英文翻译

8.5循环流化床锅炉的设计以下是循环流化床锅炉的设计主要步骤:1．燃烧的计算2．热量和质量平衡3．炉设计4．热吸收5．机械零件设计6．燃烧和排放性能本节将讨论上面的步骤序列,最后通过一个例子说明了设计方法。

8.5.1燃烧计算燃烧计算(也称为化学计量计算)提供气体和固体的数据是后续设计的基础。

它可以确定空气的量：单位质量燃料和燃烧产生的烟气。

燃烧计算结果也有助于说明设备的能力,如风扇、给料器和除灰系统。

化学计量方程式的计算在附录2中给出了详细讨论。

8.5.2 热平衡只有一小部分燃烧热是利用蒸汽的产生。

这部分体积是用来进行锅炉热平衡的计算。

循环流化床锅炉的热平衡,虽然类似于其他类型的锅炉,并不是完全相同的。

它需要一些特殊的考虑。

在传统的燃煤锅炉中，烟气的露点温度是由烟气中二氧化硫限制的。

流化床锅炉中，较低的烟气温度及烟气中的二氧化硫浓度的设定是相对自由的，原因是他是炉内脱硫。

因此, 在循环流化床锅炉中烟气损失可能低于煤粉锅炉。

表8.2是对比老一代CFB锅炉与传统粉燃煤锅炉(PC)的热损失。

这里,CFB锅炉使用一个非冷却旋风分离器并且烟囱温度较高,导致更高的表面损失和烟气损失。

表8.2还表明, 对流辐射和未燃烧损失在煤粉炉和循环流化床锅炉里是不同的。

8.5.2.1对流辐射损失表8.3给出了一个对流辐射损失为110兆瓦的循环流化床锅炉使用非制冷热旋风的不同部位的测量结果。

很明显的，从这个例子可以知道热旋风失去了很大的热量是由于其非常高的温度。

因此，新的循环流化床锅炉使用汽冷或水冷旋风分离器与煤粉炉的热损失相一致。

8.5.2.2未燃尽的灰碳损失这是可燃物的损失。

这是一个函数的一些设计和操作。

可燃物损失的形式可以是未燃烧的碳氢化合物或一氧化碳。

表----8.2煤粉炉和旧的循环流化床锅炉之间煤损失的比较。

未燃烧固体碳的主要部分。

从商业循环流化床锅炉厂提供的数据估计，在底灰中未燃碳约为0.2～4%和4～9%的粉煤灰。

高效旋风分离器通常具有较低的可燃物损失。

未燃碳损失UCL，百分比可以计算为Xc（不是碳酸盐）是在固体废物中的碳成分，W是单位质量的燃料灰。

一个110兆瓦循环流化床锅炉的锅炉热损失，锅炉房平均温度27度表8.38.5.3质量平衡质量平衡等这些重要的部分，例如煤灰之间的颗粒收集器和床漏。

在循环流327900100c aclX WUHHV⨯⨯⨯=化床锅炉中，特别是硫的捕获能力也需要特别的注意。

燃料和吸附剂送入循环流化床炉的两种主要类型。

燃料的一部分表现为气态产物SO2和CO2。

燃料的其余部分就作为废物产品。

在床中的各种位置，有时需要补充床料直到达到可靠的平衡。

在循环流化床锅炉中输入和输出的固体如下：固体输入输出放油床上吸附剂排出做床材料外置式换热器布袋除尘器固体残留锅炉省煤器、空气加热器、料斗对于输入和输出固体的每个组件的知识是必不可少的，例如设计适当的固体料/排水系统和料斗/料槽。

排灰系统需要很大的空间和更高的成本。

一个欠安全设计导致超负荷，也许会引起很大的事故。

因此，重要的是要知道如何在燃烧产生废物时如何处理。

8.5.4分流8.5.4.1灰底灰和飞灰的分灰在炉内的灰吸附剂是从床部分和烟道里处理的。

布袋或静电除尘器的大小是根据指定的负荷和固体粒径大小设计的。

同样，床排水是根据通过它们的预期负载设计的。

粉煤灰的分离取决于灰的性质，他们会造成炉床和旋风分离器的磨损。

粉煤灰驻留在煤基质中的两种形式可以是外在或内在的。

内在灰分在煤基质中是非常均匀分散的。

多余的灰包括岩石或离散灰颗粒嵌入在煤中。

煤燃烧时，离散灰颗粒暴露在脱落的焦炭燃烧面。

内在灰分，细小，逐步释放，脱离了炉然后在布袋中收集。

多余的灰，一般集中在炉底部出来的床漏里。

细颗粒逸出炉的主要原因是吸附剂和外来灰分的机械磨损。

燃料影响床漏和布袋固体之间的分离。

分离也受旋风分离器的性能或其他气固分离装置的影响。

一般的规则要求20%至80%的固体废物通过床漏。

锅炉燃用高灰分煤无喷射高床漏。

褐煤和亚烟煤，保留在床底的灰分数量是相当小的。

大约30%到80%通过布袋（1987古尔德和麦科马斯）。

为了保守设计目的，细粉尘收集设备可用于固体废物的处理。

同样，床漏量可以为总废物的50%。

这些规范可以微调，并且煤的灰分信息是可以用来使用的。

表8.4负载100% 75% 50% 30%给煤量（公斤/秒）27.3 20.7 14.5 7.9一次风（3米/秒）87.2 76.3 65.5 68.3二次空气（3米/秒）53.1 29.7 29.7 29.7环密封（米3 /秒）9.14 9.14 9.14 7.34燃烧无烟煤的200兆瓦循环流化床锅炉的一次风和二次风的分布。

8.5.4.2分燃烧空气的初级和次级之间的空气在循环流化床燃烧室，一个重要的部分是注入燃烧用的空气（40～60%），二次风可以降低NOx排放（见5.3节）。

减少NOx的生成，尤其是高挥发性燃料的循环流化床燃烧室，在化学计量条件的操作下，一次风量必须小于化学计算的量（或理论量）。

表8.4给出了由一个200兆瓦循环流化床锅炉在不同负荷下的空气速度。

8.5.5控制床库存炉内固体的稳定是循环流化床锅炉运行非常重要的条件。

床上的库存必须保持数量和质量两个方面的稳定。

数量意味着炉内固体的总质量，质量在床上意味着颗粒的粒度分布。

锅炉无石灰石料或是烧低灰分燃料如生物量，下面的部分讨论了在这两种方面下的循环流化床锅炉出现的问题。

8.5.5.1维修床有时从旋风分离器逃逸出来的部分会导致炉内固体物料的消耗。

以下操作选项可以作为稳点床料的参考：保持库存飞灰复燃添加床料粉煤灰回注系统中连续回收袋收集固体部分（或静电除尘器）。

一个回料系统，除了保持床料量、还可以提高燃烧效率。

在一定程度上允许使用高效旋风分离器，但它确实增加了对回管的侵蚀，原因是它有较高的粉尘负荷。

石英砂床或类似的材料被添加，燃烧器可以保持床料量。

这需要非常低的燃料如低灰、低硫煤或木材。

8.5.5.2床质量稳定的床料量和正确的床料尺寸，是循环流化床锅炉的特点并且是热传递至关重要的部分。

在炉内颗粒的尺寸分布取决于以下参数：床料粒度分布吸附剂粒度分布气固分离器分级效率图8.11在一个大的循环流化床锅炉中不同分布的煤颗粒和固体。

图8.11，在一个大的工业设备中，燃料和吸附剂颗粒尺寸的典型分布以及通过加热的炉床和那些漏灰。

图8.12显示了粒度对床层密度轴向分布的影响。

图8.12改变粒子平均粒径变化的循环流化床锅炉床层密度分布。

在这种情况下，旋风分离器的设计被改变，这反过来又降低了固体颗粒在炉中的分布。

另一个案例中，在450t/h循环流化床锅炉中降低D50的粒径，修改旋风分离器高度从180到80米。

增加了中上游地区高密度床料固体的平均含量。

悬浮的高密度颗粒在炉上有更高的传热系数，虽然在整个炉的压降和床料是一样的。

保持床质量的重要手段之一是煤灰的分类使用。

流化床冷渣器用于锅炉排出的一些粗颗粒。

增加分类器的设计尺寸是减小粒子上方和下方的速度比。

因此，通过改变粒子速度，操作员可以控制粒子在固体床中的分布。

W型双库存控制是一种优良的固体床；是通过减小损失，引导底灰，并使颗粒减少到更精细的尺寸来达到目的。

通过床漏和旋风分离器的大小控制回床颗粒的质量。

或者通过调节旋风分离器的尺寸，调节固体进入床的数量和大小。

炉中颗粒的稳定运行、颗粒数量的减少和床的尺寸变化率必须为零：控制旋风分离器分离效率和床层的排水设计对床的尺寸有很大的影响。

循环流化床锅炉中、尤其是颗粒尺寸的大小，粗颗粒倾向于聚集在炉的底部，而细颗粒则夹带在旋风灰中。

流化床固体的捕获部分在床上和周围的主回路中循环。

8.5.5.3床上优质饲料的影响燃料和石灰石送入床的分布可以大大影响床的质量。

例如，低灰煤（灰分25～30%）进料颗粒大小的不同。

因为床是由石灰石、高灰分煤组成的。

进料粒度应比较小，床颗粒的大小不应该太高。

粗糙的高灰分煤会有更大的底灰（产生较高的热损失，降低锅炉效率），因为在其离开系统时有较高的温度（除非有流化床回收热量进入系统）。

这些是影响锅炉效率的一些负面因素。

床料的颗粒大小并不一定直接决定床中固体粒度的分布。

料中灰分的粒度分布（或灰的大小）是最重要的。

可以通过燃料在炉内燃烧并测量样品的粒度分布，因为这是容易测量的。

石灰岩最初的大小更重要，尤其在低灰分燃料如煤，木材，和煤泥。

灰岩及其反应产物有助于灰在炉内的循环。

因为任何原因，石灰石都可能引起密封环喘振。

8.5.6一些运行问题任何循环流化床锅炉都经历了一些操作问题。

以下是两个非常重要操作需要面临的问题。

8.5.6.1炉温高虽然推荐的循环流化床锅炉炉膛温度为800～900，它被设计在这一区域内运行，但是大量的锅炉操作温度超过了900，这导致了包括以下几个方面的一系列问题：1。

必须大量增加石灰石消耗2。

增加飞灰和灰处理提高成本负担3。

高侵蚀后通管4。

如果燃料含有硫和氯管会特别腐蚀5。

集聚的固体6。

锅炉出力下降循环流化床锅炉的制造商仍能够掌握循环流化床锅炉炉内的传热过程。

他们拥有巨大的操作数据库，但是缺乏对过程的很好理解往往导致炉表面温度不正常。

炉中温度的变化是相当普遍的。

炉内温度和烟气温度的增加，导致了一系列材料面临的问题。

炉内传热系数的下降是由于以下一些因素引起的：1。

固体循环速率下降，入炉的密封圈操作不当2。

由于粗燃料或吸附剂增加了床中的粗颗粒的循环3。

旋风分离器分级效率降低4。

床上的水分5。

传热系数设计值过于乐观下列选项可用于炉内温度高的缓解：1。

炉内适量增加受热面面积2。

旋风分离器的修改以提高细颗粒的收集效率3。

环路密封的改进设计4。

改变研磨系统，获得更好的燃料或石灰石的粒度这是第2章，前面描述较细的颗粒比粗颗粒更容易上升。

因此，对于一个整体给定的床压，上床和下床的密度取决于床上固体粒度的分布。

从循环流化床锅炉的这个操作部分显示了粒度对循环流化床传热的影响。

8.5.6.2集聚的床料团聚的床料可以生成一个旋风。

这是可以发生的，因为团聚的颗粒通过回路密封防止固体自由流动，迫使他们在竖管中积累和旋转。

燃油锅炉看到这样的问题往往比燃煤机组更多。

因为这个原因，许多工厂被迫混合少量的较便宜的石油燃料。

集聚的确切机制还没有被完全理解。

可以在一定程度上避免由环形密封设计不当而导致的问题。

由于环密封可能会限制颗粒的流动性。

在一些商业循环流化床锅炉中检测到了异常的高温（大于1000度）。

在另一个案例中，旋风分离器温度的大量增加已被观察到，这意味着大量的热旋风会集聚循环的固体，然后堵塞密封环。