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1、很高兴与大家进行交流CFB锅炉与启动调试山东济宁运河发电有限公司肖玉生 2007年8月26日Date1一. CFB锅炉基本知识Date2一. 流态化的概念 当气体或液 体以一定的速度流过 固体颗粒层，并且气 体或液体对固体颗料 产生的作用力与固体 颗粒所受的其他外力 相平衡时，固体颗粒 层会呈现出类似于液 体状态的现象，这种 现象称为流态化现象 ，这种操作状态称为 流态化。 气流壁面固体颗粒层图2-1 流化示意图布风板Date3流态化的流体特性 Date4单一球型颗粒的受力分析 l 当重力浮力+曳力，颗粒将在 气流中不断加速下落。 l 当重力=浮力+曳力，颗粒以一 定速度做匀速运动。 l 当重
2、力650m，能流化，气固混合差，流化床中 大多数床料和燃料颗粒属于D类颗粒。一般：入炉煤10mm；石灰石粉1mm；合格床料 0.7mm。 Date8气固流态化的分类形式及特性 Date9固定床 固定床特征为：固体颗粒静止不动， 床压随气流速度增大而增高。气流从颗粒 间隙中流过，空隙率保持不变，同时气流 产生一定的压降。固定床是形成流态化前的一个必经 阶段，在固定床的基础上随气流速度增大 ，将呈现出不同的流化状态，表现出不同 的流态特征。 Date10鼓泡床 初试流态化后继续增大风速，超过临界流 化风量的空气以气泡形式流过床层，气泡不断上升 、合并、破裂，对床层产生扰动，直观形态似液体 沸腾，这
3、一状态称为鼓泡床。鼓泡床随风速增大， 空隙率增大，床压出现较明显波动。其特征为：有气泡流过床层，存在明显的 密相界面。在循环流化床锅炉中，回料器、冷渣器一 般运行在鼓泡床状态。Date11湍流床进一步提高流化风速，气泡激烈 聚并与破碎，床层两相趋于均一，出现 连续气流，空隙率增大，床压波动较小 ，并伴有少量颗粒夹带，这一状态称为 湍流床。其特征为：有颗粒飞出床层，床 内只有很模糊的密相界面，颗粒弥散于 整个床内空间。 Date12快速床对于湍流床，继续提高流化风速，颗粒夹带量越大，床层界面 越弥散，在没有颗粒补入的情况下，床层颗粒将被很快吹空，为维 持床层，必须向床中补充颗粒。其特征为：无气泡
4、和密相界面，颗粒密度呈下浓上稀状态，存 在颗粒成团与返混现象。l 在流动结构方面，存在典型的环状流动，即在床层中心区向 上、在边壁区向下，产生颗粒返混现象，形成内循环。另外，存在 很高的气固相对速度。l 在颗粒浓度方面，无明显界面，固体颗粒充满整个上升段， 呈现上稀下浓、中心稀四周浓分布。存在颗粒不断成团（絮状）、 分解现象l 在压力分布方面，沿床高压力降主要为颗粒静压所构成，与 壁面的摩擦压降较小，压降大小随流化速度和循环物料量而变化。Date13以上特征使循环流化床炉膛内气固流 体具有下列优点：n热强度上低下高、中心低四周高，适 合蒸发换热要求，易于燃料引燃、燃烧。n混合强烈，燃烧强度高，
5、整个炉膛温 度分布均匀，易于燃料燃尽，提高脱硫剂利 用率。n通过控制流化风速、循环物料量，易 于达到调整负荷、保持最佳脱硫效果目的。Date14循环流化床Date15形成快速床必须满足条件u合适的固体颗粒特性u运行流化风速大于颗粒终端沉降速 度u 足够大的颗粒循环量Date16气力输送在快速床的基础上继续增大流化风速 或减少床料量，床内颗粒浓度将变稀，呈上 下均匀分布状态，此时即为密相气力输送。其特征为：沿床高单位高度床层压降 不变。在稀相气力输送的基础上继续增大风 速，就转变为稀相气力输送。它与密相气力 输送的最大区别是：增大风速，床层压降上 升，这是因为摩擦压降随风速增大而增加； 而在密相
6、气力输送状态下，增大风速，床层 压降减小。Date17二. 循环流化床锅炉原理 Date18循环流化床锅炉的基本特点 n低温的动力控制燃烧n高速度、高浓度、高通量的固体物料 流态循环过程 n高强度的热量、质量和动量传递过程Date19CFB锅炉燃烧必须有三个条件（1） 保证流化床流态处于快速流化床区 域附近范围，并要保证一定的 气流速度，同 时要保证物料粒径处于适当的、在该流速下 能处于快速流化区域的粒度。（2） 要有足够的物料分离（3） 要有物料回送Date20循环环流化床锅锅炉燃烧烧系统统的组组成 n燃烧室 n物料分离器 n回料器 Date21循环环流化床的压压力平衡 P床+P分1+P分2
7、+P腿+P阀=0P腿=-(P床+P分1+P分2+P阀) Date22循环环流化床的物料平衡 图2-8 循环流化床锅炉物料平衡系统粒度分布与分离效率 示意图三.循环环流化床的传热传热 与传质传质 Date23循环环流化床炉膛传热传热 主要影响因素 n床层颗粒浓度 n流化风速 n床温 n床料平均粒径Date24循环流化床燃烧份额分布规律 n当粒径一定时，流化风速增加，密相区的燃烧份额 下降。n当粒径增大时，密相区的燃烧份额增大。n锅炉负荷增加时，密相区的燃烧份额下降。n稀相区平均温度增加，燃烧份额增大。运行中，通常用调节一二次风比例来调节密相区 的燃烧份额。Date25循环流化床中煤的燃烧过程 n
8、加热和烘干(准备过程)；n挥发份析出和挥发份燃烧；n膨胀和一次破裂(某些类型的煤)；n焦炭燃烧、二次破裂和磨损。Date26循环流化床锅炉中的燃烧效率 n燃煤特性的影响 n颗粒粒径的影响 n给煤方式的影响 n床温的影响n床体结构和循环倍率的影响n运行水平的影响 Date27四.脱硫与氮氧化物排放控制 CaCO3 CaO+CO2 CaO+SO2+1/2 O2 CaSO4循环环流化床燃烧烧中脱硫的机理: Date28石灰石脱硫的一般规规律 n反应产物对脱硫反应的影响 n温度对石灰石脱硫效果的影响 影响循环流化床脱硫的其他因素:l脱硫剂的反应活性 l脱硫剂的颗粒分布 l炉膛温度 l燃料挥发份的含量的影响 l烟气在炉内停留的时间 l钙硫比的限制 Date29氮氧化物的生成 在燃烧过程中，生成NOx的途径有三个： 热力型NOx，它是空气中的氮气在高温下氧化 而生成的NOx。 燃料型NOx，它是燃料中含有的氮化合物在燃 烧过程中热分解而又接着被氧化而生成的NOx。 快速型NOx，是燃烧时空气中的氮和燃料中的 碳氢离子团如CH等反应生的。降低NOx排放的方法:低过量空气燃烧；空气分级助燃；燃料 分级燃烧；烟气再循环等。Date30
