【正文】 經(jīng)過計算，劣質(zhì)煤燃燒時， 只加熱煤自身的情況下， 密相區(qū)燃燒份額 也 不應低于 。 由計算得知，在循環(huán)倍率為 燃燒份額變?yōu)? 時， 煤自身產(chǎn)生的熱量只能將自己加熱到 717℃，不能將煤燃燒。因此，密 相區(qū) 的入 爐熱 量 變 化很大，密 相區(qū)溫 度 變 化相 應 也很大。因此循環(huán)倍率也不應該過高，優(yōu)化的循環(huán)倍率應該在 2~3 左右。 這主要是因為循環(huán)倍率增大時， 循環(huán) 灰 增大很多 ； 在 外置床面積一定的情況下返 料灰溫增大 ， 而燃燒方面煤產(chǎn)生的熱量相同，整體上使得密相區(qū)溫度很高。密相區(qū)燃燒份額為 、灰分為 %、外置床面積為 20 ㎡時，不同循環(huán)倍率下密相區(qū)的溫度變化 ，計算 結(jié)果見表 ， 如 圖 所示 。因此 ，可以選擇 的外置床面積 小于25 ㎡。因為我們也要保證爐膛出口煙溫不至于過低。 在上述外置床面積下，均需要加入隔墻。 這 時 我們計算，循環(huán)倍率為 密相區(qū)燃燒份額 、煤種灰分為 %的情況時，不同外置床面積下的密相區(qū)溫度 見表 ， 如 圖 所示 ： 表 不同外置床面積下的密相區(qū)溫度 序號 外置床面積（㎡） 密相區(qū)溫度（℃） 1 15 844 2 20 821 3 25 800 4 30 782 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 低熱值循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐方案設(shè)計論證 22 由圖 得知，其它條件不變，外置床面積增大時，爐膛密相區(qū)溫度降低；外置床面積為 15 ㎡時， 密相區(qū)溫度為 844℃ ；當外置床面積 為 30 ㎡ 時，密相區(qū)溫度 782℃ ，低于 800℃ 。 表 煤種特性 煤的收到基成分（ %） 名稱 C H O N S OH2 A dafV ar,Q inQ 含量 5000 當我們按照表 灰分為 %的煤種進行計算時，我們 通過計算發(fā)現(xiàn)，其耗煤量為 22 噸 左右 ，這 時 如果再采用循環(huán)倍率為 6 的情況下，循環(huán)灰的量則達到 136 噸。 由此我們可以計算不同外置床面積下密相區(qū)的溫度，從而 確定最優(yōu)的 外置床面積。當煤種灰分大于 70%時，不加爐膛隔墻的循環(huán)流化床密相區(qū)溫度低于 850℃ ，不能 穩(wěn)定 燃燒，因此在爐膛密相區(qū)需要加入隔墻。 當煤種灰分小于 70%時，爐膛密相區(qū)不需要加入隔墻。 這主要是因為：當灰分增加時，煤種發(fā)熱量會降低，而鍋爐蒸發(fā)量等其它參數(shù)不變，耗煤量相應的增大 、 返料灰量增多； 雖然 最終 返料灰的溫度升高 、 外置床傳熱量增大， 但其返料量 更多； 另外 煤燃燒產(chǎn)生的熱量降低 。 在循環(huán)倍率為 密相區(qū)燃燒份額為 、外置床換熱面積為 20 ㎡的情況下 ，我們 計算 得出 了 不同灰分下密相區(qū) 的 溫度 見表 ， 如 圖 所示 ： 表 灰分 變化時， 密相區(qū) 的溫度變化 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 低熱值循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐方案設(shè)計論證 20 灰分對密相區(qū)溫度的影響0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100灰分（%）密相區(qū)溫度（℃）變灰分密相區(qū)溫度 圖 灰分對密相區(qū)溫度的影響 序號 灰分（ %） 密相區(qū)溫度（℃） 1 2 3 4 5 6 7 8 通過 表 和 圖 我們看出，其它條件不變 、 煤種灰分增加時，密相區(qū)溫度降低。例如當灰分變?yōu)?x 時， arC 的含量則相應的變?yōu)椋? arC*).516100( )100( ?? x………………………………………………………() 其他成分依次對該成分按照式 進行變化 通過對灰分的改變，我們在上述計算 方法 對密相區(qū)溫度 進行計算，得出了灰分不同 時 爐膛密相區(qū)溫度的變化。 不同灰分對爐膛密相區(qū)溫度的影響 當 灰分不同 時 ，燃料 的發(fā)熱 量也 會發(fā) 生 變 化， 對爐內(nèi) 燃 燒 有很大影 響 。 這時， 通過前面提到的在爐膛密相區(qū)加入隔墻才能解決該問題。 造成密相區(qū)溫度過低的原因就是燃料本身發(fā)熱量很低，很多時候僅 僅能夠維持自己的燃燒。 煤種發(fā)生變化時 ，我們同樣可以 計算 各種 煤種下的爐膛密相區(qū)溫度 。()ashc? kJ/kg 查表 B8 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 低熱值循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐方案設(shè)計論證 18 6 外置床平均灰 溫 ()ashc? ℃ 7 外置床流化風量（返料風） N3 3/mh 8 熱返料煙溫 2at ℃ 9 熱返料煙氣焓 值 2haI kJ/kg 查表 B8,應為理論煙氣量的 15%（ G253） 10 冷返料風風焓 值 2laI kJ/kg 冷風溫度為 20℃ 11 1 公斤燃料對應的燃燒放熱量 oQ kJ/kg 入爐煤量 X(（外置床燃燒份額 減爐膛漏風） X（ 100q3q4)q6)/(100q4) 12 外置床放熱量 foQ KW 返料放熱 +燃燒放熱 13 埋管的傳熱系 數(shù) K 2/(Wm?℃ ) 選取 350 14 埋管的受熱面 積 imH ㎡ 選取 15 埋管計算傳熱 量 Q KW KHmΔT 16 外置床傳熱計 算誤差 ΔQ % fo fo100 * Q Q / Q?（ ） 表 序號 名稱 符號 單位 來源或計算公式 數(shù)值 1 假設(shè)密相區(qū)溫度 bb? ℃ 假定 2 密 相區(qū)的煙氣焓 bbI kJ/kg 查煙氣焓溫表 3 分離返料灰溫度 ℃ 參見外置床熱力計算 4 分離返料灰焓 kJ/kg(灰） 每公斤返料灰的焓 5 返料風溫度 2hTa ℃ 假定 6 返料風焓 2hIa kJ/m3 假定完全燃燒，按 標準煙氣查表 7 床溫下空氣焓 ahI 3/KJ m 查煙氣焓溫表 8 床溫下灰的焓值 ash)(c? kJ/kg（灰） 查煙氣焓溫表 9 進入密相區(qū)一次風空氣焓 0aI kJ/kg 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 低熱值循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐方案設(shè)計論證 19 10 密相區(qū)入爐熱量 bbQ kJ/kg 3 4 6.402. . . .[ (100 ) ]100b b inlb b l a s a h a c alq q q qI nI I NB???? ? ?? ?? ? ? 11 密相區(qū)的煙氣焓 bbI kJ/kg 爐膛入爐總熱量 循環(huán)灰溫升帶走熱量 12 密相區(qū)的溫度 bb? ℃ 查煙氣焓溫表 13 溫度誤差 % %100scsc ??? ?? sc 通 過計 算得知， 在表 煤種成分下 ，密 相區(qū)溫 度 為 ℃，符合 我們要 求的密 相區(qū)溫 度范 圍 。 密相區(qū)的溫度按下表 和表 步驟計算。返料灰溫度則由外置床傳熱量的多少決定。 ? —— 一次風所占的比率； n—— 循環(huán)倍率 —— 冷空氣焓值 3q 、 4q 、 6q 分別為化學不完全燃燒損失、物理不 完全燃燒損失、 灰渣物理損失 通過（ ）式我們可以看出，影響密相區(qū)溫度的主要因素為：燃料發(fā)熱量、密相區(qū)燃燒份額、返料灰溫度、循環(huán)倍率等因素。 密相區(qū)溫度的確定 在循環(huán)流化床爐膛密相區(qū)，很多因素影響其溫度的高低。密 相區(qū) 的 溫 度很大程度 上決定著 燃 燒 是否充分， 當 密 相區(qū)溫 度高于 950℃ 時 ， 容易 造成密 相區(qū) 超 溫 、 結(jié) 渣 ， 不利于燃 燒、脫硫 率低 等情 況 ；當 密 相區(qū)溫 度低于 850℃的情 況 下，煤 顆 粒 著 火困 難 甚至不能燃 燒 ，燃 燒 不 穩(wěn) 定。申 報 的重 慶 市科委攻 關(guān) 項目 ， 已 經(jīng) 得到市科委 正式 批準 為 2021 年科技攻關(guān)項目 。當給 煤 產(chǎn) 生的 熱 量多，煤自身燃 燒 的 溫 度比 較 高 時 ，循 環(huán)灰從 隔 墻 右 側(cè)進 入隔 墻左側(cè)來 冷 卻 煤燃 燒 ，以防止密 相區(qū)發(fā) 生 結(jié) 焦 問題 ； 當 煤燃 燒產(chǎn) 生的 熱 量比 較 少 時 ，煤燃 燒產(chǎn) 生的灰 從 隔 墻左側(cè)進 入隔 墻 右 側(cè)，來 加 熱 循 環(huán)灰 ； 當 煤燃 燒產(chǎn) 生的 熱 量在某一 個 值 時 ，循 環(huán)灰 不 從 隔 墻 右 側(cè)進 到左 側(cè)，煤 燃 燒產(chǎn) 生的灰也不 從左 側(cè)進 入右 側(cè)，這就 是 我們 需要找的平衡 點 ，也是 我們設(shè)計 的 平衡點 工 況 。因此 我們就 需要解 決 密 相區(qū) 的煤矸石燃 燒 與循 環(huán)灰加熱 的 問題 。特 別 是煤 質(zhì) 下降 時 ， 溫 度的控制 變 得尤 為 重要。 循環(huán)倍率還與爐膛傳熱系數(shù)密切相關(guān) ，循環(huán)倍率越大則傳熱系數(shù)越大，因此循環(huán)倍率 也 不能太小。 當 循 環(huán)灰 量很大 時 ， 爐 膛、分離器和返料 裝 置中的高 溫 灰量很大，因此 會產(chǎn) 生很 嚴 重的磨 損問題 。返料 裝 置中的 換熱 也取 決 于循 環(huán) 灰量和循 環(huán)灰溫 的 變 化，因此返料 裝置的受 熱 面布置與之密切相 關(guān) 。它 不僅 影 響著爐 膛燃 燒 ，也影 響著傳熱 。 從這 里也 說 明，必 須 使用冷渣器冷 卻灰渣、回收 熱 量，才能提高 鍋爐 的 熱 效率。 鍋爐灰 平衡原理 見 下 圖 。 從 灰平衡上 來 看，煤燃 燒 成灰，一部 分從爐 膛底部排除， 稱為 底灰。 循環(huán)流化床物料平衡 循環(huán)流化床“一進二出”的物料系統(tǒng)是循環(huán)流化床的核心概念，也是理解循環(huán)流化床 物料平衡的關(guān)鍵。 鍋爐物料平衡 鍋爐物料平衡是鍋爐機組熱力計算的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一，循環(huán)流化床鍋爐也不例外。因此， 爐 膛出口的 溫 度也 應 控制在 800℃ 以上。 爐 膛 稀相區(qū) 的 溫 度控制也很重要，它 決定著 分離器和返料 裝 置 是否有燃 燒 、爐 膛受 熱 面的 如何 布置等方面。 當爐 膛密 相區(qū)溫 度高于 950℃ 時 ， 爐 膛 容易 發(fā) 生 結(jié)焦現(xiàn) 象 ，嚴 重影 響鍋爐 的運 行； 當爐 膛密 相區(qū)溫 度低于 850℃ 時 ，煤的機械不完全燃 燒損 失 4q 比 較 大，甚至不能燃 燒 ，造成 鍋爐 燃 燒 的 穩(wěn) 定性 變 差。 復合式流化床冷渣 裝 置集中體 現(xiàn)了 多種冷渣 裝 置的技 術(shù) 優(yōu) 點 ， 實現(xiàn) 不同 結(jié) 構(gòu)的良好配合， 從 而 滿 足 了實際運 行的需要，取得了 爐 渣冷 卻 與排放的良好效果；該裝 置采用多 倉 式流化床 結(jié) 構(gòu)， 對 于 爐內(nèi) 的粗渣、 細 渣、 飛 灰分 別 控制，極大地提高了流化床冷渣器 對底 渣粒度的 適應 性，適合 國內(nèi)給 煤粒度的要求，小粒 徑 的灰渣在后面的冷 卻倉內(nèi) 有 盡 量多的停留 時間 ，增 強 了冷 卻 效果，提高了冷渣器的穩(wěn) 定性，同 時 也提高了 鍋爐 燃 燒 效率。 在本文中，作者利用 實驗室的發(fā) 明 專 利復合式冷渣器 技術(shù)，用于回收鍋爐排渣的物理熱，并將回收的熱量全部送回鍋爐，以降低灰渣物理熱損 失 ?！?) 4 . 1 8 1 6 1 0 01 0 0 1 0 0 da r a rc o c oMMCC??? 2 熱空氣溫度 rkT ℃ 盡量提高空氣溫度，以提高爐溫 3 按全部空氣通過空預器的熱空氣焓 rkH kJ/kg 查空氣焓溫表 4 熱空氣帶入爐內(nèi)熱量（一次風） rkQ kJ/kg 通過煙氣焓溫表計算 5 煤的輸入熱量 inQ kJ/kg ,in ne t ar co fueQ Q C t?? 6 排煙溫度 ex? ℃ 等于空預器出口煙氣溫度 +低溫省煤器溫降 XXx℃ 7 低溫省煤器設(shè)計煙溫降低 T? ℃ 8 排煙焓 exI kJ/kg 查煙氣焓溫表 9 冷空氣溫度 lkT ℃ 室溫經(jīng)高壓風機后，取值 30℃ 重慶大學本科學生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 低熱值循環(huán)流化床工業(yè)鍋爐方案設(shè)計論證 13 10 理論冷空氣焓 lkI kJ/kg *V 11 固體不完全燃燒熱損失 4q % 參見煙氣特性計算表 12 排煙熱損失 2q % in 40laexexQ )q100)(II( ??? 13 氣體不完全燃燒熱損失 3q % 按《工業(yè)鍋爐設(shè)計計算方法》表 B52選取 14 散熱損失 5q % 按《工業(yè)鍋爐設(shè)計計算方法》表 41選取 15 冷渣器回風溫度（二次風溫） lzT ℃ 設(shè)計 16 冷渣器回風焓 lzH kJ/kg 冷渣器回風量 占總風量 35% 17 灰渣物理熱損失 (取 150℃ ，帶冷渣器） % in Q)c(A ?? 18 總熱損失 Σq % 65432 qqqqq ???? 19 鍋爐效率 η 100Σq 20 保熱系數(shù) φ 551q q? ???? 21 鍋筒壓力下飽和水溫 bht ℃ 查表 B13，