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1、75吨时百叶窗分级循环流化床锅炉燕桂章 邢永洁 吕清刚 张亚夫 潘忠刚 王达三中科院工程热物理研究所 摘 要 以百叶窗作为分离器的分级循环流化床锅炉的设想在冷模试验台上进行了实验。给出了一些参数对分离效率影响的实验结果。建设了采用这种燃烧系统的75TH循环流化床锅炉，通过热态调试及工测试，对所获得一些结果和运行经验进行了描述。 引言 在通常的循环流化床锅炉中高温旋风分离器常被采用，以获得高的固体循环量，但随着锅炉容量增加旋风分离器显得愈来愈大而笨重，需要长的启动时间和高的维 修费用。我们提出了以百叶窗作为分离装置的分级循环流化床燃烧的设想2）燃烧系统位于炉膛后部的百叶窗分离器构成高温粗颗粒物循
2、环回路及位于省煤器后部位的百叶窗一旋风分离顺构成低浊细颗粒物料循环回路组成。这种循环流化床锅炉的主要优点是锅炉布置紧凑，启动时间短。易于大型化，这种分级特环系统在冷模试验装置上进行了实验，并应用于75TH蒸汽锅炉上，该75TH百叶窗分级循环流化床锅炉，经过热态调试，投入正常运行。系统的冷模试验旋风分离器对细颗粒进行分离是一有效的装置，通常被用于循环流化床锅炉，然而随着锅炉容量的增加，它的优越性就值得考虑了。因为大的分离器直径和高的工作温度使分离效率有大的减少。如按照FUCH的理论1）9000C时一个5米旋风筒直径的100分离颗粒尺寸要较常温时1米进径旋风筒样结构和同样的进口速度下增加约35倍。
3、 虽然百叶窗型分离器不如通常使用的旋风分离器效率高，但它结构更紧凑，对高温和放大敏感性较少。过去曾有在沸腾炉用煤粉炉过热器后使用百叶窗分离器装置的先例，我们设想采用了百叶窗作为分离器的新型分级循环流化床燃烧锅炉，为了验证它的可行性及优化结构，建立了一个冷模试验装置，表示在图1。床面积02504M2高24 M2床料用02MM砂，平均直径D300UOM第一级百叶窗分离器叶片宽60MM间距30MM倾角250进口空气速度约8MS第二级分离器由百叶窗一旋风分离器组成。约12气流沿分离器内向下进入旋风分离器，百叶窗叶片宽55MM间距30MM倾角200旋风分离器直径200MM分离效率通过称量百叶窗，旋风分离
4、器，出口布袋收尘收集量确定，颗粒尺寸通过筛分（D74M）及光学粒度仪测定。 总分离效率的特性表示在图2一般大于99说明二级分离适用于实际的循环流化床锅炉。通常使用的百叶窗分离效率一般随进口气速增加。试验中发现第一级百叶窗分离效率随变化速度增加而降低。第一级百叶窗分离效率1随循环量MS的增加而显著地下降的结果表赤在图3，这主要是由于大量颗粒流复盖了百叶窗叶片的前部这层颗粒多，逸出量越多，这种影响将随流化床几何尺寸增加而增加。一般百叶窗叶片是平板，为了改进百叶窗分离器，提出了波纹型百叶窗叶片。它的人用是从二相流中将颗粒流会与绕流气体隔。平均和波纹型百叶窗片分离效率的比较表示在图4。图5表示一、二级
5、及总合的分离效率对不同颗粒粒级分离分布图。一二级综合完全分离对应最小粒径约500UM，它是有些粗。主要原因是循环流化床系统中流动不稳定性和存在大涡旋造成的。基于进口平均气速下气体流过百叶窗压降阻力系数约为45。 75t/h百叶窗分级循环流化床锅炉 在物资部、意图计委和中科院的支持下，中科院工程热物理所与抗州锅炉厂合作的浙江嵊县发电厂建立了一台百叶窗分级循环流化床锅炉，锅炉的主要参数是： 蒸发量 75t/h压力 382MPA 温度 4500C 锅炉结构示意及外形图表示在图6图7。除燃烧系统外，锅炉结构类似于煤粉炉。流化床燃烧室横截面为3655M2四周布置膜式壁。布风板截面积24 M2共有500个
6、风帽，由炭化硅和耐高温合金材料构成，分离器底部碳化硅化是波纹型的，第一级高温粗颗粒回路被分离的物料，通过五个返料器返回到主燃烧室。过高温百叶窗后，烟气携带一定量的细颗粒经过二个返料装置返回主燃烧室，烟气携带未被分离的飞灰经过空调预器，除尘器引风机排向大气，锅炉1992年初2月首次点火，经过调试消缺完善后锅炉投入连续运行，同年10月进行热测试12月中旬通过产品和技术签定 通过测量第二循环回路的质量流量和锅炉的灰平衡第二级百叶窗一旋风分离器的分离效率约90。从测量燃烧室上部压差和滑移因子的关系，可以估计离开炉膛的颗粒质量流，第一级高温百叶窗分离效率效率约85，目前锅炉的总体分离效率9985。这低于
7、设计要求，在进一步改进中。 稳定运行期间，进行了1000小时连续运行试验，运行中燃用不同矿区来源煤种：Ay2248，挥发份Vr2045，低发热值Qdw1100025000KJKG。负荷调节在30100范围内锅炉能稳定运行。燃用高硫煤可以直接在煤中添加石灰石进行简便的脱硫处理，对含硫量4的高硫煤脱硫实验结果：CAS2时脱效率87。截止本年6月锅炉已累计运行近7000小时。 结 论 1采用高温粗颗粒百叶窗人和低温细颗粒百叶窗一旋风分离的百叶窗分级循环流化床燃烧系统作了冷模实验及应用在75TH蒸汽锅炉上获得较好的结果，表明该炉型在技术上是可行的，经济上是有生命力的。275TH百叶窗他级循环流化床锅炉
8、操作性能良好，与通常旋风分离器型循环流化床锅炉相比结构紧凑易于放大，不需要很长的启动时间。 感谢杭州锅炉厂薛以泰、裘经炎等，嵊县发电厂谢百军等，浙江省炎电建设公司倪百顺等大力支持与合作。 参考虑文献 （1）akira Ogawa,Separation Of Particles from air and gases CRC Press, 1984（2） Wang T a-San,Yan Guizhang,Zhang Yafu ,Pan Zhonggang et al,The Circulating Fluidized Bed Combustion with Staged Solids Circu
9、lation ,Circulating Fluidized B ed Technology Pergamon Press, PP,479-484 ,1991(3) Wang Ta -San,Zhang,Yatu,Pan Zhonggang et al Attempts to the apprehension and,development of circulating fluidized bed Combustion Circulating fluidized Bed Technology Pergaman Press,PP.343-349,1989 第 1 页 共 3 页图1冷漠试验台图2分离效率对流化速度uf图3分离效率1对第一循环回路循环量m1图4波纹和平板的分离效率比较图5分离效率分布图图6百叶窗分级循环流化床锅炉图7 75T/h分级循环流化床锅炉
