多流程循環(huán)流化床鍋爐循環(huán)灰對爐膛溫度的影響

王軍崗

摘要：在循環(huán)流化床鍋爐爐膛設(shè)計(jì)時，為簡化計(jì)算可不考慮循環(huán)灰的數(shù)值，但本多流程循環(huán)流鍋爐爐型有其獨(dú)特的特點(diǎn)，通過本文研究，發(fā)現(xiàn)考慮循環(huán)灰后會使?fàn)t膛、副燃室、燃盡室溫度下降，使?fàn)t膛至副燃室的溫度溫降比例變小，經(jīng)過第一次循環(huán)灰分離后，循環(huán)灰量變小，使副燃室至燃盡室的溫度溫降比例比上一級變大（但比未考慮循環(huán)灰時要小），所造成各室的溫度變化已經(jīng)很大，所以循環(huán)灰對鍋爐各室溫度的影響已經(jīng)不能單純的進(jìn)行忽略。

關(guān)鍵詞：多流程循環(huán)流化床鍋爐；循環(huán)灰；爐膛溫度

多流程循環(huán)流化床鍋爐是創(chuàng)新性地將立式循環(huán)流化床鍋爐單級爐膛修改為三級爐膛，將一級灰循環(huán)修改為兩級灰循環(huán)，由風(fēng)室、風(fēng)冒、主燃室、副燃室、燃盡室、料腿、分離器等組成。燃料由料斗送入爐膛內(nèi)，沿著爐膛和物料進(jìn)行混合，在主燃室內(nèi)循環(huán)上升進(jìn)入副燃燒室，在副燃室底部，物料分為兩部分，一部分物料從一次物料循環(huán)入口返回主燃室形成第一級物料循環(huán)；另一部分物料從副燃室進(jìn)入燃盡室，然后由分離器進(jìn)行分離，經(jīng)料腿返回，形成第二級物料循環(huán)。整個燃燒過程中，物料在燃燒設(shè)備中形成了一個兩級物料循環(huán)。

現(xiàn)階段設(shè)計(jì)循環(huán)流化床鍋爐爐膛時，為簡化計(jì)算可不考慮循環(huán)灰的數(shù)值，但是本多流程循環(huán)流鍋爐爐型有其獨(dú)特的特點(diǎn)，不考慮循環(huán)灰會對爐膛溫度有影響，所以在些研究一下考慮循環(huán)灰對爐膛溫度的變化。

1 研究對象

1.1 鍋爐參數(shù)

額定蒸發(fā)量15T/h

額定壓力1.25MPa

額定給水溫度104℃

飽和蒸汽溫度193.3℃

排煙溫度150℃

熱空氣溫度100℃

1.2 鍋爐燃料

Car=43.55%Har=3.54%Oar=7.23%

Nar=0.77% Sar=1.66%Aar=27.92%

Mar=15.33%Qnet，ar=16849.1KJ/kg

1.3 鍋爐熱平衡

Q2=7.18%；Q3=0.5%；Q4=4.44%；

Q5=1%；Q6=0.32%； η=86.56%

鍋爐的燃料消耗量B=2433.8kg/h；

飛灰份額afh =0.65； α″L=1.2

2 循環(huán)灰對爐膛溫度的影響

在鍋爐爐膛設(shè)計(jì)時，對1kg燃料，爐膛燃燒產(chǎn)物熱平衡方程式和傳熱方程式為：

由公式（1）可以看出，假設(shè)可以忽略4的影響和灰料未進(jìn)行進(jìn)一步燃燒增加灰溫的情況下， I″mz-I′ZE=0（循環(huán)流化床鍋爐沿整個爐膛高度的溫度分布是均勻的，即爐膛進(jìn)、出口循環(huán)灰焓相等），不管循環(huán)灰量Bs為何值，灰循環(huán)對爐膛溫度都沒有影響（在此，僅從其他條件不變的情況下作對比說明，其實(shí)循環(huán)灰量對其他數(shù)值還有影響，從而引起對爐膛溫度的影響，現(xiàn)不做太多分析）。

以下表格為額定蒸發(fā)量15 T/h多流程循環(huán)流化床鍋爐的爐膛、副燃室、燃盡室的設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)值（假定傳熱系數(shù)K、H、ΔT不變）：

先假定一、二級分離器效率為60%，92%，求得一、二級循環(huán)灰量為13366.1kg/h，4918.7kg/h，返料循環(huán)灰溫度為490.6℃。

表1、2是在未考慮、考慮循環(huán)灰的情況下，得出的爐膛、副燃室、燃盡室的數(shù)值。

通過分析表12的數(shù)值可以看出，鍋爐運(yùn)行時，多流程循環(huán)流化床鍋爐在考慮循環(huán)灰時：

當(dāng)循環(huán)灰溫度490.6℃進(jìn)入爐膛溫度905.1℃后由于循環(huán)灰溫度比爐膛溫度低很多，進(jìn)而對爐膛溫度進(jìn)行中和，爐膛出口的溫度下降至766.3℃，循環(huán)灰由主燃室至副燃室的時候，溫度由905.1℃下降至608.2℃變?yōu)?66.3℃下降至572.7℃，溫降由296.9℃變?yōu)?93.6℃，溫降比例由0.33變?yōu)?.25；循環(huán)灰由副燃室至燃盡室的時候，經(jīng)過一次分離器后循環(huán)灰量由13366.1 kg/h變?yōu)?918.7kg/h，溫度由608.2℃下降至410.1℃變?yōu)?72.7℃下降至399.3℃，溫降由198.1℃變?yōu)?73.5℃，溫降比例由0.33變?yōu)?.3；爐膛、副燃室、燃盡室溫降由0.33和0.33變?yōu)?.25，0.3。

多流程循環(huán)流化床鍋爐考慮循環(huán)灰后，由于循環(huán)灰溫度比爐膛溫度低的多，循環(huán)灰會使?fàn)t膛、副燃室、燃盡室溫度下降，使?fàn)t膛至副燃室的溫度溫降比例變小，經(jīng)過第一次循環(huán)灰分離后，循環(huán)灰量變小，使副燃室至燃盡室的溫度溫降比例比上一級變大（但比未考慮循環(huán)灰時要小），所造成各室的溫度變化已經(jīng)很大，這種現(xiàn)象隨著循環(huán)物料倍率、循環(huán)灰量的增大，對各室溫度的影響還會更大，所以循環(huán)灰對鍋爐各室溫度的影響已經(jīng)不能單純的進(jìn)行忽略。

3 結(jié)論

多流程循環(huán)流化床鍋爐是新型發(fā)明鍋爐，由于結(jié)構(gòu)的獨(dú)創(chuàng)性，以上循環(huán)灰的影響均是在假定第一、二級循環(huán)灰分離效率的情況下作出的結(jié)論，真實(shí)的循環(huán)灰量、第一、二級分離器的效率尚缺乏真實(shí)數(shù)值，隨著我公司在浙江富陽15 T/h鍋爐的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的進(jìn)一步增多，會對以后進(jìn)一步分析鍋爐的性能做出更多的結(jié)論。

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