循环流化床锅炉燃烧过程分析 analysis on combusting process for cfb boilers.pdfVIP

2009年第4期 东北电力技术 37 循环流化床锅炉燃烧过程分析 on ProcessforCFBBoilers AnalysisCombusting 郑 毅1，张 缦2 (1．辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司，辽宁调兵山 112700； 2．哈尔滨锅炉厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046) 摘要：循环流化床锅炉燃烧是一个特殊的气固两相流动中发生的物理化学过程，其内部的气体和固体颗粒运动对于燃烧过 程顺利进行具有十分重要的作用。通过对循环流化床锅炉的燃烧过程分析，为循环流化床锅炉性能设计、炉内传热研究及 锅炉运行调试提供了参考。 关键词：循环流化床；燃烧；热量释放 [中图分类号]TK229．6+6；TK224．1+1[文献标识码]B 燃料燃烧释放热量是传热的基础，而燃烧过程 在流化床内的爆裂及表面灰层的机械特性等因素。 中煤的粒度会发生变化，人们已经注意到煤的爆裂 除了燃烧引起的颗粒尺寸减小外，炭粒尺寸也会因 特性对锅炉性能的影响，因为它直接决定了床内固 磨耗和爆裂而减小。磨耗发生时，由于炭粒表面受 体颗粒的粒径分布，对物料的扬析夹带过程、传热 到磨损而形成一些细小颗粒，一般磨耗形成的细小 过程、煤颗粒的燃烧过程和燃烧室内热负荷的分布 颗粒太小，无法在床内停留，大部分以可燃物颗粒 有着极为重要的影响。如何掌握煤的爆裂规律并加 形式扬析出流化床。爆裂发生时，一个炭粒被破碎 以模拟和计算成为循环流化床锅炉设计中的一个重 成一些碎片，每一碎片都大到足以停留在床内。 要问题。 碳的性质和流化床的运行工况都会影响煤的爆 由于小颗粒床与大颗粒床具有不同的传热机 裂，如煤质、岩相组分、挥发分和灰分含量、膨胀 理，不同粒径的床料呈现出的浸埋面换热系数随不 系数、纹理和机械强度都会影响热解时颗粒的爆裂 同流化风速的变化特性有所差异。图1为金刚砂床 及生成的焦炭碎片的大小(当其它运行条件保持 料的最大换热系数^。．一随不同颗粒尺寸d，的变化 不变时)；同样，提高流化风速会增加磨耗产生细 情况，粒径越小，换热系数越大。 小颗粒的速率，增加单位时间和单位床容积内颗粒 流化床燃烧中煤将经历爆裂过程，而且表面灰 碰撞的次数及每次碰撞平均磨耗掉的物质质量。 层会被流化床内剧烈运动的床料所磨耗，因此要全 1 循环流化床中单颗粒燃烧过程分析 面地对床内煤粒的燃尽速率进行分析，还需考虑煤 一定宽度筛分的煤进入流化床中燃烧是一个复 杂的过程，除了受燃料本身特性如挥发分含量、反 应活性、颗粒粒度分布影响外，还受到流化状态、 氧气扩散条件、温度等很多因素的影响。目前，多 ■ j‘ H各 数的研究集中在鼓泡流化床条件下的燃烧分析。由 丫 是 于鼓泡流化床的密相区与循环流化床的密相区有一 i ‘ t 定的相似性，因此人们已经习惯上接受了循环流化