2014年7月副班培训内容(循环流化床的基础知识)

锅炉专业培训教案

循环流化床基础知识

1、循环流化床锅炉的基本特点

循环流化床锅炉的基本特点如下：

（1）低温的动力控制燃烧。其燃烧速度主要取决于化学反应速度，决定于温度水平。物理因素不再是控制燃烧的主导因素。

（2）高速度、高浓度，高通量的固体物料流态循环过程。循环流化床锅炉的所有燃烧都在这两种形式的循环运动中逐步完成的。

（3）高强度的热量、质量和动量传递过程。循环流化床锅炉的热量主要靠高速度、高浓度、高通量的固体物料来回循环实现的，炉内的热量、质量和动量的传递和交换非常迅速，从而从整个炉膛内温度分布很均匀。

（4）负荷不同，流化状态发生变化，最低为0。

2、床层差压

床层差压是指风室压力与密相床层力之差，是表征床料高度的一个重要物理量。一定高度的床料在固定流化风量下对应一定的床层差压。因为在流化状态下，相同面积布风板上颗粒的重力与其浮力差基本相同，所以用床层差压可以计算出床料的高度。

3、料层阻力

料层阻力是指床料流化起来后，由于本身的重力和摩擦力而产生的阻力。料层阻力是循环流化床锅炉设计和运行的主要参数，料层阻力的大小将直接决定流化风量的大小。

4、炉膛差压

炉膛差压是指稀相区的压力与炉膛出口的压力差，是表征炉膛稀相区颗粒浓度的重要物理量。一定的颗粒浓度对应一定的炉膛差压。炉膛差压越大，稀相区颗粒浓度越大，循环灰量也越大。

5、床层阻力特性

答：床层阻力特性就是指流化气体通过料层的阻力压降与按床截面积计算的冷态流化速度（或表观速度）之间的关系。利用床层阻特性可以判断料层的厚度和所

需配备的风机风压的大小。

6、临界流化风量

当床层由静止状态转变为流化状态时的最小风量

7、热态与冷态情况下临界流化速度区别

由于体积流量与绝对温度成正比，床层截面积一定时热态所需体积流量仅为冷态时的45%左右，热态临界流化速度为冷态临界流化速度的1.8倍多，也就是说冷态流态化变为热态流化后风量可以减少。

8、影响临界流化速度的因素

影响临界流化速度的因素有：

（1）料层厚度对临界流速有影响。

（2）料层的当量平均料径增大则临界流速增加。

（3）固体颗粒密度增加时临界流速增加。

（4）流体的运动粘度增大时临界流速减小。如床温增高时，临界流化风速减小；床温减少则临界流化风速增大。

9、循环倍率

在常规煤粉炉中，循环倍率常指的是水的循环倍率，定义为进入上升管的循环水量与上升管的蒸发量之比。

在循环流化床锅炉中循环倍率是描述物料循环量的一个重要参数。一般定义为单位时间内循环物料量与单位时间内锅炉给煤量的比值。

10、影响循环倍率的因素

影响循环倍率的因素很多，主要的有以下几个方面：

（1）燃料的特性对循环倍率的影响。一般发热量大的煤循环倍率也高。

（2）热风温度及回料温度对循环倍率的影响。随着热风温度和回料温度的提高，循环倍率也应提高。

（3）负荷的影响。随着负荷降低，循环倍率也应降低以维持汽温、汽压为正常值的需要。

11、循环流化床锅炉内的传热方式

循环流化床锅炉内传热与常规煤粉炉相比有很大不同，常规煤粉炉内主要是以辐射方式将热量传给受热面。循环流化床锅炉内有大量的固体物料循环运动，颗粒

与气流之间的对流传热也占相当大的份额，故流化床炉膛内既要考虑对流传热也要考虑辐射传热。

12、循环流化床锅炉内传热过程

循环流化床锅炉内有不同的多种传热过程。床内实际的传热过程是以上各种过程的组合。具体过程如下：

（1）颗粒与气体之间的传热。

（2）颗粒与颗粒之间的传热

（3）气固多相流与受热面之间的传热。

（4）气固多相流与入床气流之间的传热。

13、床料与物料

床料：锅炉启动前，布风板上铺设的一定厚度（600-900mm）、一定粒度的“原料”（0-8mm）。

物料：

（1）循环系统内燃烧或载热固体颗粒，包括床料、燃料、脱硫剂、飞灰等。（2）循环物料：分离器捕捉分离下来通过回料阀返送回炉膛的物料。

（3）废料：飞灰、炉渣

14、一般床料的粒度比例控制

粒度在0-5mm的床料占60%，粒度在6-8mm的床料占40%。

15、流化床锅炉稀相区

在流化床锅炉输送分离高度（TDH）以上。气流中的粒子浓度较低，但比较均匀，这部分区域称为稀相区。

16、流化床锅炉的密相区

在流化床锅炉输送分离高度（TDH）以下，颗粒浓度较大，并沿高度方向浓度逐渐降低，这部分区域为密相区。

17、循环流化床锅炉对煤粒径的要求

循环流化床锅炉为了要称定其流化状态，对炉煤的颗粒有严格的要求，一般要求入炉粉颗粒径不得超过13mm。并且各个范围粒径的煤颗粒所占的比例值要符合锅炉设计的要求。

18、循环化床锅炉的内循环和外循环

循环流化床锅炉的内循环是指物料在炉膛内的循环，颗粒团在一定气流速度下，不再向上运动而是沿墙壁向下运动，颗粒不断的上升、团聚、下沉循环往复，在流化床内进行热量和质量的交换。外循环是指烟气携带的颗粒经炉外气固分离器分离后再通过返料装置返回炉膛的循环过程。

19、循环流化床锅炉的固体颗粒的作用

循环流化床锅炉中固体颗粒对燃烧的作用非常重要，主要有以下作用：

（1）燃料颗粒作为燃烧的反应物。

（2）脱硫颗粒参与脱硫反应与二氧化硫化合。

（3）固体颗粒作为传热介质，使床温分布均匀。

（4）可以将热量传给外置换热器。

（5）向尾部受热面传递热量。

20、影响流化床传热的因素

答：影响流化床传热的因素主要有以下几个方面；

（1）气体物理性质的影响。气膜厚度及颗粒与表面的接触热阻对传热起到主要作用。比如，气体密度增加，传热系数增大；气体粘度增大，传热系数减小；气体导热系数增大，传热系数增大。

（2）固体颗粒物理特性的影响。其中：

1）固体颗粒尺寸的影响。对于小颗粒床，传热系数随固体颗粒平均直径增大而减小；对于大颗粒床，传热系数随固体颗粒平均直径增大而增大。同样，传热系数随固体颗粒密度增大而增大。

2）球形度及表面状态的影响。球形和较光滑的颗粒，传热系数较高。球形度越差的颗粒，传热系数越低。

3）固体颗粒导热系数的影响较小。

4）固体颗粒粒度分布的影响。对于小颗粒床，粒径越小，传热系数越大；对于大颗粒床，粒径越大，传热系数越大。

（3）流化风速的影响。对于循环流化床的密相区，传热系数随流化风速的增大而减小；而对于循环流化床的稀相区，传热系数随流化风速的增大而增大。

（4）床温对传热系数的影响。其中：

1）床与传热面间的传热系数随床温的升高而升高。