论循环流化床锅炉的循环倍率

论循环流化床锅炉的循环倍率

　　论循环流化床锅炉的循环倍率顾亚平西安交通大学热能工程系，西安710049前提文章阐述循环流化床锅炉循环倍率的概念1循环倍率关系式的推导分析及其应用。介绍作者提出的。8锅炉循环系统的物理模型及由此导得的以给煤为基准的开循环倍率关系式及以随煤进入循环系统的固体质量为标准的1循环倍率关系式，并作进步分析。将1循环倍率关系式与近年来普遍应用的=；JパlW简化关系式作比较呈现出尤关系式的正确性D循环倍率关系式if或尤从理论上揭CFB锅炉循环物料量建立和维持的基本规律，为分析循环系统奠定了理论基础，对循环系统的设计运行有重大指导意义口0刖目我国的循环流化床锅炉经过了较长时间的开发性发展阶段，期间有相当些投运的循环流化床锅炉存在这样那样的问，如锅炉负荷偏低，炉膛温度工况不理想，炉膛上下温差过大，飞灰与飞灰含碳量偏大等等，虽致力于解决，但收效不甚显著，其原因在于这些问并不是孤立遍性，虽从定性角度可对循环系统分析，但在理解程度上和设计意上确有着较多的差别，因此出现较多的问，基本的特征是偏离设计值较远。主要原因在于先前尚无确定系统循环物料量物理模型及从模型出发导得的循环倍率关系式及其应用，从理论上探讨，8锅炉工作原理。

　　1对循环系统的要求众所周知，循环系统是由多个部件串连组成得多。个确定的循环系统实际上要满足流动燃烧传热固体物料循环的综合要求。设想，在分别作流动燃烧传热物料循环设计时，最后上分析循环系统的规律。，即循环流化床的基本特征是具有固体物料进行循环燃烧的循环系统，锅炉在指定的运行工况下连续可靠地运行则需保持系统在流动燃烧传热各方面协调统，其共同的必要条件是要能准确确定系统的循环物料量1.因此，首先需探求系统循环物料量的建立和维持的规律。

　　2关于循环倍率的概念系统循环物料量可用循环培率。在循环流化床锅炉中的循环倍率通常有两种定义，种定义为循环入炉内的固体物料量与系统给煤量顾亚平1945男。副教授从事气固两相流与燃烧循环流化床锅炉的教学与研究工作719942014ChinaAcademicJoumalElectronic与随进入炉膛的给煤次上升直接进入分离器非常重要的参数，设计中确定系统所需的动力，维持燃烧所需的温度，通过热平衡进行传热设计确定布置受热面等等均需预先知道系统的循环倍率。在，8锅炉开发研制过程中并没有循环倍率定性定量的解析式，无法或者难于估计循环倍率。08系统的设计处于分散的无序状态，对于循环倍率多依赖于设计者的经验性判断。因而有些08锅炉投运后出现诸多问，偏离设计值较远。

　　通常人们普遍认为，循环倍率的影响因素是十分复杂的。它与组成系统的分离器立管回料器炉膛等部件，燃煤特性主要是煤种颗粒度及其分布炉膛结构运行参数等许多方面的几十个因素都有关系。我们采用物理模型加经验处理的方法使问得以简化。

　　4循环流化床锅炉的循环倍率关系式i 308锅炉循环系统的物理模型，8锅炉的循环系统通常由炉膛分离器立管回料器等部件构成。此系统将飞出炉膛的较粗的可燃的固体颗粒通过分离器捕集下来经立管回料器回送入炉膛。燃煤进入炉膛后，其中部分在密相区燃烧；另部分随气流向上并进入分离器，经分离器分离下来的物料通过回料器回送入炉膛实施循环燃烧。我们将，8锅炉的燃烧看作般锅炉的次燃烧和系统的循环燃烧叠加。在炉膛中的燃烧沿炉膛高度可分为密相区的燃烧和稀相区的燃烧。进入分离器的物料有随燃煤次上升直接进入分离器的部分及循环物料两部分，循环物料要考虑经过炉膛时的燃烧减重。燃烧所需的空气进入锅炉，生成的烟气从炉膛经分离器离开循环系统。对于循环系统来说，稳定状态下，始终有循环物料量在系统内流动，从分离器逸出的飞灰将由进入系统的燃煤次上升进入分离器的部分扣除循环燃烧减重所得的质量得到补充，系统将处于周而复始的循环运行状态。这就是我们所讨论的，8锅炉循环系统的物理模型。其系统原理1.显然，该模型具有真实客观物理概念清晰公式推导前提1讨论针对某实际确定的系统，即组成系统的各部件，炉膨分离器立管回料器等确定；2运行工况确定，即循环系统处于某实际存在的工况下，炉膛流化速度燃煤，燃煤颗粒及分布，锅炉运行参数等确定；3系统及运行工况保持稳定。因此，系统满足质量平衡条件热量平衡条件，也满足当时的动力条件。对于上述确定的系统在稳定工况下所具有的循环倍率为R以系统给煤量为基准的循环倍率；K以给煤进入炉膛后直接上升进入循环系统即分离器的固体质量为基准的循环倍率；afm燃煤进入炉膛次上升直接进入分离器的相对于给煤的质量份额；lxh循环物料相对于给煤质量的循环燃烧质量份额；n分离器的分离效率。

　　从密相区排出的炉渣份额；假想的在密相区燃烧磨细后离开循环系统的飞灰份额；相应于3质量连同循环物料参与循4.1循环倍率关系式的分析循环倍率关系式12将与循环倍率有关的诸因素通过建立物理模型归结为屯，41这3个因素的影响，从理论上概括了08锅炉循环物料量建立和维持的基本原理，科学而简便地揭了其内在的规律。循环倍率关系式集中反映了循环倍率开或在循环系统出口主要受分离器性能的影响，在循环系统进口受给煤包括脱硫齐们主要是给煤颗粒度及其分布给煤种类等的影响，在系统内的炉膛中主要受流化速度纟炉膛结构的影响。

　　3为文章作者在改炉实践和调试中，经过理论分析总结而设计出来的经验性系数，在系统运行中3013这两个系数是客观存在的。3主要与流化速度炉膛结构和燃煤的种类燃煤特性及燃煤的颗粒特性颗粒度及颗粒度分布有关，是新煤参与循环的质量份额，其作用是补充循环的物料。

　　1反映循环燃烧特征，是实施循环燃烧的效果。在系统确定煤种及其煤颗粒特性确定运行工况确定并保持稳定的情况下，这两个系数是十分稳定由式1可知，系统循环倍率开或幻与313有关，系统循环物料量的积累和得以维持依赖73.。3.是循环倍率7的源泉。

　　分离器对循环倍率的建立循环倍率的大小起着关键和保证的作用，其分离效率，对循环倍率开的影响高度显著，式1为循环系统分离器的选配提供了依据和指。这样，1是反映燃烧性能的主要参数，主要受开或幻的影响。因此，7或幻主要根据燃烧性能的要求即来确定的。

　　如果，8循环系统经确定，即炉膛分离器燃煤及其特性等确定，运行参数等也确定且稳定，则系统在某确定工况下的循环倍率随之按上述关系式被确定。开或幻的大小将反映该系统的基本特性，因而是个特征值，可用作系统的描述。

　　还须指出，循环倍率关系式以物理模型为基础，如果所述模型合理，则式子所反应的影响关系及其结果准确性是不容置疑的。某系统实际存在的循环倍率开值已经完整地达了，8系统在定的动力条件燃烧和传热条件下的综合结果，其中3.13均不系统在该情况下的实际数值，也就是式中有关参数须具有物理意义。可根据专业知识和实际经验作定性定量关系式对于，8循环系统是普遍适用的，不仅适用于典型的流化速度较高的，8系统，也适用于流化速度较低的鼓泡床采用飞灰回燃的，8系统。

　　3是进入循环系统的固体物料量，可以根据燃煤颗粒特性和炉膛中气体流化速度经验地确定，随着技术的发展和进步总结经验，准确度还会提高。此外，还可根据灰平衡方程经验地确定，对循环系统的体系而言，进入循环系统的3质量的物料，在数量上部分补充系统的循环燃烧量，另部分补充从系统逸出的飞灰量。

　　如系统处于稳定状态，则有，环燃烧所产生的循环飞灰份额。利用经测定后可求得的来确定13，并且可看出和3是等价的。在数值上般3相对13较大，可减小误差。或者可避免计算1而直接从循环飞灰量3.3100 13的数值估计系统循环倍率，4.3循环倍率8的估计3，4需正确估计和认真选择，以提高循环倍率估计值的准确性。将3个参数的误差限制在定范围内，则开不会引起很大的误差。由于循环倍率这参数对于，8锅炉是至关重要的，确定系统循环倍率需要留有可靠的余地，且燃煤种类与燃煤特性运行工况均有较大的变化幅度，确定开或幻应考虑到可能的最不利情况。因此式子的误差已经显得并不十分重要。重要的是式子的严密性和客观规律性，而上述关系式是满足这条的。

　　因此，上述关系式完全可供理论分析和工程应用。

　　为达到理想的燃烧效率，系统必须具有足够高的循环倍率，循环系统的燃烧性能13或3，成为考核循环倍率的检验性指标。通常，要求具有97以上的燃烧效率是08锅炉起码的要求，在这种情况下，系统对分离器的要求已经很苛刻，确定循环倍率数值的问便转为对分离器的正确选型和结构设计的问，即保证分离器的优良性能就能保证系统有足够的循环倍率，只需循环倍率5两种定义循环倍率关系式的比较5.1循环倍率关系式适用场合显然，幻盾环倍率关系式以进入系统的固体质量为基准，具有相对循环倍率的意义，可形象地循环燃烧的概念。对于两个相同的系统包括同个系统在同样的条件下或存在某些不大差别条件下基准变化不太大其值具有可比性，尤其可分析比较两个相同的系统在同样开循环倍率关系式以给煤为基准，此基准不随系统炉膛结构燃煤颗粒特性而变化，因而相对较为稳定。通常，在比较两个不同的系统时，应采用朽盾环倍率关系式，在比较两个相同的系统时也可以采用开循环倍率关系式作比较。

　　5.2尤循环倍率关系式与简化式的比较近年来，些文章引用=1745的简化关系式或者列出其与，的计算。反映了循环倍率与分离器分离效率间的关系，在分析对的影响时有用。由于，也是强烈地依赖于分离器所处理的物料的特性，是不能随意取值反映了循环倍率与分离器分离效率间的单因素关系，未考虑系统进口条件及燃烧条件。实际上与燃煤特性炉膛结构特性循环物料的循环燃烧情况密切相关，而式中未能反映这些因素的影响，显然与实际情况不相符合。因此，在应用中势必存在局限性。相比之下，上述关系式正确的，作者认为应采用12式分析循环系统。根据笔者提出的物理模型，上述简化相比较得出，=1应为印1=0时的临界值对于实际的系统临界的，值应是十分苛刻的，应采用临界的分离器效率叫分析也就是说，用实际上低于临界值的，值估计循环倍率时将偏于危险，使估计的循环倍率高于实际值。

　　可，简化近似式与5精确式相去甚远。

　　6循环倍率关系式的应用循环倍率关系式的导得，首先从理论上揭了，8锅炉循环系统的基本规律，指明了系统循环量的影响因素及影响程度，为理论上分析循环系统奠定了基础和提供了根本的方法。使循环系统的设计和运行有了可靠的依据。

　　1利用循环倍率关系式作为设计准则进行循环系统的方案设计6.

　　根据关系式，的规律设计和选配系统有关设备，如分离器立管回料器炉膛等使系统有关部件设计能按照可靠的循环倍率设计，可以避免出现系统设备间不匹配的问。

　　根据关系式，的规律来确定燃煤的颗粒度和颗粒度分布，设计好燃煤的预处理系统，以免出现锅炉投运后煤的颗粒特性不理想而不得不改变燃煤预处理系统。

　　根据关系式，的规律进行锅炉循环系统吸收定的热量并保持正常的炉膛温度。

　　另外，循环倍率关系式还能用来进行系统的燃烧设计和动力设计。依靠关系式指的规律确定炉膛结构，炉膛流化速度，选配合适的动力，保证在各种指定负荷下具有正常的燃烧温度。总之，循环倍率关系式在系统设计和运行中起着桥梁和纽带的作用，可以作为个设计准则来指导和统领整个，8锅炉循环系统的设计尤其是作个别部件设计前的方案设计。

　　2根据关系式揭的规律对08锅炉运行中出现的问进行诊断和理论分析，确定有针对性的改进措施或者改造方案，可以收到事半功倍的效果。

　　7结论08锅炉循环系统的物理模型可归结为0即锅炉的基本特征是有个循环系统，燃煤进入炉膛后部分先进入炉膛上部的稀相区继而进入分离器，进入循环系统的物料由随煤次上升进入和循环物料上升进入分离器的两股物料流组成，经分离器分离下来的物料循环进入炉膛实施循环燃烧。炉膛中的燃烧可看作由燃煤的次燃烧与循环燃烧两部分组成。

　　环倍率的影响。是对循环系统客观规律的种发现和创造性归纳。

　　采用与7关系式相同的物理模型导得了以随煤次上升进入循环系统的固体物料为基准的尤循环倍率关系式实质上与开关系式样揭了循环系统的基本规律，系统循环倍率受36，13±的影响，可作为循环系统工作原理的描述。具有理论和工程实际意义。有关文献采用循环倍率与分器效率，间简化的关系式1来分析循环系统，会产生相当大的偏差，原因是忽略了循环燃烧减量而不符合物理现象。