【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) 根據具體情況，選用合適的循環(huán)倍率。(2) 床內固體含量大，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)生結渣。如果考慮到煤粉爐需要復雜的制粉系統(tǒng)而鏈條爐效率低且無脫硫效果，則風機用電量的少量增加是完全可以接受的。如適當的爐膛設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)流化床機組本地化依托工程白馬電廠正在抓緊建設，計劃2005年底投產。我國劣質煤、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)電設備。上述的諸多優(yōu)點使得循環(huán)流化床燃燒技術特別適合我國的國情。(4) 負荷調節(jié)方便快捷，負荷連續(xù)變化速率可達到7%一2%/mni。應用于發(fā)電領域的常壓循環(huán)流化床燃燒(CFBC)技術始于20世紀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。從長遠看，潔凈煤技術的發(fā)展，必將對世界能源供應格局、煤炭的前景以及改善環(huán)境的努力產生重大的影響。世界發(fā)達國家極為重視潔凈煤燃燒技術，制定了一系列強有力的政策法規(guī)，并投入了巨額資金研究開發(fā)和推廣應用潔凈煤技術。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的脫硫脫銷裝置，這給環(huán)境帶來了相當的負擔。 研究的目的及意義我國是世界上最大的煤生產與消耗國，煤在我國一次能源結構中占據著絕對主要的地位。我國是產煤大國，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是當前正待解決的問題。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，其主要特點在于燃料及脫硫劑經多次循環(huán)，反復地進行低溫燃燒和脫硫反應，爐內湍流運動強烈，不但能達到低NOX的排放、90%脫硫效率與煤粉爐相近的燃燒效率，而且具有燃料適應性廣、負荷調節(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，這種狀況在相當長的時期內不會有實質性的改變。隨著經濟的快速發(fā)展，由于能源的過度開發(fā)和消費累計的效應，產生了制約經濟發(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示范計劃，己經取得了很好的成果。綜上所述，在當前及今后較長的時間內，流化床燃煤技術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使NOx生成量少。在我國目前環(huán)保要求日益嚴格、電廠負荷調節(jié)范圍較大、煤種多變、原煤直接燃燒比例高、國民經濟發(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。世界上亞臨界300MW容量循環(huán)流化床技術己趨成熟，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)流化床燃燒技術的研究開發(fā)，雖然起步較晚，但 進步很快。同時，通過200一350Mw循環(huán)流化床設計制造技術引進和消化吸收，“十一五”期間，將實現大型循環(huán)流化床主設備及鍋爐島系統(tǒng)95%本地化設計制造。循環(huán)流化床鍋爐(CFBB)燃燒技術是我國燃燒煤技術的發(fā)展方向，國家有關部門利用資金重點支持發(fā)展燒劣質燃料的CFBB，并大力促進在熱電聯產中的開發(fā)應用，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)展地方經濟，有顯著的社會效益、環(huán)境效益和經濟效益。正確選擇和設計分離器，既可保證很高的分離效率也能避免自身的磨損。根據目前狀況，現有的鍋爐容量和蒸汽參數的循環(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荷及變負荷時控制回料量的要求，調節(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 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實際水蒸汽容積煙氣總容積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熱器低溫空氣預熱器 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； ——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。膜式壁管徑為Ф605，節(jié)距為100mm。 爐膛結構特性計算（1） 爐膛標高尺（2）。出口窗進口面積20(+π)出口窗出口面積(+9885)出口窗覆設面積設計取定稀相區(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容積 爐膛的熱力計算 爐膛的熱力計算名 稱符號單 位計 算 公 式計算結果冷空氣溫度℃設計給定30冷空氣焓kcal/kg54熱風溫度℃進口溫度141熱風焓kcal/kg245理論空氣量Nm3/kg出口過量空氣系數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爐膛內燃料燃燒份額設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 式計算結果水冷壁吸熱量kcal/kg保熱系數出口煙氣焓值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水平斷面熱負荷4081527容積熱負荷173458循環(huán)倍率循環(huán)灰量/燃料量15標況下出口煙氣流量出口煙氣流量流化速度m/s 旋風分離器的熱力計算[7][8][9] 旋風分離器簡介本鍋爐采用高溫旋風分離器裝置，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，管子材質為15CrMoG；低溫段管徑Ф324，節(jié)距100mm，采用逆流布置方式，管子材質為20/GB3087?！娼涷灩絋b＋Ig/2260部件出口水溫度℃水的熱力性質圖表[4]229煙氣進口溫度℃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煙氣進口流量m3/s煙氣出口流量m3/s流通截面Fm3/s省煤器結構煙氣流速wm/s煙氣進口導熱系數煙氣的物理特性[10]煙氣出口導熱系數煙氣的物理特性[10]導熱系數(+)/2煙氣進口粘性系數m2/s煙氣的物理特性[10]煙氣出口粘性系數m2/s煙氣的物理特性[10]粘性系數m2/s(+)/2管徑dm省煤器結構鰭片高度HPmm設計值鰭片厚度DPmm設計值橫向間距m省煤器結構縱向間距m省煤器結構總傳熱系數K省煤器計算傳熱量kcal/kg名稱符號單位計算公式結果相對誤差%受熱區(qū)漏風系數取值[4]環(huán)境空氣焓漏風帶入焓省煤器出口煙焓省煤器出口煙溫℃ 低溫省煤器結構計算[11][12] 低溫省煤器結構計算名稱符號單位計算公式結果進口水溫℃設計給定進口水焓進口水流量kg/s設計給定部件傳熱對應焓增△H出口水焓＋出口水溫度℃水的熱力性質圖表[4]部件出口水溫度℃水的熱力性質圖表[4]對流傳熱量先假設,再校核煙氣進口溫度℃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℃煙氣進口流量m3/s煙氣出口流量m3/s流通截面Fm2省煤器結構煙氣流速wm/s名稱符號單位計算公式結果煙氣進口導熱系數煙氣的物理特性[10]煙氣出口導熱系數煙氣的物理特性[10]導熱系數(+)/2煙氣進口粘性系數m2/s煙氣的物理特性[10]煙氣出口粘性系數m2/s煙氣的物理特性[10]粘性系數m2/s(+)/2管徑dm省煤器結構鰭片高度HPmm設計值鰭片厚度DPmm設計值總傳熱系數