《循环流化床锅炉设计工艺分析》
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摘 要：随着社会经济的高速发展,循环流化床锅炉设备的性能得到了很大的提升,很多新型的控制系统开始研发并得到广泛的应用.为了促进循环流化床锅炉更好的应用,本文分析循环流化床设计工艺.
关键词：循环流化床;锅炉;工艺
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.02.038
循环流化床锅炉控制系统是一类新型的锅炉控制系统,在实际的应用中发挥重要作用.在生产环节中,为了可以提升循环流化床锅炉系统的性能,应该完善控制系统的分析,提升循环流化床锅炉设计方案.
1 循环流化床锅炉控制
循环流化床锅炉控制分成汽水控制和燃烧控制.汽水控制主要指的是结合锅炉供水量对蒸汽负荷进行控制,确保蒸汽温度保持在合理的温度下,使汽机和锅炉都能发挥较好的作用.循环流化床锅炉与普通的锅炉相比,其汽水系统差异不大.在汽水系统控制中,主要是采用自动化的方式.锅炉的燃烧控制也基本上采用自动化控制,在实际的操作中,可以结合人工操作.在燃烧控制中,主要是对主汽压控制和床温的控制.
2 循環流化床锅炉设计工艺的意义
现在,循环流化床在国内使用非常多,但是在实际的运行中还是存在一定的问题.在循环流化床设计中,设计人员的设计原则存在偏差,设计方法不够科学,导致锅炉整体性能存在局限性.锅炉的设计不能达到规定的蒸汽流率,不能长时间满足高负荷的运行.燃烧室的温度非常高,在密相区的温度更高.床温过高导致给煤率受到很大的限制,不能达到设计效果.在循环流化床锅炉使用的环节中,锅炉的燃烧率有待于进一步提升,在飞灰中含有大量可以继续燃烧的物质,产生大量的损耗.尾部受热面出现严重的磨损问题,分离器的分离效率有待于进一步提升,很多颗粒在尾部烟道中堵塞,产生严重的磨损.
循环流化床锅炉的设计人员在设计燃烧室的高度中都是凭借自身的经验,导致一些锅炉燃烧室的高度不断提升.不同的燃料采用相同的循环流化床锅炉,不能充分燃烧燃料.有些锅炉不能正常的运行,导致尾部产生严重的磨损.
3 循环流化床内气固两相流动
3.1 循环床气固两相流动
在循环床内,颗粒会聚集在一起,这些粒子团聚在一起,导致颗粒的体积和重量增大,产生非常大的自由沉降终端速度,在一定的气流速度下,粒子会顺着锅炉墙向下运动.在粒子流动的环节中,气体和固体之间会产生非常大的相对速度,粒子会在锅炉壁上沉积.在粒子团不断的聚集、下沉和上升的环节中,会形成内循环,导致锅炉内发生热量的交换.粒子团会沿着锅炉壁下沉,锅炉内的内循环非常剧烈,导致锅炉的传热效果非常好,锅炉内的热量分布也非常均匀.在850摄氏度的锅炉温度下,燃料和脱硫剂在短时间内会被加热到850摄氏度,燃烧效率非常高,而且在石灰石的作用下会产生脱硫反应,在合适的反应温度下实现燃料的二次循环.在循环床内的任何位置,都可以实现良好的传热效果.在循环过程中固体颗粒是向下运动的,但是颗粒的粒径比较大,可以降低颗粒的流动速度,防止炉壁发生严重的磨损情况.
在循环流化床锅炉悬浮段运行环节中,固体颗粒的流动不会呈现出快速流态化,此时的颗粒具有一定的浓度,并且会出现成团的现象.循环流化床悬浮段中的燃料的分布不均匀,应该在采用热态测试的基础上,确保燃料的均匀分布.
3.2 物料平衡理论及其应用
固体骨料在循环系统中呈现出对传热的流动特征,这对燃料的燃烧和脱硫过程都会产生一定的干扰,对整个锅炉的使用也会产生影响.采用物料平衡理论可以对固体燃料在燃烧系统内的分布规律进行合理的分析,在循环流化床的锅炉的设计中起到很好的效果.物料平衡理论主要是指燃料、焦炭等在回料装置等可以保持平衡,物料平衡建立的效果直接会影响到循环流化床锅炉的运行效果.
3.2.1 循环量的确定
在循环流化床设计环节中,要确保一台锅炉可以正常的运行,在设计中应该确保热量分配的平衡.循环流化床中物料的浓度与受热面传导系数具有直接的关系,所以,要确保锅炉内具有充足的物料循环.在循环流化床物料循环中,结合不同燃料的特性,确定循环量.在具体的设计环节中,如果循环量低于设计的循环量,就会导致锅炉内的燃料过分燃烧,热量被受热面过度吸收.如果燃料的浓度过低,就会导致锅炉出力不足.
3.2.2 分离器效率的要求
循环流化床锅炉在运行环节中,要确保充足的循环量,所以要合理的设计分离器.在分离器设计中,要提升分离效率.一定速度下,在确定的粒度分布中,应该确保某个粒径的分离效率非常高,粒径的范围是循环灰中的主体,其在锅炉的物料中成分非常多.如果分离器的分离效率对任意粒径的颗粒都不能达到100%,那么在循环流化床锅炉使用的环节中,分离器就不能实现物料的循环,锅炉的运行效果就不能得到保障.
3.2.3 床压降的要求
床压降对锅炉内物料量是整体反映,在一定的物料下,物料的力度也与循环量的大小具有密切的关系.循环流化床锅炉的正常运行离不开床压降,如果床压降过低,说明循环量需要提升.循环量的过低直接会导致吸热量过小,不能保障锅炉的正常运转.如果床压降过大,就会导致机械的能耗过大,降低了锅炉运行的经济性.过大的循环量会产生锅炉磨损,降低锅炉的使用年限.所以,合理的选择床压降非常重要,床压降一般控制在8000-1000Pa.
4 结语
循环流化床燃烧是一类清洁类燃烧,已经引起了人们的广泛关注.当前,循环流化床锅炉的设计还不够完善,设计原则和设计理论有待于进一步完善.工作人员应该完善循环流化床的设计理念,使其更好的服务于生产.
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锅炉设计引用文献:
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