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鍋爐結(jié)構(gòu) 鍋爐采用單鍋筒,自然循環(huán)方式,總體上分為前部及尾部?jī)蓚€(gè)豎井。前部豎井為總吊結(jié)構(gòu),四周由膜式水冷壁組成。自下而上,依次為一次風(fēng)室、密相區(qū)、稀相區(qū),尾部煙道自上而下依次為高溫過(guò)熱器、低溫過(guò)熱器及省煤器、空氣預(yù)熱器。尾部豎井采用支撐結(jié)構(gòu),兩豎井之間由立式旋風(fēng)分離器相連通,分離器下部聯(lián)接回送裝置及灰冷卻器。燃燒室及分離器內(nèi)部均設(shè)有防磨內(nèi)襯,前部豎井用敷管爐墻,外置金屬護(hù)板,尾部豎井用輕型爐墻,由八根鋼柱承受鍋爐全部重量。 鍋爐采用床下點(diǎn)火(油或煤氣),分級(jí)燃燒,一次風(fēng)比率占50—60%,飛灰循環(huán)為低倍率,中溫分離灰渣排放采用干式,分別由水冷螺旋出渣機(jī)、灰冷卻器及除塵器灰斗排出。爐膛是保證燃料充分燃燒的關(guān)鍵,采用湍流床,使得流化速度在3.5—4.5m/s,并設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)臓t膛截面,在爐膛膜式壁管上鋪設(shè)薄內(nèi)襯(高鋁質(zhì)磚),即使鍋爐燃燒用不同燃料時(shí),燃燒效率也可保持在98—99%以上。 高溫分離器入口煙溫在800℃左右,旋風(fēng)筒內(nèi)徑較小,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化,筒內(nèi)僅需一層薄薄的防磨內(nèi)襯(氮化硅磚)。其使用壽命較長(zhǎng)。循環(huán)倍率為10—20左右。 循環(huán)灰輸送系統(tǒng)主要由回料管、回送裝置,溢流管及灰冷卻器等幾部分組成。 床溫控制系統(tǒng)的調(diào)節(jié)過(guò)程是自動(dòng)的。在整個(gè)負(fù)荷變化范圍內(nèi)始終保持濃相床床溫850-950℃間的某一恒定值,這個(gè)值是最佳的脫硫溫度。當(dāng)自動(dòng)控制不投入時(shí),靠手動(dòng)也能維持恒定的床溫。 保護(hù)環(huán)境,節(jié)約能源是各個(gè)國(guó)家長(zhǎng)期發(fā)展首要考慮的問(wèn)題,循環(huán)流化床鍋爐正是基于這一點(diǎn)而發(fā)展起來(lái),其高可靠性,高穩(wěn)定性,高可利用率,最佳的環(huán)保特性以及廣泛的燃料適應(yīng)性,特別是對(duì)劣質(zhì)燃料的適應(yīng)性,越來(lái)越受到廣泛關(guān)注,完全適合我國(guó)國(guó)情及發(fā)展優(yōu)勢(shì)。 煙風(fēng)系統(tǒng) 循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由流化床燃燒室(爐膛)、循環(huán)灰分離器、飛灰回送裝置、尾部受熱面和輔助設(shè)備等組成。循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)通常由燃燒系統(tǒng)和汽水系統(tǒng)所組成,燃料在鍋爐的燃燒系統(tǒng)中完成燃燒過(guò)程,并通過(guò)燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊煔獾臒崮埽约訜峁べ|(zhì);汽水系統(tǒng)的功能是通過(guò)受熱面吸收煙氣的熱量,完成工質(zhì)由水轉(zhuǎn)變?yōu)轱柡驼羝俎D(zhuǎn)變?yōu)檫^(guò)熱蒸汽的過(guò)程。 循環(huán)流化床鍋爐的煙風(fēng)系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)(冷風(fēng)和熱風(fēng))系統(tǒng)和煙氣系統(tǒng)的統(tǒng)稱(chēng)。循環(huán)流化床鍋爐的風(fēng)系統(tǒng)主要由燃燒用風(fēng)和輸送用風(fēng)兩部分組成。前者包括一次風(fēng)、二次風(fēng)、播煤風(fēng)(也稱(chēng)三次風(fēng)),后者包括回料風(fēng)、石灰石輸送風(fēng)和冷卻風(fēng)等。[2] 鍋爐簡(jiǎn)介 (circulating fluidized bed) 是在鼓泡床鍋爐(沸騰爐)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高,因此稱(chēng)作快速循環(huán)循環(huán)床鍋爐。快速床的基本理論也可以用于循環(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已經(jīng)研究了很長(zhǎng)時(shí)間,形成了一定的理論。要了解循環(huán)流化床的原理,必須要了解鼓泡床和快速床的理論以及物料從鼓泡床→湍流床→快速床各種狀態(tài)下的動(dòng)力特性、燃燒特性以及傳熱特性。 流態(tài)化 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)顆粒可以自由運(yùn)動(dòng),所有固體顆粒表現(xiàn)出類(lèi)似流體狀態(tài)的現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱(chēng)為流態(tài)化。 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(chēng)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(chēng)為“聚式”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”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(chēng)為流化床。 臨界速度 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)突然解鎖,床層壓降降至床層的靜壓。如果床層是由寬篩分顆粒組成的話(huà),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)化進(jìn)所需的最低速度,稱(chēng)為臨界流化速度。隨著風(fēng)速的進(jìn)一步增大,床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風(fēng)速是2-3倍的臨界流化速度。 2. 影響臨界流化速度的因素: (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。
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