【正文】 為此。在工程計(jì)算中，無(wú)需知道各點(diǎn)的傳熱系數(shù)，只需要知道某一區(qū)域的平均傳熱系數(shù)，這樣可提高準(zhǔn)確度。 密相區(qū)受熱面?zhèn)鳠醿?yōu)于稀相區(qū)受熱面，未敷設(shè)耐火、耐磨層的受熱面?zhèn)鳠醿?yōu)于敷 設(shè)耐火層、耐磨層的受熱面。D d Cj j jB B B?? (612) 21 第七章 傳熱系數(shù)計(jì)算 爐膛膜式水冷壁傳熱系數(shù)計(jì)算 循環(huán)流化床爐膛結(jié)構(gòu)一般采用膜式水冷壁。djB —— 脫硫工況時(shí)的燃料消耗量， kg/h dB —— 當(dāng)量燃料消耗量， kg/h 計(jì)算石灰石消耗量 39。4100100d DjdBBBq? ?? (68) 脫硫工況時(shí)，鍋爐機(jī)組燃料消耗量 39。39。39。 鍋爐熱平衡計(jì)算 鍋爐的熱平衡是值送入鍋爐的可支配熱量與總輸 出熱量及各種熱損失的總和應(yīng)該是相等的。 18 脫硫?qū)?q2的影響 煙熱損失為： 024( ) (10 0 ) / Dp y p y lk a rq I I q Q?? ? ? （ 62） 式中： 2q —— 排煙熱損失， %； pyI—— 在相應(yīng)的過(guò)量空氣系數(shù)py?和排煙溫度 py? 狀況下的排煙焓， /kJkg ； 0lkI —— 冷空氣焓， /kJkg 。 脫硫?qū)?q4的影響 固體未完全燃燒熱損失為： 4 33727()1 0 0 1 0 0DDD D Dffd d a rd D Dd f a raCa C Aq C C Q???? （ 61） 式中： 4q —— 固體未完全燃燒熱損失， % DarQ —— 鍋爐可支配熱量， KgKJ/ Dda —— 底灰份額； DdC —— 底灰含碳量， %； Dfa —— 飛灰份額， DfC —— 飛灰含碳量； DarA —— 燃料收到基灰份， %。 脫硫?qū)θ霠t可支配熱量的影響 在脫硫工況時(shí)，加入的石灰石煅燒成 CaO 時(shí)需要吸收熱量，脫硫時(shí)生成 CaSO4 需放熱，因此，入爐可支配熱量 QDar隨加入石灰石的 Ca/S 摩爾比 m而變化。量， kg/kg； 4CaSOA —— 脫硫產(chǎn)物 CaSO4 的量， kg/kg； dB —— 石灰石脫硫所需要的理論空氣量， kg/kg； 脫硫工況時(shí)的底灰份額 4( / 1 0 0 )( 1 ) / 1 0 0d a r d C a O C a S ODd Dd a ra A A A AaBA? ? ???? (522) 未脫硫時(shí)的飛灰份額 1fdaa?? (523) 16 脫硫工況時(shí)的飛灰份額 3/1 0 0(1 ) /1 0 0ff a r C a C ODfDd a ra A AaBA????? (524) Dfa ：脫硫工況下的飛灰份額 灰循環(huán)倍率 1ffn faa ????? (525) 分離器前飛灰的份額 Dnfa a a?? (526) 脫硫后 SO2排放濃度 221. 99 8 10 00 0 ( 1 )100( 1 )arDdysoSso BV?? ? ? ? ?? ?? (527) 脫硫效率為： 222 0(1 ) 1 0 0Dsososo ?? ?? ? ? (528) 若 ,再重新假設(shè) 2so? ，直至 為止。一般小于 3%。/kg。/kg dB —— 石灰石脫硫所需要的理論空氣量， kg/kg 當(dāng)量理論水蒸氣體積 200( 0 .0 1 2 4 ( ) 0 .1 1 1 ) / ( 1 ) 0 .0 1 6 1 2D H O a r d d a r d DV M M B H B V? ? ? ? ? ? ? ? ?（ 515） 式中 ：20DHOV—— 當(dāng)量理論水蒸氣體積， %； arM —— 燃料中的水分， %； dM —— 石灰石中的水分， m179。/kg 2dCOV —— 石灰石煅燒產(chǎn)生的 CO2體積， m179。/kg； 14 dB —— 石灰石脫硫所需要的理論空氣量， kg/kg 煅燒石灰石生成的 CO2的體積 2 = 0 .6 9 9 /1 0 0dCO a rV m S?? (512) 脫硫時(shí) SO2體積減少量 2 20. 69 9 / 10 0 / 10 0DS O a rV so S?? ? ? (513) 燃燒和脫硫時(shí)產(chǎn)生的 RO2的當(dāng)量體積 2 2 2 2( + ) / (1 )D d DR O R O CO S O dV V V V B? ? ? (514) 式中：2DROV —— CO2和 SO2 的當(dāng)量體積， m179。/kg Bd —— 石灰石脫硫所需要的理論空氣量， kg/kg 0dV —— 與 1kg 燃料相配的入爐石灰石量， kg/kg 脫硫所需空氣的氮?dú)怏w積 dVV?? (510) 當(dāng)量理論氮?dú)怏w積 2 0 .8 / 1 0 0 /( 1 + ) + 0 .7 9D N a r d DV N B V? ? ? (511) 式中：20DNV—— 當(dāng)量理論氮?dú)怏w積， m179。它們的化學(xué)反應(yīng)式為 ： C + O2 = CO2 2H2 + O2 = 2H2O S + O2 = SO2 本設(shè)計(jì)采用石灰石為脫硫劑，主要成分是 CaCO3,可能含有少量的 CaCO3煅燒出來(lái)的 CaO參加脫硫反應(yīng)，反應(yīng)式為： CaCO3=CaO+CO2— kJ/kgCaCO3 CaO+SO2+=CaSO4+ KJ/kgCaCO3 脫硫計(jì)算 SO2 原始 排放濃度 204(1. 99 8 10 ) /s o a r ySV? ?? （ 51） 計(jì)算脫硫效率 02 2 2(1 / ) 10 0%so j so so? ? ?? ? ? （ 52） 2so? ： SO2最高允許排放濃度 鈣硫摩爾比 2l n( 100 ) / ) /m so A K?? ? ? （ 53） 與 1kg燃料相配的入爐石灰石量 2 /d arB m S C aC O?? ? ? （ 54) 式中： dB —— 與 1kg 燃料相配的入爐石灰石量， kg/kg 13 3CaCO? —— 石灰石中 CaCO3含量， %。 本設(shè)計(jì)分離效率 f? =%（設(shè)計(jì)值），灰循環(huán)倍率 an=. 12 第五章 脫硫工況計(jì)算 燃燒和脫硫化學(xué)反應(yīng)式 CFB 鍋爐在脫硫工況時(shí)，爐膛中發(fā)生燃燒和脫硫兩個(gè)過(guò)程。若飛灰份額af=，則 f? 至少為 %。 Cd為底灰含碳量， %； B為入爐燃料消耗量， kg/h； Aar為燃料收到基灰分， %。這里我們所計(jì)算的物料循環(huán)指內(nèi)循環(huán)。 FG:入爐灰量， kg/h。循環(huán)灰量的計(jì)算，可以以入爐煤量為基準(zhǔn)，也可以以入爐灰量為基準(zhǔn)。灰循環(huán)倍率不是人為選取的，它主要取決于分離器效率和飛灰份額。一部分飛出爐膛，進(jìn)入分離器，其中小于切割粒徑 d99 的飛灰出分離器，進(jìn)入尾部煙道，飛離鍋爐，成為飛灰；而切割粒徑 大于 d99的灰，被分離器分離下來(lái)，經(jīng)回料器返回爐膛再燃燒，成為循環(huán)灰。循環(huán)流化床鍋爐中，一般采用粒徑為 100～ 300 微米的脫硫劑 ， 循環(huán)流化床實(shí)際運(yùn)行顯示，在 Ca/S 為 ～ 時(shí)，能夠保證脫硫效率在 90%以上， 可將 SO2排放濃度有效控制在 100～ 300mg/m3的范圍內(nèi)。但如果太細(xì)，以至超過(guò)了分離器的分離粒徑，則脫硫劑的利用會(huì)因停留時(shí)間太短而降低。固體顆粒的停留 時(shí)間與固體顆粒的粒徑及旋風(fēng)分離器的分離性能密切相關(guān)。 （ 4） 固體的停留時(shí)間、石灰石粒度及旋風(fēng)分離器的效率。隨氣體停留時(shí)間的延長(zhǎng)， Ca/S 摩爾比 下降的很快。 SO2在爐內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，與脫硫劑的接觸時(shí)間越長(zhǎng)，以利于 SO2的脫除。床溫在 900℃ 左右達(dá)到最高的脫硫效率。 （ 2） 床溫 。不同產(chǎn)地的石灰石在反應(yīng)活性上差異很大。 影響脫硫效率的一些主要因素 （ 1） 脫硫劑的反應(yīng)活性。 Ca/S 摩爾比是影響脫硫效率的首要因素，脫硫效率在 Ca/S低于 時(shí)增 加很快，而繼續(xù)增大 Ca/S 比或脫硫劑量時(shí)，脫硫效率增加得較少。 本設(shè)計(jì)采用向爐內(nèi)添加石灰石顆粒的方法來(lái)脫除 SO2。 （ 2） 二氧化硫的固定。煤粉給入循環(huán)流化床后，其中的硫分（黃鐵礦硫和有機(jī)硫）首先被氧化生成二氧化硫，其反映為 S+O2=SO2+296 kJ/mol 由于燃煤礦物質(zhì)中含有 CaO 而具有自脫硫能力，能脫去部分的 SO2,即 CaO+SO2+1/2O2=CaSO4+486 kJ/mol 部分 SO2還會(huì)反應(yīng)生成 SO3，即 SO2+1/2O2= SO3 但是，由于 SO3的生成在高溫、高壓下進(jìn)行得更加活躍，一般情況下，在循環(huán)流化床 中，由于反應(yīng)溫度較低（ 8500C 左右）， SO3生成反應(yīng)的反應(yīng)速率很低，只有很少部分的SO2轉(zhuǎn)化成 SO3。本設(shè)計(jì)采用收到基硫分為 %的義馬煤粉。 影響循環(huán)流化床 鍋爐 SO2的排放控制 不同的煤種，其含硫量差異很大，一般都在 %～ 10%之間，并以三種形式存在于煤中，即黃鐵礦硫、有機(jī)硫和硫酸鹽硫。 各國(guó)也紛紛制定了相應(yīng)的越來(lái)越嚴(yán)格的法案，以限制二氧化硫的排放，對(duì)燃煤電廠煙氣的排放進(jìn)行控制消耗大量資金，因此采用一種投資省、方法簡(jiǎn)單而 又能滿足排放要求的燃煤電廠污染物排放物控制方法非常重要。作為能源生產(chǎn)和利用 的 大國(guó)，能源結(jié)構(gòu)決定了中國(guó)的能源利用必須以煤為主。 7 第三章 脫硫與排煙有害物質(zhì)的形成 循環(huán)流化床鍋爐 在環(huán)保上的必要性 二氧化硫、氮氧化物和溫室氣體是影響人類(lèi)生態(tài)環(huán)境和生活空間的幾種主要排放物，而燃煤電廠是上述污染物的主要來(lái)源之一。脫硫劑能吸收煙氣中大部分的二氧化硫 將其 固定在燃料渣中。 脫硫劑一般指脫除燃料中游離的硫或硫化合物的藥劑，各種堿 性化合物都可以作為脫硫劑。 脫硫劑 降低大氣污染物的排放，日益成為全社會(huì)普遍關(guān)注的問(wèn)題。且飛灰量大，易造成尾部受熱面磨損及增加除塵器負(fù)荷 若煤粒太粗，易造成爐膛底部沉積，必須加大底灰排放，以免爐膛底部發(fā)生結(jié)焦，威脅鍋爐 安全運(yùn)行。不同理化特性和粒徑的顆粒，其流動(dòng)特性和化學(xué)反映特性等都有較大的差別。 本設(shè)計(jì)用的是 收到基揮發(fā)分 41%，收到基灰分 %的義馬煙煤。 除了主燃料外，循環(huán)流化床鍋爐還需用啟動(dòng)燃料，如氣體燃料（天然氣、城市煤氣或丙烷）、油（重油或輕油）或煤粉等。 循環(huán)流化床缺點(diǎn) 循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展 20 年來(lái)，也暴露出來(lái)一些弊端，比如：低溫燃燒產(chǎn)生的有害氣體 NO 和 NO2氣體較少，但會(huì)產(chǎn)生另一種有害氣體，即消耗大氣同溫層臭氧的溫室氣體N2O；運(yùn)行安全可靠性較低，尤其是爐內(nèi)粗顆粒與高氣流速度帶來(lái)的相關(guān)部件的磨損相當(dāng)嚴(yán)重，爐內(nèi)排渣順暢性和冷渣器運(yùn)行可靠性差； 鍋爐調(diào)節(jié)性能也不盡人意。 循環(huán)流化床鍋爐的爐膛截面積小，同時(shí)良好的混合和燃燒區(qū)域的擴(kuò)展使所需的給煤點(diǎn)數(shù)大大減少。 循環(huán)流化床鍋爐的給 煤粒度一般小于 13mm，因此與煤粉鍋爐相比，燃料的制備破碎系統(tǒng)大為簡(jiǎn)化。此外，由于 床內(nèi)沒(méi)有埋管受熱面，啟動(dòng)、停爐、結(jié)焦處理時(shí)間短，可以長(zhǎng)時(shí)間壓火 。 7. 床內(nèi)不布置埋管受熱面 。 循環(huán)流化床燃燒過(guò)程屬于低溫燃燒，同時(shí)爐內(nèi)優(yōu)良的燃盡條