【正文】 離方式己成為開發(fā)循環(huán)流化床鍋爐的一個重要課題。(2) 根據(jù)具體情況，選用合適的循環(huán)倍率。(2) 床內(nèi)固體含量大，一般沒有受熱面，燃料中揮發(fā)份及燃燒生成的CO在分離器中繼續(xù)燃燒，有可能使分離器發(fā)生結(jié)渣。如果考慮到煤粉爐需要復(fù)雜的制粉系統(tǒng)而鏈條爐效率低且無脫硫效果，則風(fēng)機(jī)用電量的少量增加是完全可以接受的。如適當(dāng)?shù)臓t膛設(shè)計可完全避免水冷壁的磨損。大型循環(huán)流化床鍋爐在我國有著廣闊的市場前景。300MW循環(huán)流化床機(jī)組本地化依托工程白馬電廠正在抓緊建設(shè)，計劃2005年底投產(chǎn)。我國劣質(zhì)煤、高硫煤及油頁巖儲量大，大型循環(huán)流化床鍋爐為這類能源的開發(fā)利用提供了很好途徑，可以緩解我國動力煤緊張的局面。迄今，美國的FW、芬蘭的戶上lsortm(己并入FW)、德國的Lugri、瑞典的ABB和法國的Steni等公司都能提供商品化的l00M節(jié)/e以上的全套大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)電設(shè)備。上述的諸多優(yōu)點使得循環(huán)流化床燃燒技術(shù)特別適合我國的國情。(4) 負(fù)荷調(diào)節(jié)方便快捷，負(fù)荷連續(xù)變化速率可達(dá)到7%一2%/mni。應(yīng)用于發(fā)電領(lǐng)域的常壓循環(huán)流化床燃燒(CFBC)技術(shù)始于20世紀(jì)70年代。流化床燃燒是介于層狀燃燒與煤粉燃燒之間的一種燃燒方式。從長遠(yuǎn)看，潔凈煤技術(shù)的發(fā)展，必將對世界能源供應(yīng)格局、煤炭的前景以及改善環(huán)境的努力產(chǎn)生重大的影響。世界發(fā)達(dá)國家極為重視潔凈煤燃燒技術(shù)，制定了一系列強(qiáng)有力的政策法規(guī)，并投入了巨額資金研究開發(fā)和推廣應(yīng)用潔凈煤技術(shù)。而且，在我國很大部分燃煤鍋爐都存在著熱效率偏低的問題，并且由于成本考慮，很多鍋爐沒有配備相應(yīng)的脫硫脫銷裝置，這給環(huán)境帶來了相當(dāng)?shù)呢?fù)擔(dān)。 研究的目的及意義我國是世界上最大的煤生產(chǎn)與消耗國，煤在我國一次能源結(jié)構(gòu)中占據(jù)著絕對主要的地位。我國是產(chǎn)煤大國，也是用煤大國，目前一次能源消耗種煤炭占76％左右，在可見的今后若干年內(nèi)還有上升的趨勢，而這些煤炭中又有84％是直接用于燃燒的，其效率還不夠高，燃燒所產(chǎn)生的大氣污染物還沒得到有效的控制，以致于我國每年排入大氣的87％的SO2和67％NOX均來源于煤的直接燃燒，可見發(fā)展高效、低污染的清潔燃煤技術(shù)是當(dāng)前正待解決的問題。循環(huán)流化床鍋爐是近十幾年發(fā)展起來的一項高效、低污染清潔燃燒技術(shù)，其主要特點在于燃料及脫硫劑經(jīng)多次循環(huán)，反復(fù)地進(jìn)行低溫燃燒和脫硫反應(yīng)，爐內(nèi)湍流運動強(qiáng)烈，不但能達(dá)到低NOX的排放、90%脫硫效率與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應(yīng)性廣、負(fù)荷調(diào)節(jié)性能好、灰渣易于綜合利用等優(yōu)點，因此在國際上得到迅速的商業(yè)推廣。并且，由于自然條件的限制和歷史發(fā)展的原因，這種狀況在相當(dāng)長的時期內(nèi)不會有實質(zhì)性的改變。隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，由于能源的過度開發(fā)和消費累計的效應(yīng)，產(chǎn)生了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展和影響人類生存的環(huán)境污染問題。美國制定并實施了龐大的潔凈煤技術(shù)示范計劃，己經(jīng)取得了很好的成果。綜上所述，在當(dāng)前及今后較長的時間內(nèi)，流化床燃煤技術(shù)是潔凈煤燃燒的主要形式和發(fā)展重點。層狀燃燒效率低，煤粉燃燒效率高，但氣體污染排放物多。作為一項高效、低成本的清潔燃燒，它具有以下優(yōu)點:(1) 燃燒效率高，接近或達(dá)到同容量煤粉爐的效率水平。(5) 污染排放少，低溫燃燒及分級送風(fēng)使NOx生成量少。在我國目前環(huán)保要求日益嚴(yán)格、電廠負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍較大、煤種多變、原煤直接燃燒比例高、國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不平衡、燃煤與環(huán)保的矛盾日益突出的情況下，循環(huán)流化床鍋爐己成首選的高效低污染的新型燃燒技術(shù)。世界上亞臨界300MW容量循環(huán)流化床技術(shù)己趨成熟，450MW的超臨界循環(huán)流化床鍋爐也將于2005年投運囚。我國于20世紀(jì)80年代中期開始投入力量積極從事循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的研究開發(fā)，雖然起步較晚，但 進(jìn)步很快。同時，通過200一350Mw循環(huán)流化床設(shè)計制造技術(shù)引進(jìn)和消化吸收，“十一五”期間，將實現(xiàn)大型循環(huán)流化床主設(shè)備及鍋爐島系統(tǒng)95%本地化設(shè)計制造。循環(huán)流化床鍋爐(CFBB)燃燒技術(shù)是我國燃燒煤技術(shù)的發(fā)展方向，國家有關(guān)部門利用資金重點支持發(fā)展燒劣質(zhì)燃料的CFBB，并大力促進(jìn)在熱電聯(lián)產(chǎn)中的開發(fā)應(yīng)用，這樣既可使資源得到綜合利用，節(jié)約能源，又能減少環(huán)境污染，發(fā)展地方經(jīng)濟(jì)，有顯著的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。正確選擇和設(shè)計分離器，既可保證很高的分離效率也能避免自身的磨損。根據(jù)目前狀況，現(xiàn)有的鍋爐容量和蒸汽參數(shù)的循環(huán)流化床鍋爐用于未來的工業(yè)鍋爐己不成問題，大型化是當(dāng)前循環(huán)流化床鍋爐的主要發(fā)展方向。(3) 整個循環(huán)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)及控制要求較高。對大型發(fā)電用鍋爐，循環(huán)倍率可取高些，對工業(yè)用鍋爐和坑口電廠用鍋爐，循環(huán)倍率可取低些。在這方面我國已開發(fā)應(yīng)用S型慣性分離器，邁出了可喜的一步。(4) 循環(huán)回料裝置要滿足正常負(fù)荷及變負(fù)荷時控制回料量的要求，調(diào)節(jié)靈活，跟蹤性能好，密封良好。 理論空氣量、理論煙氣容積計算名 稱符號單 位公 式 及 計 算數(shù) 值理論空氣量(+)+－容積理論容積理論容積 各受熱面煙道中煙氣特性表[1][2] 各受熱面煙道中煙氣特性表名 稱平均過量空氣系數(shù)實際水蒸汽容積煙氣總?cè)莘e三原子氣體容積份額水容積份額符號計算公式+(－1)+++(－1)爐膛分離器高溫過熱器低溫過熱器高溫省煤器低溫省煤器高溫空氣預(yù)熱器低溫空氣預(yù)熱器 受熱面煙氣焓溫表[3]煙氣和空氣的焓分別表示1kg固體或液體燃料生成的煙氣和所需的理論空氣量，在等壓下從0℃加熱到t℃所需的熱量，用符號Iy、Ik表示，單位為kal/kg。計算公式為： ()式中——排煙的焓，kcal/kg； ——煙氣出口處受熱面的過量空氣系數(shù)； ——理論冷空氣的焓，kcal/kg； ——1kg燃料輸入的熱量，kcal/kg。q5——散熱損失，鍋爐在運行中，它的溫度高于外界空氣溫度，這樣就會向周圍散熱，形成散熱損失，它和鍋爐的保溫狀況、受熱面積的大小等有關(guān)。膜式壁管徑為Ф605，節(jié)距為100mm。 爐膛結(jié)構(gòu)特性計算（1） 爐膛標(biāo)高尺（2）。出口窗進(jìn)口面積20(+π)出口窗出口面積(+9885)出口窗覆設(shè)面積設(shè)計取定稀相區(qū)包覆面積稀相區(qū)受熱面積稀相區(qū)包覆容積爐膛總受熱面積爐膛總?cè)莘e 爐膛的熱力計算 爐膛的熱力計算名 稱符號單 位計 算 公 式計算結(jié)果冷空氣溫度℃設(shè)計給定30冷空氣焓kcal/kg54熱風(fēng)溫度℃進(jìn)口溫度141熱風(fēng)焓kcal/kg245理論空氣量Nm3/kg出口過量空氣系數(shù)選定空氣帶入爐膛熱量kcal/kg294分離器返料溫度℃取值[4]850返料灰?guī)霠t膛熱量kcal/kg2981爐膛內(nèi)燃料燃燒份額設(shè)計給定爐子的有效發(fā)熱量kcal/kg爐膛出口煙氣溫度℃先計算，后校核914溫壓△t℃－658水冷壁平均傳熱系數(shù)鍋爐熱力計算線算圖[4]376水冷壁面積m2481名 稱符號單位計 算 公 式計算結(jié)果水冷壁吸熱量kcal/kg保熱系數(shù)出口煙氣焓值kcal/kg5302出口煙氣溫度℃914估計值與計算值之差℃℃100℃62爐膛截面積m2水平斷面熱負(fù)荷4081527容積熱負(fù)荷173458循環(huán)倍率循環(huán)灰量/燃料量15標(biāo)況下出口煙氣流量出口煙氣流量流化速度m/s 旋風(fēng)分離器的熱力計算[7][8][9] 旋風(fēng)分離器簡介本鍋爐采用高溫旋風(fēng)分離器裝置，分離裝置布置在爐膛出口，分離器入口煙溫914℃。高溫段過熱器管徑Ф324，節(jié)距100mm，采用逆流布置方式，管子材質(zhì)為15CrMoG；低溫段管徑Ф324，節(jié)距100mm，采用逆流布置方式，管子材質(zhì)為20/GB3087。℃經(jīng)驗公式Tb＋I(xiàn)g/2260部件出口水溫度℃水的熱力性質(zhì)圖表[4]229煙氣進(jìn)口溫度℃低過出口溫度522煙氣出口溫度℃先假定,再校核321溫差較大端的溫差℃△tmax =－262溫差較小端的溫差℃=－122溫壓℃184管子污染壁溫℃257煙氣進(jìn)口流量m3/s煙氣出口流量m3/s流通截面Fm3/s省煤器結(jié)構(gòu)煙氣流速wm/s煙氣進(jìn)口導(dǎo)熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]煙氣出口導(dǎo)熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]導(dǎo)熱系數(shù)(+)/2煙氣進(jìn)口粘性系數(shù)m2/s煙氣的物理特性[10]煙氣出口粘性系數(shù)m2/s煙氣的物理特性[10]粘性系數(shù)m2/s(+)/2管徑dm省煤器結(jié)構(gòu)鰭片高度HPmm設(shè)計值鰭片厚度DPmm設(shè)計值橫向間距m省煤器結(jié)構(gòu)縱向間距m省煤器結(jié)構(gòu)總傳熱系數(shù)K省煤器計算傳熱量kcal/kg名稱符號單位計算公式結(jié)果相對誤差%受熱區(qū)漏風(fēng)系數(shù)取值[4]環(huán)境空氣焓漏風(fēng)帶入焓省煤器出口煙焓省煤器出口煙溫℃ 低溫省煤器結(jié)構(gòu)計算[11][12] 低溫省煤器結(jié)構(gòu)計算名稱符號單位計算公式結(jié)果進(jìn)口水溫℃設(shè)計給定進(jìn)口水焓進(jìn)口水流量kg/s設(shè)計給定部件傳熱對應(yīng)焓增△H出口水焓＋出口水溫度℃水的熱力性質(zhì)圖表[4]部件出口水溫度℃水的熱力性質(zhì)圖表[4]對流傳熱量先假設(shè),再校核煙氣進(jìn)口溫度℃高溫省煤器出口溫度煙氣出口溫度℃先假定,再校核溫差較大端的溫差℃=－溫差較小端的溫差℃=－溫壓℃煙氣進(jìn)口流量m3/s煙氣出口流量m3/s流通截面Fm2省煤器結(jié)構(gòu)煙氣流速wm/s名稱符號單位計算公式結(jié)果煙氣進(jìn)口導(dǎo)熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]煙氣出口導(dǎo)熱系數(shù)煙氣的物理特性[10]導(dǎo)熱系數(shù)(+)/2煙氣進(jìn)口粘性系數(shù)m2/s煙氣的物理特性[10]煙氣出口粘性系數(shù)m2/s煙氣的物理特性[10]粘性系數(shù)m2/s(+)/2管徑dm省煤器結(jié)構(gòu)鰭片高度HPmm設(shè)計值鰭片厚度DPmm設(shè)計值總傳熱系數(shù)