【正文】 本章小結(jié) 通過對循環(huán)流化床鍋爐國內(nèi)外研究現(xiàn)狀對比分析，了解到國外的目前發(fā)展情況，也給我國沖擊尖高端領(lǐng)域指明方向。 同時CFBB也存在著一些缺點，具體表現(xiàn)如下：①支持燃料沸騰的一次風(fēng)由鼓風(fēng)機從爐膛底部噴入，但受風(fēng)機功率的限制，影響了鍋爐的出力。CFBB燃燒效率高是因為 :空氣和燃料混合充分；燃燒速率高：對粗燃料分離效率高，未燃盡的燃料會被循環(huán)裝置再循環(huán)至爐膛再次燃燒[11]。它除了燃用一般種類的煤外，還可以燃燒低熱值的煤矸石、煤泥、造氣爐渣、生活垃圾等，從而對處理城市垃圾、能源的綜合利用和減少環(huán)境污染有著非常顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。它強化了燃燒和傳熱，燃料適應(yīng)性廣，爐溫低，能減少NOx生成,加入石灰石脫硫的優(yōu)點[8]。我國若想在這尖端領(lǐng)域占有一席之地，必須先對我國燃料和國情與發(fā)展超臨界CFBB的關(guān)系進(jìn)行認(rèn)真研究論證，這個問題直接關(guān)系到超臨界CFBB在我國的市場開拓空間問題[7]。②近年來電煤越來越緊張，目前投運的許多中小容量的CFBB所使用的燃料多數(shù)存在不合理使用的現(xiàn)象，從而造成鍋爐磨損嚴(yán)重、燃料可用率低等嚴(yán)重的運行安全問題[6]和浪費現(xiàn)象。目前,由由法國通用電氣阿爾斯通斯坦因工業(yè)公司主導(dǎo)設(shè)計的亞臨界CFBB已投入運行。①德國魯奇公司為代表的魯奇型CFBB②芬蘭奧斯龍公司的百寶爐型CFBB ③ 美國福斯特②鍋爐的再用效率較高[1]。燃燒過程中的溫度很低，空氣又分兩級送入，生成的氮氧化物濃度很低，灰渣活性強，便于綜合利用。再由于煤等化石燃料的燃燒而日益枯竭，高效率、低污染的燃燒方式就顯得格外重要。尤其是燃煤鍋爐燃燒排放出大量的灰渣、二氧化硫等氣固污染物，嚴(yán)重影響生態(tài)環(huán)境。燃燒高硫煤加入石灰石，可以降低脫硫成本，代替成本較高的脫硫設(shè)備。 國外、內(nèi)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 國外循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展現(xiàn)狀國外的先進(jìn)性表現(xiàn)在：①基礎(chǔ)工作扎實。 目前國外CFBB設(shè)計結(jié)構(gòu)特點上主要分為三大流派。1995年11月,法國普羅旺斯電站投入商業(yè)運行的250 M W CFBB，成為大型循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展史上的一個里程碑[4]。就更遠(yuǎn)目標(biāo)來說，也不利于我國CFBB技術(shù)向更良性發(fā)展[5]。 超臨界循環(huán)流化床鍋爐在世界范圍內(nèi)也是剛剛發(fā)展。這樣，作為第一代循環(huán)流化床鍋爐的鼓泡硫化床鍋爐就隨之誕生。 循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)缺點分析循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面：①煤種適應(yīng)性廣。③燃燒效率高。也可易于實現(xiàn)灰渣 的綜合利用[10]。④爐膛密相區(qū)磨損嚴(yán)重，密封性差 [11]。 循環(huán)流化床鍋爐概述此次設(shè)計的CFBB可分為兩個部分。旋風(fēng)分離器將大部分煙氣帶走的固體物料分離出來，送入返料器返回爐膛。鍋爐爐膛布置膜式水冷壁，以減少漏風(fēng)。 鍋爐基本特性通過對鍋爐的主要技術(shù)參數(shù)、燃燒特性等的分析、計算，從而得出鍋爐特性和管子特性。 爐膛溫度，是CFBB設(shè)計時的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一。循環(huán)流化床鍋爐的爐膛由膜式水冷壁構(gòu)成，保證了良好的氣密性?；亓峡诩敖o煤口、啟動點火燃燒器均位于爐膛的下部[16]。高度的確定應(yīng)綜合考慮幾個方面的要求：①保證燃料流化完全燃燒；②有足夠的空間布置受熱面保證吸熱量；③保證脫硫所需的氣體最短停留時間；④保證足夠的循環(huán)物料正?；厮?；⑤與尾部受熱面布置所需的高度相協(xié)調(diào)。兩側(cè)水冷壁管屏下部分別與下級箱連接，上部與上集箱連接，再由管子引入鍋筒。設(shè)計過程中，主要考慮的是受熱面的磨擦損失問題；爐膛內(nèi)的著火穩(wěn)定性及熱流密度的橫向均勻性；合理的煙氣流速和合理的排煙溫度；足夠的傳熱量；煤的燃盡程度；旋風(fēng)分離器的分離效率，物料的平衡問題及鍋爐的脫硫效率等等?！∮捎阱仩t容量不大，受熱面可以滿足鍋爐的吸熱要求，不布置高溫旋風(fēng)分離器等其他受熱面，鍋爐本體、旋風(fēng)分離器和尾部煙道一字排開。然而運行風(fēng)速過低則影響循環(huán)流化床鍋爐的效率，因此對每種燃料都具有最佳運行風(fēng)速。當(dāng)床溫升高時，NOx排放量上升；當(dāng)床溫高于900℃時，床溫升高，脫硫效率很快下降，但燃燒效率有所提高。排煙溫度低時，鍋爐排煙熱損失提高，使熱效率提高；但會使得煙氣側(cè)與工質(zhì)側(cè)的溫差降低，增加受熱面。%，較易著火，熱空氣溫度選取為150℃。在循環(huán)流化床鍋爐燃燒過程中，為降低的排放和降低鼓風(fēng)機的功率，將燃燒用空氣分成一、二次風(fēng)分別從底部和側(cè)墻送入爐內(nèi)。4 鍋爐結(jié)構(gòu)簡介本鍋爐為室內(nèi)布置，由前部爐膛及尾部豎井煙道組成。燃燒室內(nèi)布置有布風(fēng)板、膜式水冷壁[13]。對于中壓鍋爐來說，水冷壁的吸熱量占鍋爐總吸熱量的60%以上。 布風(fēng)板布風(fēng)板作為重要的布風(fēng)裝置，其在流化床鍋爐中作用有三個：一是支承靜止的燃料層：二是使布風(fēng)板上具有均勻的氣流速度分布：三是維持流化床層的穩(wěn)定。每只風(fēng)帽開孔14個，孔徑為5mm。圖21 布風(fēng)板及風(fēng)帽 分離器旋風(fēng)分離器是循環(huán)流化床鍋爐系統(tǒng)的核心部件。因為高溫旋風(fēng)分離器技術(shù)成熟，結(jié)構(gòu)簡單，性能穩(wěn)定，分離效率高。含塵氣流以一定的速度與筒體成切線方向作高速旋轉(zhuǎn)運動，使粉塵顆粒在離心力的作用下飛向筒體內(nèi)壁，然后沿內(nèi)壁滑落并從下料管排至返料器。分離器從內(nèi)到外分別是耐火層、保溫層、鋼外殼。在高溫與低溫過熱器之間，布置有噴水減溫器，使過熱蒸汽溫度在設(shè)計允許的范圍內(nèi)波動。這意味著它們的灰粘污系數(shù)比煤粉爐中低[18]。高溫過熱器管子規(guī)格，雙管圈，順列布置，橫向節(jié)距110mm，縱向平均節(jié)距110mm，橫向管排數(shù)45排，縱向管排數(shù)20排。中壓鍋爐采用鋼管式省煤器。圖25 省煤器 空氣預(yù)熱器本鍋爐采用管式空氣預(yù)熱器，單極布置，有兩個管組，每個管組由三個并列管箱組成， 上、下流程分別由4550根長3000mm，鋼管組成，錯列布置，橫向節(jié)距65mm，縱向節(jié)距40mm，上、下流程間隔800mm，空氣預(yù)熱器總高度6800mm。SO2排放的控制 燃用煤中大部分含有硫分，硫會氧化成，成為煙氣成分之一。CO和碳?xì)浠衔锏呐欧趴刂? 循環(huán)流化床鍋爐，要獲得較高的燃燒效率，必須得減少煙氣中的可燃物、和碳?xì)浠衔?。但因和會影響?dǎo)電阻和電離勢，故不用石灰石脫硫時，一般采用靜電除塵[20]。 爐墻及保溫結(jié)構(gòu)燃燒室外部使用管上爐墻，有三層。 鍋爐閥門儀表及管道鍋爐為單母管給水，給水經(jīng)給水操作臺進(jìn)入省煤器入口集箱，給水由一條主管路及一條旁路組成。根據(jù)選題作了方案論證，并簡要介紹了鍋筒及爐內(nèi)設(shè)備，水冷壁，燃燒設(shè)備，過熱器，省煤器，空氣預(yù)熱器，鋼架，平臺，扶梯，爐墻以及閥門儀表。 煙氣特性計算。再計算出稀相區(qū)、過熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器的實際煙氣量。確定爐膛的截面積和體積計算出爐膛的高，最后計算出爐墻的面積。由過熱器的水蒸氣和煙氣的焓值知，確定煙氣的放熱量和水蒸汽的吸熱量，根據(jù)過熱器的結(jié)構(gòu)尺寸最終確定過熱器的傳熱面積。由空氣預(yù)熱器的送風(fēng)和煙氣的焓值知，確定煙氣的放熱量和空氣的吸熱量，根據(jù)空氣預(yù)熱器的結(jié)構(gòu)尺寸最終確定空氣預(yù)熱器的傳熱面積。本體阻力計算包括通體摩擦阻力、煙氣返程阻力、煙氣壓縮損失和導(dǎo)渦管煙氣沿程阻力損失等。 過熱器阻力計算。 空氣預(yù)熱器阻力計算。 空氣沖刷錯列管簇阻力由空氣的溫度、流速和原始阻力等獲得 空氣預(yù)熱器空氣側(cè)自身通風(fēng)力計算由熱空氣、冷空氣溫度和密度，煙氣密度等計算所得。 爐膛空氣進(jìn)口處真空度計算=20+31=鍋爐空氣側(cè)總流阻計算=+++=。通過計算本次設(shè)計選擇的引風(fēng)機型號型號為： 27 D；送風(fēng)機型號： 22 D 由風(fēng)機型號參照表查得9 計算說明書見附表10 風(fēng)機型號參照表見附表結(jié) 論 由于個人水平有限，此次設(shè)計中難免有不懂之處。循環(huán)流化床鍋爐國內(nèi)外現(xiàn)狀概述[J].鍋爐制造,2009,(04):1921. [2]姜健，梁凌，概述循環(huán)流化床鍋爐的產(chǎn)生、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]。中國設(shè)備工程，2005，(08)：1415。 [8]田子平，循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)及發(fā)展建議[J]。 [10]郭永梅，循環(huán)流化床鍋爐在我國發(fā)展的必然性[J]。北京：化學(xué)工業(yè)出版社。中氮肥，2004，(06)：711。鍋爐技術(shù)。[18]謝放華；淺析循環(huán)流化床鍋爐的設(shè)計方法[J]。鍋爐原理上、下冊。循環(huán)流化床鍋爐理論設(shè)計與運行。循環(huán)流化床鍋爐運行與檢修。中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2003[8] Ahlstrom．Review of Ahlstrom Pyroflow．Ahlstrom Pyroflow Seminar．1986[9] Horio M．Hydrodynamics of Circulating FluidizationPresent Status and Research Needs．Circulating Fluidized Bed TechnologyⅢ．ed．by BasuP and Large J F．Oxford：Pergamon Press，1991[10] Couturier M F，Sterens D．Capture Efficiency of an industrial CFB Cyclone．In：Avidan A A(ed)．Procof 4th Int．Conf．onCFB．Pennsylvania　1993[11] 朱皚強等。第一章 熱力計算1 設(shè)計任務(wù)1. 鍋爐額定蒸發(fā)量 =135t/h2. 過熱器出口蒸汽壓力 = 3. 過熱器出口蒸汽溫度 =450℃4. 鍋爐給水溫度 =150℃5. 冷空氣溫度 =20℃6. 熱空氣溫度 =150℃7. 排煙溫度 =145℃8. 排污率 =1% 燃料特性表11 燃料特性序號名稱符號單位數(shù)據(jù)1含碳量％2含氫量％3含氧量％4含氮量％5含硫量％6水分％7灰份％8揮發(fā)份％9低位發(fā)熱量KJ/Kg23073表12 空氣過剩系數(shù)及各段煙道的漏風(fēng)系數(shù) 序號名稱符號單位來源數(shù)值1密相區(qū)出口處的名義空氣過剩系數(shù)—按表B3選取2稀相區(qū)漏風(fēng)系數(shù)—按表B3選取3Ⅱ級過熱器漏風(fēng)系數(shù)—按表B3選取4Ⅰ級過熱器漏風(fēng)系數(shù)—按表B3選取5上級省煤器漏風(fēng)系數(shù)—按表B3選取6下級省煤器漏風(fēng)系數(shù)—按表B3選取 空氣量、煙氣量及煙氣焓計算表13 空氣量、煙氣量及煙氣焓計算序號名稱符號單位（標(biāo)態(tài)下）來源數(shù)值1理論空氣量2實際空氣量計算3理論氮體積4三原子氣體體積5理論水蒸汽體積6理論煙氣量7實際干煙氣體積8實際煙氣體積 鍋爐的各項熱損失表14 鍋爐的各項熱損失序號名稱符號單位計算公式或來源數(shù)值1氣體不完全燃燒熱損失%按附表B52選取2固體不完全燃燒熱損失%按附表B52選取53密相區(qū)出口處的氣體不完全燃燒熱損失%4密相區(qū)的燃燒份額5密相區(qū)內(nèi)的固體不完全燃燒熱損失%6一次風(fēng)占總風(fēng)量的比率%選取707密相區(qū)出口處的名義空氣過剩系數(shù)選取8密相區(qū)出口處的實際空氣過剩系數(shù) 煙氣特性計算表15 煙氣特性計算序號名稱符號單位（標(biāo)態(tài)下）計算公式或來源1進(jìn)口處的空氣過剩系數(shù)2出口處的空氣過剩系數(shù)3空氣過剩系數(shù)4水蒸氣體積5干煙氣體積6煙氣體積7二氧化碳和二氧化硫分壓力8水蒸氣分壓力9三原子氣體分壓力10煙氣的重量11各段煙氣出的飛灰份額12飛灰含碳量%選取13底渣含碳量%14飛灰質(zhì)量濃度15飛灰體積濃度16固體不完全燃燒熱損失17循環(huán)倍率n工業(yè)鍋爐設(shè)計計算方法 表71選取序號名稱符號密相區(qū)稀相區(qū)Ⅱ過熱器Ⅰ過熱器上級省煤器下級省煤器1進(jìn)口處的空氣過剩系數(shù)2出口處的空氣過剩系數(shù)3平均空氣過剩系數(shù)4水蒸氣體積5干煙氣體積6煙氣體積7二氧化碳和二氧化硫分壓力8水蒸氣分壓力9三原子氣體分壓力10煙氣的重量11各段煙氣出的飛灰份額12飛灰含碳量159913底渣含碳量2表B5214飛灰質(zhì)量濃度15飛灰體積濃度16固體不完全燃燒熱損失4