循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率分析

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1、循環(huán)流化床鍋爐燃燒效率分析近年來(lái)我國(guó)推出的流化床鍋爐結(jié)構(gòu)類(lèi)型已有若干種，從受熱面布置來(lái)說(shuō)，有密相床帶埋管的，有不帶埋管的；流化速度有的低至3－4米／秒，有的高至5－6米／秒；分離器的種類(lèi)更多，如高溫旋風(fēng)分離器；中溫旋風(fēng)分離器、臥式旋風(fēng)分離器、平面流百葉窗、槽形鋼分離器等型式，都稱(chēng)之為循環(huán)流化床鍋爐。但從機(jī)理看，是否屬于CFBB還有待商椎。眾所周知，流化床鍋爐分為兩大類(lèi)：鼓泡流化床鍋爐（BFBB）和循環(huán)流化床鍋爐（CF－BB）。到目前為止，二者之間尚無(wú)明確而權(quán)威的分類(lèi)法，有人主張以流化速度來(lái)分類(lèi)，但從氣固兩相動(dòng)力學(xué)來(lái)看，風(fēng)速相對(duì)于顆粒粒徑、密度才有意義，還有人主張以密相區(qū)是鼓泡還是湍動(dòng)床或快速

2、來(lái)區(qū)分，但鍋爐使用的是寬篩力燃料，以煤灰為床料的鍋爐往密相床是鼓床,故此分法仍欠全面。還有人以是否有灰的循環(huán)為標(biāo)準(zhǔn)等等，都有些顧此失彼。以作者之見(jiàn)，我們不妨從燃燒的機(jī)理上來(lái)分。鼓泡床鍋爐的燃燒主要發(fā)生在爐膛下部的密相區(qū)，如我國(guó)編制的《工業(yè)鍋爐技術(shù)手冊(cè)（第二冊(cè)）》推薦，對(duì)于一般的矸石煙煤、貧煤和無(wú)煙煤密相區(qū)份額高達(dá)75％－95％，燃燒需要的空氣也主要以一次風(fēng)送入床層.循環(huán)流化鍋爐的一次風(fēng)份額一般為50％－60％。密相床的燃燒份額受流化速度、燃料粒徑及性質(zhì)、床層高度、床溫等影響在上述數(shù)值的上下波動(dòng)。其余的燃料則在爐膛上部的稀相區(qū)懸浮燃燒，所以在燃燒的機(jī)理上，BFBB接近于層燃爐，而CFBB更接近

3、于室燃爐，二者在這一方面存在著極大的差異，所以以此劃分似乎更為合理。鼓泡流化床鍋爐密相床的燃燒份額大，需布置埋管受熱面以吸收燃燒釋放。埋管的傳熱系數(shù)高達(dá)220－270KW／MC比CFBB爐膛受熱面的100-500kw/m2℃離得多盡管BFBB稀相區(qū)內(nèi)的傳熱系數(shù)比要低，但因在稀相層內(nèi)的吸熱量所占份額較小，總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于容量較小的鍋爐BFBB結(jié)構(gòu)受熱面的鋼耗量要少小些，BFBB的燃燒主要在相床給煤的平均粒徑偏大，煤破碎設(shè)備較為簡(jiǎn)單,電耗也底流化速度低，細(xì)煤粒在懸浮斷停留時(shí)間長(zhǎng)，爐膛也做的低。雖埋管有磨損，但如防磨損失處理得好，一般橫埋管可用五年，豎埋管可用…….采用尾部飛灰再循環(huán)，BFBB的燃燒

4、效率可達(dá)97％,如在爐膛出口安裝分離器實(shí)現(xiàn)熱態(tài)飛灰再循環(huán)，則可高達(dá)98－99％，但此時(shí)裝設(shè)分離器的目的主要是為了提高燃燒效率而不是象CFBB主要上為了改變爐內(nèi)的燃燒傳熱機(jī)理。CFBB的截面熱負(fù)荷是BFBB的2－3倍(從上至下加起來(lái)的熱負(fù)荷,而不是一層),利于大型化，爐膛內(nèi)溫度均勻，大氣污染物排放低,燃燒效率高（可達(dá)99％以上）是在BFBB技術(shù)上的進(jìn)步，具有更優(yōu)越的性能，但因分離器不能捕集到細(xì)小煤粒,就需要較高爐膛，對(duì)煤的破碎粒度及操作控制等都要求較高，投資大且技術(shù)復(fù)雜，所以CFBB爐型對(duì)中小容量鍋爐并無(wú)明顯優(yōu)勢(shì)，因而國(guó)外一些研究者認(rèn)為，BFBB適用于50t／h以下容量，CFBB適用于220t

5、／h以上容量，在50－220t／h容量范圍內(nèi)二者共存。我國(guó)在過(guò)去許多年中，建造了近3000臺(tái)沸騰爐(即BFBB)雖然其在燃燒劣質(zhì)煤方面發(fā)揮了極大的作用，但上于一直在低水平上運(yùn)行，飛灰量大，含炭高，鍋爐效率低下，再加上除塵方面投資不足，煙塵治理沒(méi)得到很好解決，致使沸騰爐有點(diǎn)聲名不佳。CFBB出現(xiàn)之后，人們便紛紛打出循環(huán)流化床鍋爐的牌子，推出了不少爐型，如清華大推出的低攜帶率循環(huán)床鍋爐，哈工大與北鍋開(kāi)發(fā)的帶埋管和槽型分離器的循環(huán)床鍋爐等，實(shí)際上都是BFBB。但它們是改進(jìn)了的沸騰爐，把沸騰爐技術(shù)提高到了較高的水平，這些爐型在工業(yè)鍋爐和熱電聯(lián)供鍋爐范圍內(nèi)有著極強(qiáng)的生命力，所以我們應(yīng)當(dāng)為BFBB的新成

6、績(jī)歡呼，正其位，恢復(fù)其名譽(yù)，并在一定的鍋爐容量范圍內(nèi)發(fā)展這種BFBB。我國(guó)的BFBB數(shù)量居世界之首，有著長(zhǎng)期的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),故改進(jìn)的BFBB技術(shù)的成熟程度較高。而CFBB技術(shù)尚有待完善和提高，在眾多爐型的選擇上，首先應(yīng)分清其屬于BFBB還是CFBB，然后再考慮其它技術(shù)指標(biāo)及可靠程度，本文以下的章節(jié)則主要是針對(duì)CFBB而言，對(duì)一些二者通用的技術(shù)，則皆適用。流化速度流化速度對(duì)CFBB最直接最主要的影響是其對(duì)循環(huán)物料揚(yáng)折夾帶的作用。隨著V的增加，夾帶量以增長(zhǎng)的速度快速增加.早期國(guó)外的CFBB如Lurgi技術(shù)等，V高達(dá)8－12M／S，隨著高流速帶來(lái)磨損及能耗等問(wèn)題，逐漸降至目前的6M／S左右，我國(guó)CFB

7、B技術(shù)開(kāi)發(fā)較晚，初期因擔(dān)心上述問(wèn)題，有些爐子曾設(shè)計(jì)的V較低（4－5M／S）運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)循環(huán)物料不足，將風(fēng)速提高后，狀況大為改觀，現(xiàn)也提高到5．5－6M／S,與國(guó)外爐子比較接近。煤的粒徑與煤質(zhì)分折CFBB的流化速度很高，床料粒徑大亦可流化起來(lái)，如文獻(xiàn)中可見(jiàn)，入爐煤粒范圍可達(dá)0－12，0－20，0－25MM等，隨廠家和煤種不同而給出的允許范圍不同，比BFBB允許燃料粒度范圍要寬，最大允許粒徑也大。但根據(jù)我們的研究和