)重點(diǎn)考慮如下方面的保護(hù)方案.1爐膛燃燒監(jiān)測(cè)循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)溫度分布均勻,爐膛徑向和軸向溫度波動(dòng)很小.為此,一般循環(huán)流化床鍋爐多采用溫度檢測(cè)方式進(jìn)行爐膛監(jiān)測(cè).首先,必須在爐膛內(nèi)適當(dāng)位置安裝熱電偶,通過(guò)觀察溫度的變化間接了解爐膛火焰的狀況,有時(shí)也可通過(guò)觀察爐膛出口處氧濃度來(lái)監(jiān)視爐內(nèi)的燃燒狀況.2主燃料跳閘〔MFT系統(tǒng)．循環(huán)流化床鍋爐主燃料的跳閘原則應(yīng)該是根據(jù)確保送風(fēng)壓差足夠高,使入爐燃料能穩(wěn)定著火、燃燒來(lái)判斷.如果床溫未達(dá)到預(yù)定的最低值,應(yīng)防止主燃料進(jìn)入床區(qū),該最低值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)設(shè)置,一般可取760℃.此外,在下列情況之一發(fā)生時(shí),即應(yīng)緊急停爐—所有送風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)不能正常工作；爐膛壓力大于制造商推薦的正常運(yùn)行上限；床溫或爐膛出口溫度超出正常范圍；床溫低于允許投煤溫度,且輔助燃燒器火焰未被確認(rèn).主燃料跳閘后,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況決定是否關(guān)停風(fēng)機(jī).在不停風(fēng)機(jī)時(shí),應(yīng)慎重控制入爐風(fēng)量,而不應(yīng)盲目地立即減小風(fēng)量.3聯(lián)鎖保護(hù)聯(lián)鎖系統(tǒng)的基本功能是在裝置接近于不合理的或不穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)時(shí),依靠預(yù)設(shè)順序限定該裝置的動(dòng)作,或是驅(qū)動(dòng)跳閘設(shè)備產(chǎn)生一個(gè)跳閘動(dòng)作.對(duì)于循環(huán)流化床鍋爐,當(dāng)流化床燃燒室內(nèi)達(dá)到正壓極限時(shí),鍋爐保護(hù)將動(dòng)作,停止輸入燃料并切斷所有送、引風(fēng)機(jī).在引風(fēng)機(jī)后面的閉式擋板維持開(kāi)啟位置的同時(shí),全開(kāi)風(fēng)機(jī)入口擋板,在引風(fēng)機(jī)惰走作用下?tīng)t膛減壓.但是,由于流化床燃燒室是密閉的,因而存在著由于引風(fēng)機(jī)惰走而迅速達(dá)到負(fù)荷極限的危險(xiǎn).為此,在引風(fēng)機(jī)后面裝了閉式擋板,其關(guān)閉時(shí)間為2s.當(dāng)達(dá)到爐膛負(fù)壓極限時(shí),閉式擋板即可關(guān)閉,切斷引風(fēng)機(jī)的全部氣流.4吹掃循環(huán)流化床鍋爐在下列情況下需要進(jìn)行吹掃：冷態(tài)啟動(dòng)之前；運(yùn)行中主燃料跳閘使床溫低于760℃運(yùn)行中給煤機(jī)故障使床溫低于650℃進(jìn)行熱態(tài)或溫態(tài)啟動(dòng)之前.吹掃時(shí)應(yīng)使足夠的風(fēng)量進(jìn)入爐膛,以將可燃?xì)怏w從爐膛帶走,并防止一切燃料入爐.吹掃時(shí)應(yīng)確認(rèn)入爐風(fēng)量符合吹掃要求,執(zhí)行吹掃程序直到達(dá)到規(guī)定時(shí)間.4．固體物料循環(huán)系統(tǒng)的運(yùn)行固體物料循環(huán)系統(tǒng)能否正常投入運(yùn)行,對(duì)循環(huán)流化床鍋爐運(yùn)行,特別是對(duì)鍋爐負(fù)荷和燃燒效率具有十分重要的影響.1返料裝置的運(yùn)行圖1-10為循環(huán)流化床鍋爐上常用的返料裝置.它由耐火材料與不銹鋼鋼板制成,將其分成Ⅰ灰室和Ⅱ灰室.其布風(fēng)系統(tǒng)由風(fēng)帽、布風(fēng)板和兩個(gè)獨(dú)立的風(fēng)室組成.風(fēng)量由一次風(fēng)管或單獨(dú)的返料風(fēng)管引來(lái),由閥門控制.根據(jù)需要可分別調(diào)節(jié)Ⅰ灰室和Ⅱ灰室的風(fēng)量,達(dá)到改變回送灰量的目的.鍋爐點(diǎn)火投運(yùn)一段時(shí)間后〔如4h返料裝置中便積滿了灰,這時(shí)可投入灰循環(huán)系統(tǒng).投運(yùn)前,先從返