循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐返料換熱裝置冷模試驗研究.pdf

1、循環(huán)流化床（CFB）鍋爐燃燒技術(shù)作為新一代潔凈煤燃燒技術(shù)，目前在國內(nèi)和國外均發(fā)展迅速。其主要特點是：燃料適應(yīng)性廣泛、氮氧化物排放量低、爐內(nèi)直接脫硫效率高、負荷調(diào)節(jié)性能良好等多方面優(yōu)勢?；谖覈壳凹跋喈旈L時間內(nèi)以煤為主要的能源結(jié)構(gòu)，以及能源越來越緊張、煤質(zhì)逐漸變差的新形勢，工業(yè)鍋爐發(fā)展的一個重要方向就是能燃用各種劣質(zhì)燃料、高效環(huán)保的循環(huán)流化床燃煤鍋爐技術(shù)。然而，由于小型CFB鍋爐高度有限，爐內(nèi)受熱面無足夠布置空間，致使小型循環(huán)流化床工業(yè)

2、鍋爐受熱面布置不合理、埋管磨損嚴重、制造成本高、結(jié)構(gòu)控制復(fù)雜等問題長期存在，尤其隨燃料質(zhì)量逐年下降（發(fā)熱量低，灰分大，硫分高，矸石煤泥生活垃圾等劣質(zhì)燃料增加），這些問題更加突出。國外中小型鍋爐一般采用燃油或燃氣方式，對中小型CFB燃煤工業(yè)鍋爐研究很少。針對國內(nèi)大量工業(yè)應(yīng)用的中小型燃煤CFB鍋爐（蒸發(fā)量小于35t/h），作者所在的研究團隊提出了一種工業(yè)循環(huán)流化床裝置，即通過設(shè)置一個返料換熱裝置，將原布置在爐內(nèi)的埋管受熱面或部分水冷壁受熱面

3、，移到返料換熱裝置中，以減少爐內(nèi)埋管受熱面磨損，同時可維持爐內(nèi)的快速床或湍流床流化狀態(tài)，以提高爐內(nèi)的燃燒傳熱強度，最終達到降低鍋爐造價的目的。
　　本文針對本發(fā)明方案在工程實踐中遇到的問題，開發(fā)設(shè)計了新型返料換熱裝置，并在冷模系統(tǒng)中，通過大量冷態(tài)試驗進行深入研究。試驗主要研究小型CFB鍋爐返料換熱裝置的結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置、運行條件變化與爐內(nèi)氣固流動特性、壓力平衡及物料循環(huán)平衡特性等方面的規(guī)律。主要試驗研究結(jié)果表明：
　?、傩略O(shè)計的

4、CFB工業(yè)鍋爐返料換熱裝置方案是可行的，氣固流動穩(wěn)定，整體流態(tài)化效果良好；
　?、诜盗蠐Q熱室進出口結(jié)構(gòu)設(shè)計，對返料換熱裝置內(nèi)氣固流動影響很大，試驗詳細分析了底流孔面積比，返料口高度比變化對循環(huán)床料流動壓降的影響，并得到兩者之間對床料流動阻力影響的經(jīng)驗關(guān)系式；
　?、劬魇绎L速加大有利于促進立管內(nèi)床料移動，而返料換熱室運行風速大小對返料換熱裝置內(nèi)床料整體流動狀況影響較大，同時也影響立管壓降。合理調(diào)節(jié)兩者風速可達到最佳運行效果；

5、
　?、芰⒐苤屑尤霃较騻?cè)送風有助于推動立管內(nèi)床料移動，可有效減少立管料位高度，進一步緩減中小型CFB鍋爐由于高度有限而使立管有效壓頭不夠的矛盾，而且側(cè)送風可替代部分均流室風量的使用，節(jié)能效果明顯；
　　⑤返料換熱室頂部引入回風管，有助于改善的因運行風速增加而導(dǎo)致的室內(nèi)壓力擾動，減小立管所需有效料位高度。回風進入爐膛后形成的擾動，具有二次風的作用，有利于爐膛內(nèi)氣固流化物的充分混合，起到助燃和提高脫硫效率等作用；
　?、拮?/p>