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75t/h循环流化床锅炉变工况热态试验研究
发布时间：2013-07-22 08:18 来源：未知
循环流化床锅炉已经大量投入商业化运营，但自动控制问题仍是存在的主要问题之一，究其原因是由于循环床锅炉燃烧系统的动态特性的复杂性，使得对其变工况下的宏观动力特性的的了解仅仅限于定性上，而很少在定量上加以分析研究。循环床锅炉内气一固两相流体的宏观动力特性主要是指空隙率（或固体物料浓度）、颗粒速度和气体速度的分布特性。由于流化床的气．固两相流体动力特性决定着炉内吸热量、温度分布、燃烧情况及其份额分布、床存量和磨损，对流化床的运行至关重要，所以，从鼓泡床到循环床，很多研究者致力于气．固两相流体动力特性的研究，但多数研究基于实验室，其重点主要集中在密相区表面的扬析和输送分离高度以上的夹带，很少有关于工业循环床锅炉内的固体物料浓度分布尤其是变负荷下炉内固体物料浓度分布的研究报道。
循环床内的固体物料是炉内热量的载体，起着传热和传质的作用，尤其是稀相区的固体物料浓度对于炉内传热量的计算有直接的、决定性的影响，有研究报道，炉内的平均传热系数和稀相区截面平均固体物料浓度的平方根成正比。对于没有外置式换热器的循环床锅炉，锅炉负荷的控制主要是控制炉膛中的热量吸收，吸热量的多少由温度和固体物料浓度决定，温度又和固体物料浓度相关，炉膛上部固体物料浓度大，则温度就高。这样，锅炉负荷的调节主要通过调节炉膛上部的固体物料浓度来实现，所以炉内固体物料浓度随负荷的变化规律对于负荷的控制极其重要。本文针对75t/h循环床锅炉，在大量变工况试验的基础上，通过炉内沿轴向的压力分布和温度分布，分析了固体物料浓度沿轴向的分布规律，给出了稀相区两段的平均固体物料浓度随负荷变化的关系式，为循环床锅炉燃烧系统的自动控制提供重要的和必要的依据，富通新能源销售生物质锅炉，生物质锅炉主要燃烧木屑颗�；怪频哪拘忌镏士帕Ｈ剂�。
1、试验简介
循环流化床内的压力分布反映了床内气／固相之间的动量交换和固体物料的浓度分布，是循环床的基本特点之一，不同负荷下炉内的压力分布是不同的，固体物料的浓度分布不同，则传热量不同。压力分布受许多因素影响，即使对于相同容量的循环床锅炉，由于结构因素、燃料种类、运行参数等的不同，同一负荷下它们的固体物料浓度分布也不同，故对特定的循环床实施控制方案，需了解其特定的炉内压力分布规律。试验目的就是获得该炉不同负荷下各测点的压力、温度及其相关参数。
1.1锅炉测点布置
试验在山西孝义配有DCS系统的75 t/h循环床锅炉上进行，锅炉额定蒸汽压力3.82 MPa，额定蒸汽温度450℃，给水温度150℃，排烟温度145℃，锅炉设计效率86.36%，该锅炉由太原锅炉集团设计和制造，炉高21.56 m，床截面积为18.2 1112，空床风速5 m/s，炉内耐火防磨材料铺设高度4m，分离器为绝热高温旋风筒，给料位置、返料位置、二次风切入位置及测点布置如图1所示(图中尺寸单位mm)。
1.2燃料分析
该锅炉燃用煤种为矸石+中煤，给料粒度为0—8 mm，燃料分析表1所示：
2、锅炉的运行方式
如前所述，炉内固体物料浓度的分布同锅炉的运行参数（或运行方式）有关，循环床锅炉的规范运行方式为50%负荷以上，随负荷的增减同时增减一、二次风，如图2(a)所示。图中R为负荷率，：分别为一次额定风量和二次额定风量；但大多数锅炉用户为了保证流化质量，通常采用不规范运行方式(图2(b)所示），50%负荷以上，一次风量不变，随负荷增加增二次风量；50%以下，二次风维持风嘴安全的最低风量（实际运行中有时不投二次风），一次风量随负荷减小而减小，但最低一次风量不得低于下限值，此时对应的冷态空截面风速不低于0.7~ 0.8m/s。本试验是在不规范运行方式下进行的。
3、试验方法
由于目前绝大多数循环流化床锅炉燃用0~8mm的宽筛分燃料，所以炉膛下部为粗颗粒的鼓泡床，上部为细颗粒组成的快速床。锅炉炉膛下部的磨损相当严重，为了防磨，炉膛下部的膜式壁上通过防磨销钉覆盖一层防磨耐火材料，该75 t/h循环床锅炉防磨材料标高8.2 m，因此炉膛的吸热主要集中在标高8.2 m以上的稀相区。从燃烧的角度来讲，可将循环床锅炉炉内分为三区：二次风口以下的密相区、二次风口以上的稀相区和分离器区，本文的试验分析着重于二次风口以上的稀相区的固体物料浓度。
循环床炉内沿轴向任一段高度Ah内的平均固
4、结 论
通过对75 t/h循环流化床锅炉的大量变工况试验研究，得到以下结论：
(1)沿炉膛高度稀相区固体物料浓度呈指数规律衰减，负荷不同，衰减指数不同：随着负荷的增加，稀相区的固体物料浓度增加，稀相区1段的增加幅度较稀相区2段大，各段平均固体物料浓度同负荷率成指数关系；
(2)同一负荷下，稀相区1段的平均固体物料浓度和2段的平均固体物料浓度存在较大差异，将稀相区分为两段可提高传热计算的精确性，也可获得较符合实际的炉膛出口物料携带率；
(3)随着负荷的增加，各测点处的温度都升高，且沿着炉膛高度温度随负荷增加的幅度逐渐加大，炉膛上下温差逐渐减小。
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