灰平衡与灰循环倍率

一灰平衡与灰循环倍率

在循环流化床锅炉中，燃料进入炉膛燃烧成灰。一部分从炉膛底部排出，称为底灰。另一部分飞出炉膛，进入分离器，其中小于切割半径ｄ９９的细灰飞出分离器，飞离锅炉，成为飞灰。而大于切割半径ｄ９９的灰，被分离器分离下来，经返料器返回炉膛燃烧，称为循环灰。由于燃烧，粒子间相互碰撞和磨耗，以及粒子和锅炉内壁的磨耗，使大的灰粒逐渐变小，当小于切割半径时这部分循环灰又成为飞灰。灰循环倍率主要取决于分离器效率和燃料的飞灰份额。

循环流化床锅炉的炉膛大致可分为密相区，过度区，稀相区三个区域。

１密相区位于炉膛底部。在该区域内，灰粒度粗，大小不一。床料密度最大，气泡尺寸较大，速度不快，类似鼓泡床动力学特征。

２稀相区位于密相区上面，遍布于整个炉膛。在该区域灰粒度较细，大小均匀，气泡尺寸不大，速度较快，床料密度随炉膛高度增加而迅速下降（大型循环流化床锅炉循环倍率高３００稀相区密度分布变化不大）。３过度区在密相区和稀相区之间，位置范围不固定。（随料层高度和一次风和二次风配比变化）大致在二次风口附近。在该区域，物料波动，二次风扰动剧烈。

4在过度区和密相区和过度区水冷壁布置抓钉，浇注耐火，防磨材料。炉膛底部和中部形成到锥体，过度平稳，弧线平滑。此处是物料强烈混合反应区，内循环和外循环物料在此被加入的二次风，炉膛收口的作用下换热后继续循环。

在炉膛四周的近壁区，存在灰粒下降区域。在此区域，颗粒沿水冷壁下降，速度较快，象是一道帘墙。这部分灰属于锅炉内循环。不好计算，好在分析的整个系统是锅炉，输入的和输出的灰量都可测定。因此循环灰量指外循环灰量，而且只有分离器前的受热面才涉及循环灰量，需计入循环灰焓。循环灰的热容量虽小，而灰量却大的惊人，因此灰焓必须计入，不得略去。

灰的循环倍率--循环灰量/入炉灰量（入炉燃料*燃料收到灰份）

灰流程图：当循环流化床锅炉达到平衡时，加入的灰量为B.Aar，其中af.B.Aar.100/（100-Cf）飞出炉膛，进入分离器。其中an.BAar.100/（100-Cn）被分离器分离下来，经回料器返回炉膛。

灰的循环倍率简化为==飞灰份额.分离器效率/（1-分离器效率）

由此可知，灰的循环倍率仅与飞灰份额和分离器效率有关。也就是灰的循环倍率是不可人为选取（设计决定）。前提：假定底灰和飞出分离器的飞灰从不参与灰循环。

灰的循环倍率〈10称为低循环倍率。分离器效率〉93.5%

20〈灰的循环倍率〉40称为中循环倍率。分离器效率>96.62%

灰的循环倍率〉80称为高循环倍率。分离器效率>99.1% 假定飞灰份额.=0.7

影响飞灰份额:入炉燃料品质(含碳量,灰份,颗粒度分布),炉膛烟气流速,布风板装置等有关.

1入炉燃料粒度分布取决于破碎机特性.(一般粒径<10mm)

2运行风速一般为5米每秒.大型循环流化床锅炉很少排放底灰，甚至不用冷渣器。排放多，原因布风不合理，大颗粒易沉积，只有加大排放底灰防止流化不良，或者燃烧效率不高，底灰含碳量高，造成入炉煤量增加，未燃尽。

锅炉热损失

1排烟热损失

是锅炉热损失最大一项。

是指锅炉最后一个受热面出口处，燃烧产物的焓与冷空气焓之差造成的热量损失占可支配热量的份额。

2可燃气体未完全燃烧热损失

是指烟气中残留的未完全燃烧产物的总热量损失占可支配热量的份额。

3固体未完全燃烧热损失。

是指底灰和飞灰可燃物造成的热量损失占可支配热量的份额。

4散热热损失。保温系数。

１

5灰渣物理热损失。排渣温度高，无法回收。

水冷布风装置

布风装置是循环流化床锅炉的重要特征。是循环流化床锅炉的关键设备之一，（因为一次风从炉膛底部经配风装置送入炉膛，使床料呈流化态，燃煤进入流化床，进行流化燃烧。）所以配风装置的作用是保证一次风均匀送入炉膛，在最底负荷也保证床料流化良好，避免床料沉积，进而发生结焦，危害锅炉安全运行。

水冷配风装置通常由水冷壁组成，左右由水冷壁自然延伸向下，前墙先弯曲形成水冷布风板，然后和后墙形成水冷风室。它们和水冷壁组成一体，密封性好，并且一起向下膨胀，之间无须安装膨胀节。

配风装置采用风帽，可按正方形或等边三角型排列，插入炉膛底部膜式水冷壁（水冷布风板）的鳍片。布风板上的膜式水冷壁应有一不小于600毫米的直段，防止一次风一出风帽区气流就扩散，造成流化床沟流。

配风装置阻力通常为流化床阻力的25%----30%。

配风装置上敷设约100毫米的耐火耐磨浇注料（原来水冷布风板水冷管设计向上倾斜3度，利于管内工质汽化后排气泡。实验证明，由于敷设浇注料后，其对炉膛吸热很少，并且这段管路处于上升管开始，合理布置），采用0度布置，没有发现水循环问题，且风帽高度一致，方便制造安装，对放渣管布置方便。

风帽选型和蒸发量大小，制造厂家，设计思路有关。一般小型采用小孔径密植风帽，主要防止流化不良。大型锅炉采用大孔径风帽，主要防止磨损和降低布风板阻力。

风帽芯与鳍片，风帽罩与风帽芯径向间隙均为0.25毫米，风帽罩之间的静空距离不宜大于30毫米。风帽上的小孔水平下倾15度，可以防止气流直接冲刷相邻风帽罩，造成磨损。这样设计的最大优点是完全避免细灰到灌进入等压风室，造成风室积灰，影响布风均匀，严重时造成停炉事故。

等压水冷风室内布置若干放渣管，放灰管。一般各布置两根。对于炉床面积大，燃料选型灰份大（颗粒度控制不严，参加矸石）多布置几根。一般两边放渣管和自动水冷螺旋冷渣器相接，另外设计为事故放渣管，补充冷渣器的不足，快速调整料层，预防流化不良。材质选用耐热特种合金219*10毫米。放灰管一般采用159*5毫米普通碳钢，每八点班排放一次。

炉膛布置。

任何一台循环流化床锅炉的安全高效运行，都于炉膛的设计和布置有关，循环流化床锅炉的炉膛四周为膜式水冷壁结构，它由光管和鳍片焊接而成。光管用径60或51毫米，厚度至少4毫米，鳍片宽20厚6毫米或44*6毫米。

启动燃烧器：配风装置之上1.0--1.5米，为床上点火，有时也可采用风道燃烧器，实施床下点火，高温烟气与一次风一起，经配风装置送入炉膛，加热床料。

循环灰入口：对装置EHE的机组，循环灰入口应尽量底，以获得均匀的温度场，对未安装ehe的机组，循环灰入口应尽量高，以便使热循环灰接近水冷壁。

给煤入口：配风装置之上1.8--2.0米，其高度应大于压火时静止床料高度。

下排二次风：配风装置之上2.5米。对于高挥发份煤，可取低些，以加强前期混合，对于低挥发份煤，应取高些，组成二次燃烧，加强后期混合，利于燃尽。

上排二次风：配风装置以上5.0米，在下排二次风入口之上2--3米，必须提供一反应区，以便混合充分。防止局部涡流对水冷壁的磨损。

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