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循环流化床锅炉技术-循环流化床锅炉技术问答

发布时间:2017-08-17 所属栏目:循环流化床锅炉原理

一 : 循环流化床锅炉技术问答

第九部分 循环流化床锅炉

循环流化床锅炉“循环”二字的含义是什么?

答:循环流化床锅炉的“循环”二字与自然水循环锅炉的“循环”二字含义不同。自然水循环锅炉的“循环”指的是“水循环”,而循环流化床锅炉的“循环”指的是床内“物料的循环”。

循环流化床锅炉的“流化”二字如何解释?

答:流化二字可以解释为当固体颗粒群与气体或液体接触时,使固体颗粒转变成类似流体状态的一种操作。当固体颗粒被流化时作用于颗粒上的重力基本上被流体施于颗粒的曳力所抵消。颗粒不再由布风板所支承,而是在空中处于半悬浮状态。

循环流化床锅炉的“床”指的是什么?它的作用是什么?

答:? 循环流化床锅炉的“床”指的是“布风板”;

? 它的作用有以下三条:一是支承静止的料层;二是给通过布风板的气流以一定的阻力,使在布风板上具有均匀的气流速度分布,为取得良好的流化工况准备条件;三是以布风板对气流的一定阻力,维持流化床层的稳定,抑制流化床层的不稳定性。

在循环流化床锅炉中,固体颗粒群类似流体的性质主要表现在哪些方面?

答:主要表现在以下五点:

? 在任一高度的静压近似于在此高度以上单位床截面内固体颗粒的重量。

? 无论床层如何倾斜,床层面总是保持水平,床层的形状也保持容器的形状。

? 床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔口中排出。

? 密度高于床层表现密度的物料会在床内下流,密度小的物体会浮在床面上。

? 床内颗粒混合良好,因此,当床层加热时,整个床层的温度基本均匀。

什么叫“散式”流态化?

答:固体颗粒群在被液体流化过程中,均匀地分散在液体中,称之为“散式”流态化。散式流态化一般发生在液~固流化中。

什么叫“聚式”流态化?

答:固体颗粒群在被气体流化过程中,由于气体不均匀地流过颗粒床层,一部分气体形成气泡经床层短路逸出,颗粒则被分成群体作湍流运动,床层中的空隙率随位置和时间的变化而变化,称之为聚式流态化。

什么叫表现流化风速?

答:按流化床层面积计算的冷态流化风速,称为流化床层的表现风速。

什么叫流化速度?

答:流化速度是指床料或物料流化时动力流体的速度,流化速度的大小是假设炉内没有床料时,空气通过炉膛的速度,流化速度一般指的是热态流化速度。锅炉热态运行中,进入炉内的空气变为烟气。因此,流化速度又称烟气速度。

什么叫临界流化速度?

答:动力流体使颗粒床层从静止状态转变为流化状态的最低速度,称之为临界流化速度。 什么叫临界流化风量?

答:动力流体使颗粒床层从静止状态转变为流化状态的最小流量,称之为临界流化风量。 什么叫颗粒密度?

答:固体颗粒紧紧密合在一起,没有丝毫空隙,这时单位体积的固体颗粒质量称之为颗粒密度,也叫真实密度。

什么叫堆积密度?

答:固体颗粒自然堆放不加任何约束,这时单位体积的固体颗粒质量称之为堆积密度。

什么叫堆积空隙率?

答:固体颗粒群堆积时,颗粒间的空隙所占的体积与堆积固体颗粒群总体积之比,称为堆积空隙率。

什么叫流化床层的表现密度?

答:固体颗粒群被流化后,单位体积内固体颗粒的质量和流化气体的质量之和,称为流化床层的表现密度。

什么叫床料?

答:循环流化床锅炉在启动前,在布风板上铺有一定厚度、一定粒度的原料,称做床料。床料一般由燃煤,灰渣、石灰石等组成。

什么叫物料?

答:物料是指循环流化床锅炉运行中在炉膛内燃烧和载热的物质。

在循环流化床锅炉运行中,什么叫循环物料?

答:在循环流化床锅炉运行中,被分离器捕捉下来并通过回料阀返送回炉膛的物料,称为循环物料。

循环流化床锅炉运行中的废料指的是什么?

答:飞灰和炉渣是循环流化床锅炉炉内物料的废料。

什么叫颗粒的粒比度?

答:在粒径大小不同的固体颗粒群中,各粒径的颗粒占颗粒群总重量的比值,称为颗粒的粒比度。

什么叫物料循环倍率?

答:在循环流化床锅炉中,由物料分离器捕捉下来且返送回炉内的物料量与给进的燃煤量之比,称为物料循环倍率。

对于循环流化床锅炉来说,在固体颗粒床层被流化过程中,随着流化气体速度的增加,颗粒床层依次发生了哪些变化,在这些流型中,哪些属于流化流型,哪些不属于流化流型? 答:固体颗粒群随着流化气体速度的增加依次发生了固定床、流动床、鼓泡床、湍流床、快速床和喷流床流型的变化,其中固定床和喷流床不属于流化流型,流动床、鼓泡床、湍流床和快速床属于流化流型。

固定床的特性是什么?

答:动力流体的速度很低,只是从静止料层颗粒之间的空隙穿过,颗粒本身没有明显的位置变化,料层高度没有发生明显变化。

流动床的特性是什么?

答:组成颗粒群的颗粒相互离开,有少量颗粒在一定范围内进行振动和游动,床层高度发生变化,料层中未产生大量的气泡,床层任一截面的压强大致等于在该截面以上颗粒和流体的重量。

鼓泡床的特性是什么?

答:动力流体的速度已超过临界流化速度,床层出现较大的不稳定性,产生大量气泡,气固两相有比较强烈的混合,类似水被加热沸腾的现象,床层高度基本稳定。随流化风速的增加床层高度不再有明显的升高。

湍流床的特性是什么?

答:床内气固两相混合强烈,但实际床内仍存在密相区和稀相区,且密相区和稀相区床料浓度相差较大,床料颗粒不再由布风板所支承,完全由流化气体的曳力所左右,流化速度一般在4~5 。

快速床的特性是什么?

答:床层上下浓度趋于一致,细小的颗粒将形成许多小颗团上移,在上移过程中小颗粒团聚

成大颗粒团,大颗粒团沿流动方向呈条状,床内中间物料浓度小于四周壁面的物料浓度。流化速度一般在6~10 。

喷流床的特点是什么?

答:床料均匀地快速地全部喷出床外,床层被吹空,类似于煤粉炉的气力输送现象。因此,喷流床也称做气力输送。

循环流化床会产生哪几种不正常的流化状态?

答:易产生沟流、气泡、节涌和分层等四种不正常的流化状态。

循环流化床内为何会产生沟流现象?

答:? 运行中一次风速太低,未达到设计要求;

? 料层太薄,或厚薄不均,或床内结焦;

? 给煤太湿,播煤风,回料风调整不合理,给料口或回料口布置不均,给料口或回料口料量严重偏差,造成在给料口或回料口处形成堆积;

? 布风板设计不合理,风帽数太少,节距太大,使布风不均匀。

何谓流化床层中颗粒的终端沉降速度?

答:当流化气体以足够的速度向上流过颗粒床层时,床层颗粒由于受到流化气体的曳力作用开始向上运动,当颗粒离开床层一定高度时,部分直径较大的颗粒将转为向下运动,一开始向下运动为加速运动,但由于颗粒与流化气体的运动方向相反,气体便对颗粒向下运动产生了阻力。颗粒向下运动的速度越大,气体对颗粒的阻力也越大。在颗粒降落一段时间后,流体对颗粒降落阻力的大小会正好等于颗粒所受的重力和浮力之差。这时颗粒将以等速度降落。这个速度就称为颗粒的终端速度,也叫终端沉降速度。

什么叫流化床层中颗粒的夹带现象?

答:流化床层中颗粒的夹带是指当气流穿过各颗粒直径的混合物组成的流化床层时,带走固体颗粒的现象。

什么叫流化床层中颗粒的扬析现象?

答:流化床层中颗粒的扬析是指当气流穿过各颗粒直径的混合物组成的流化床层时,一些终端速度小于床层表现气速的细粒子被上升气流陆续带走的现象。

目前在流化床锅炉热力计算中推荐使用的临界流化风速的计算公式是什么?

答:

式中:umf——临界流化风速(m/s)

dp——床料颗粒的平均直径(m)

ρp——床料的颗粒密度(kg/m3 )

vg——流化气体的运动粘度(m2/s)

ρg——流化气体的密度(3)

影响临界流化风速或风量大小的因素有哪些?

答:主要有以下几点:

? 随着床料颗粒平均直径的增大,临界流化风速风量增加;

? 随着床料颗粒密度的增大,临界流化风速风量增加;

? 随着床料空隙率的增加,临界流化风速和风量增加;

? 随着床温的升高和流化气体的运动粘性的增加,临界流化风速和风量减少;

? 静止料层的厚度对临界流化风速或风量几乎没有影响。

目前在流化床锅炉中热力计算中推荐使用的料层阻力计算公式是什么?

答: Δpb = nH0ρbg

Δpb—料层阻力 ( pa )

H0 —静止料层的厚度 (m)

ρb— 料层的颗粒的堆积密度 (kg/m3)

n— 系数一般取值在0.76~0.82之间

影响料层阻力大小的因素有哪些?

答:主要有以下几条:

? 料层厚度越厚,流化气体通过料层时的阻力越大;

? 料层的堆积密度越大,流化气体通过料层时的阻力越大;

? 在同一料层厚度下,料层温度对料层阻力影响甚微;

? 在流化风量达到临界值后,随着流化风量的增加,料层阻力不再发生明显变化。 对于流化床层来说,料层阻力随流化风量的变化是如何变化的?

答:? 在料层未达到流化状态前,料层阻力随流化风量的增加而迅速增加;

? 在料层达到流化状态后,料层阻力随着流化风量的增加基本维持恒定不变。

对于循环流化床锅炉来说,影响炉膛物料浓度的大小和分布的原因有哪些?

答:炉膛物料浓度的大小和分布与下列因素有关:

? 流化速度;

? 物料颗粒特性;

? 循环倍率的大小;

? 给料口和回料口的高度;

? 二次风口的布置等因素有关。

燃煤在流化床内燃烧经历了哪几个过程?

答:经历了四个连续的过程:

? 煤粒被加热和干燥;

? 挥发分的析出和燃烧;

? 煤粒的膨胀和燃烧;

? 焦碳燃烧和再次破裂及炭粒磨损。

影响物料循环倍率的因素有哪些?

答:? 一次风量。一次风量越大,循环倍率越高;

? 燃料颗粒特性,主要是指固体颗粒群的粒比度;

? 分离器的效率,分离器效率越高循环倍率也越高;

? 回料系统的运行状况。

简述循环流化床的工作原理?

答:燃料由给煤口进入炉内,而助燃的一次风由炉床底部送入,二次风由二次风口送入,燃料在炉内呈流化状态燃烧,燃烧产物——烟气携带一部分固体颗粒离开炉膛进入物料分离器,物料分离器将固体颗粒分离出来返送回炉床内再燃烧。烟气排出进入烟道,如此反复循环,形成循环流化床燃烧。

循环流化床锅炉有哪些基本特点?

答:? 低温的动力控制燃烧;

? 高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程;

? 高强度的热量,质量和动量传递过程。

循环流化床燃烧有何特点?

答:? 燃料通过物料循环系统在炉内循环,反复燃烧,使燃料颗粒在炉内停留时间大大增加,燃烬度高;

? 由于属于低温的动力燃烧控制,故可通过向炉内加入脱硫剂,在燃烧中直接除去SO2 ,炉膛下部采用欠氧燃烧。二次风采用分段供给,极大的降低了NOX的排放量。因此是一种清洁燃烧方式。

影响循环流化床锅炉炉内热交换的因素有哪些?

答:? 床温的影响。随着床温的升高,各受热面接受的辐射传热量增加,热交换能力增强。 ? 物料浓度的影响。由于循环物料是循环流化床锅炉中燃烧和载热的物质,因此物料浓度越大,传热越强烈;

? 循环倍率的影响。循环倍率与炉内物料浓度是成正比的,循环倍率越高炉内物料浓度越大,传热越强烈。

? 流化速度的影响。流化速度增加,炉内物料浓度增加,传热量随之增加;

? 颗粒尺寸的影响。在其它条件不变的情况下,床层中粗颗粒份额增加时,密相床层区吸热量增加,细颗粒增加时,整个炉内传热量均增加。

为什么循环流化床锅炉的床温一般控制在850~900℃之间?

答:循环流化床锅炉的床温控制在850~900℃之间有以下几点原因:

? 在该温度下灰不会软化,锅炉无结焦的危险;

? 在这一温度下采用脱硫剂脱硫时,效率最高;

? 在这一温度下,煤灰中的碱性金属不会升化。锅炉受热面管子的凝渣大大减轻,灰渣活性好,便于综合利用;

? 在这一温度下,空气中的氮不易转变为NOX 。

循环流化床锅炉煤种适应性较广的原因是什么?

答:由于循环流化床料层颗粒的粒径一般分布在零到十几毫米之间,即使料层已达到良好的流化状态,沿床高方向依然可非常清楚地分为密相床层(布风板以上)和稀相空间(炉膛上部)并且密相床层常常运行在鼓泡床和湍流床状态,大量的实践表明,循环流化床床内的床料绝大部分是惰性灼热的灰渣,其可燃物只占了很小一部分。因此,加到床中的新鲜煤粒被相当于一个“大蓄热池”的灼热灰渣颗粒所包围。由于床内混合剧烈,这些灼热的灰渣颗粒实际上起到了无穷的“理想拱”的作用,把颗粒加热到着火温度而开始燃烧。在这个加热过程中,所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几,因而对床层温度影响很小,而煤颗粒的燃烧,又释放出热量,从而能使床层保持一定的温度水平,这就是流化床锅炉一般着火没有困难,不易灭火,且煤种适应性广的原因所在。

根据燃烧份额的不同,可把循环流化床锅炉的主循环回路分成哪三个不同的区域?

答:? 下部区域(位于二次风平面以下)

? 上部区域(位于二次风平面以上)

? 气固分离器到返料阀区域。

对于循环流化床锅炉来说,物料循环量对燃烧有何影响?

答:? 物料循环量增加,使理论燃烧温度即床温降低,特别是当循环物料温度低时更是如此;

? 固体物料再循环使燃料在炉内停留时间增加,燃烧效率提高。如果燃烧效率已经很高,物料循环量再增加对燃烧效率的影响就不再明显;

? 物料循环使整个燃烧温度更趋于均匀,相应也降低燃烧室温度,这使燃烧处于动力燃烧区域,有利于燃料的脱硫和脱硝。

循环流化床锅炉的物料循环系统由哪几部分组成?

答:循环流化床锅炉的物料循环系统一般由:

?0 物料分离器;

? 立管;

? 回料阀三部分组成。

旋风分离器在循环流化床锅炉物料循环系统中有何作用?

答:旋风分离器是利用旋转的含尘气体所产生的离心力,将颗粒从气流中分离出来的一种干

式气—固分离装置。

立管在循环流化床锅炉物料循环系统中有何作用?

答:通常把物料循环系统中的分离器与回料阀之间的回料管称做回料立管。它的作用是输送物料系统密封,产生一定的压头防止回料风和炉膛烟气从分离器下部进入,与回料阀配合使物料能够由低压向高压(炉膛)处连续稳定地输送。

回料阀在循环流化床锅炉物料循环系统中有何作用?

答:回料阀的作用是用来调节循环物料量多少的装置,由于流化床锅炉的循环物料温度较高,因此,回料阀一般都采用非机械式,其回料量的大小依靠回料风的多少来调节。

U型回料阀一般由哪几部分组成?

答:由挡板、回料管、隔板、风帽、风室、布风板等几部分组成。

影响高温旋风分离器效率的因素有哪些?

答:? 切向进口风速的影响。随着进口风速的提高,分离效率提高,但阻力增加,进口气速过高,气流湍流度增加以及颗粒反弹加剧,二次夹带严重,反而使效率降低。因此,一般进口速度应在15~25之间,最高不超过35

? 烟气温度的影响:随着烟气温度的提高,气体粘度增加,作用在颗粒上的曳力增大,分离效率降低。

? 粒径的影响:循环流化床锅炉的循环物料粒径一般在0~100um之间,在这一范围内,随着粒径的增加分离效率增加。对于粒径小于50um颗粒分离效率不理想,对于粒径大于50um的颗粒,分离效率大于90%,对于粒径大于100um的颗粒,分离效率近100%。

? 进口颗粒浓度的影响。一般来说随着进口颗粒浓度的增加分离效率提高。

? 切向进口宽度的影响。进口宽度增加,风速降低,分离效率亦降低。

? 切向进口高宽比的影响。风速一定时,高宽比增加,分离效率略有增加,一般进口高宽比h / b=20~30。

? 中心管长度和直径的影响。随着中心管长度的增加,分离效率增加,当中心管长度是入口的0.4~0.5倍时,分离效率最高,随后分离效率随中心管长度增加,反而降低,在一定范围内,中心管直径越小,分离效率越高。

? 旋风分离器筒体直径的影响。筒体直径的变化对分离器效率的变化影响甚微。

风帽式布风装置一般由那几部分组成?

答:风帽式布风装置一般由风室、风帽、花板、隔热层四部分组成。

良好的布风装置应具备哪些条件?

答:? 能够密集的分配气流,避免在布风板上面形成停滞区。

? 能使布风板上的床料与空气产生强烈的扰动和混合,风帽小孔出口气流具有较大的动能。 ? 空气通过布风板的阻力不能太大,但又需要有一定阻力.

? 具有足够的强度和刚性,能支承本身和床料的重量,压火时风板受热不变形,风帽不烧损,且还应具备检修清理方便。

布风装置中花板的作用是什么?

答:支撑风帽和隔热层,并初步分配气流。

风室的作用是什么?

答:? 具有一定的容积,使之具有一定的稳压作用,消除进口风速对气流速度分布不均匀性的影响。

? 具有一定的导流作用,避免形成死角与涡流区。

风帽的作用是什么?

答:对由花板而来的流化风进行二次分配,小孔中喷出的气流具有较高的动能,使周围和上部产生强烈的扰动形成气垫层,使床料中煤粒与空气均匀混合。强化了气固间的热质交换过

程,延长了煤粒在床内的停留时间,建立了良好的流化状态。

循环流化床锅炉 一次风的作用是什么?

答:循环流化床锅炉一次风是单相的空气流,主要作用是流化炉内物料,其次是供给炉膛下部密相区燃料燃烧所需的氧气。

循环流化床锅炉的 二次风的作用是什么?

答:补充炉内燃料燃烧 的氧气和加强物料的掺混。其次,是能适当调整炉内温度场的分布,防止局部烟气温度过高,对降低NOX排放量起着很大作用。

循环流化床锅炉的播煤风的作用是什么?

答:使给煤比较均匀地撒播进入炉膛,使物料流化稳定,提高燃烧效率,使炉内温度场分布更均匀。

循环流化床锅炉的回料风的作用是什么?

答:由于循环流化床锅炉的物料分离装置采用非机械性回料阀,回料风在非机械阀中作为动力, 使进入回料阀的循环物料处于流化状态,以保证循环物料能够连续、稳定地返送回燃烧室内循环燃烧。

循环流化床锅炉冷态试验的目的是什么?

答:? 鉴定送风机风量、风压是否满足锅炉设计要求。

? 检查风机、风门的严密性及系统有无泄漏。

? 测定布风板的布风均匀性,布风板的阻力、料层阻力,检查床料流化质量。

? 绘制布风板阻力、料层阻力随风量变化曲线,确定冷态临界流化风量和热态运行最小风量。

循环流化床锅炉的启动可分为哪几个步骤?

答:? 启动前检查和准备

? 锅炉点火

? 锅炉升压

? 锅炉的并列

根据床料所处的状态,循环流化床锅炉的点火有哪几种方式?

答:有三种方式:

? 微流化点火

? 流态化点火

? 循环床点火

循环流化床锅炉在点火前对床料的配置有何要求?

答:? 一般要求床料的粒度最好在6~8mm以下,床料中大小颗粒分布要适当,小颗粒(1mm以下)做为初期的点火源,大颗粒作为后期维持床温之用,但大颗粒(5mm以上)的比例不宜超过10 %,否则不利于点火,容易出现床内结焦。

? 引燃物煤的比例一般在10~20%,床料的发热量一般在3000~5000KJ/Kg左右。过多易结焦,过少则不易点火。

循环流化床锅炉床下点火油点火启动的操作程序是什么?

答:① 启动燃油泵,调整油压1.0~1.5MPa,开始油循环;

② 投联锁,启动引风机,调节入口挡板,保持燃烧室下部负压20~50MPa。

③ 点燃引火物,开启油枪供油门,调整油压,从点火孔处点燃雾化油,监护人员通知油枪着火正常后,迅速关闭点火门,并牢固扣好。

④ 迅速启动一次风机,调节点火油枪一、二小风门和点火油压,使油枪着火正常;调节一次风量,使床料牌微流化状态(风量大约在18000m3/h)。

⑤ 副司炉要经常观察油枪的雾化和着火情况,控制风室温度平稳上升,不超过750℃。

⑥ 风室温度上升至600℃时,应对四侧不冷壁下联箱排污一次。

⑦ 床温升至600℃时,启动给煤机,间断少量投入给煤,并根据风室及床体温度上升情况,调整一次风量和快速风门开度。

⑧ 床温升至800℃时,启动二次风机,调节二次风量,关闭油枪。同时全开快速风门,调节一、二次风量,维持床温平稳上升。

⑨ 三台给煤机全部投入运行,床温稳定在900±50℃范围内,停运燃油泵,解列燃油系统,并关闭回油门。

⑩ 根据锅炉点火升压曲线,调节给煤速率,平稳升压,同时对四侧水冷壁下联箱和料腿排污一次。

循环流化床锅炉在床下油点火启动中,如何正确控制配风给煤和退油枪的操作?

答:在采用床下油点火启动中,开始加热床料时,一次风量保持微流化即可,风量过小,床层易出现低温结焦现象,风量过大,床层升温慢,甚至达不到煤着火温度,延长启动时间,随着床温的升高,可缓慢增加风量,维持床温平稳上升,料层流化正常。床温达到600℃以上时,可开始少量间断投煤,床温升至800℃时可正常给煤,关闭油枪,同时增加一次风量,投入二次风运行,以防止床温骤长超温,关闭油枪后,应按启动升压曲线控制给煤速率,一、二次风量的增减应根据床温和炉出口烟气含氧量进行控制。

循环流化床锅炉运行中影响床温的主要因素有哪些?

答:有负荷、投煤量、煤质和煤的粒比度、返料量、风量和一、二次风配比等因素。 循环流化床锅炉运行中容易出现的问题有哪些?

答:① 达不到额定出力;

② 蒸汽参数不能保证;

③ 受热面磨损严重、爆管;

④ 分离器超温、变形、结焦;

⑤ 耐火层脱落;

⑥ 返料机构工作不正常;

⑦ 床层超温或结焦;

⑧ 某一区域积灰严重;

⑨ 排放值超标等问题。

循环流化床锅炉正常运行中的控制系统有哪些?

答:① 床温的控制;

② 床高的控制;

③ 给煤量的脱硫剂的控制;

④ 炉膛物料浓度的控制;

⑤ 空气量及一、二次风比的控制;

⑥ 返料量的控制;

⑦ 蒸汽温度和压力的控制;

⑧ 给水流量的控制;

⑨ 蒸汽流量的控制;

⑩ 通风量的控制;

循环流化床锅炉燃烧调整中控制参数有哪些?

答:① 床体温度;

② 返料温度;

③ 料层厚度;

④ 炉膛差压;

⑤ 炉膛下部压力;

⑥ 旋风分离器出口负压等。

循环流化床锅炉运行中为什么必须维持相对稳定的料层高度?

答:? 维持相对稳定的料层高度是保证料层处于良好的流化状态,防止流化状态恶化,出现床体结焦现象,稳定床体温度、炉膛内物料浓度和浓度梯度及返料温度正常的必要手段; ? 料层高度是通过对一次风量的调整,和炉低放渣来控制的,为维持相对稳定的料层高度,在一次风量需在调整时,应本着少调、稳调、分步调整的原则进行。在一次风量充足稳定的前提下,通过炉低放渣来控制料层高度,在炉低放渣时,应本着少放、稳放、勤放的原则进行。

循环流化床锅炉运行中,在负荷一定的情况下,影响炉膛内的物料浓度的因素有哪些? 答:? 煤质的变化:当煤质发热量较高时,料层温度和炉膛温度相对较高,辐射传热量增加,相对来说,在较少的投煤量和较低的物料循环量下即能满足负荷的需要;相反在煤质发热量较低时,料层温度和炉膛温度相对较低,为满足负荷的需要就必须增加投煤量,投煤量的增加势必使炉内物料浓度升高,也只有如此,才能满足负荷的需要。

? 入炉煤的粒比度变化:一定的流化风量下,入炉煤粒比度发生变化,势必使炉内各部燃烧份额变化,当细粒增多时,在一定的流化风量下,夹带和扬析量增加,炉膛内物料浓度增加。

? 分离效率的变化:分离器效率升高,返料回炉内的灰量增多,在一定的流化风量下,炉内物料浓度升高。

? 流化风量和通风量的变化:流化风量和通风量的增加,使一次风穿透能力增加,料层高度增加,料层中被流化风量夹带和扬析的细颗粒增多,炉内的物料浓度升高。

料层过薄、过厚对循环流化床锅炉正常运行有何影响?

答:料层过薄:? 容易出现沟流、气泡和节涌不正常现象;? 料层蓄热量较少,在出现断煤或煤种变化、燃煤水份增加或放渣操作监控不力时,床温波动大,易出现掉床温、灭火等异常现象。

料层过厚:? 易出现分层不正常流化现象;? 料层过厚时为达到良好的流化状态,必须增加风机挡板开度,以提高压头,克服料层阻力,保证流化风量足够,从而使风机耗电量明显增加;? 严重时风机有效压头不能克服料层阻力致使流化风量过小,料层不能正常流化,料层出现结焦现象,风机发生喘振现象。

循环流化床锅炉运行中在煤质一定时为什么必须维持相对稳定的炉膛物料浓度?炉膛物料浓度是如何控制的?

答:? 由于循环流化床锅炉的出力直接受投煤量、风量和炉内物料浓度大小的影响,因此维持稳定的炉内物料浓度是稳定锅炉负荷的需要;? 在煤质一定时,循环物料量的大小直接影响着床温和返料温度的高低,大量的放掉循环物料将会使床温和返料温度不正常的升高,因此维持相对稳定的炉膛物料浓度是稳定床温和返料温度、维持循环流化床锅炉安全运行的需要;? 在一定的负荷情况下,炉膛物料浓度过大,或由于操作不当,使物料浓度瞬时过大,会使分离器超负荷或瞬时超负荷造成返料中止的燃烧事故发生。

炉膛物料浓度主要受燃煤发热量、燃煤粒比度、分离器效率、流化风量和通风量的影响。锅炉正常运行中炉膛物料浓度一般是通过流化风量和返料器放灰来控制的,为维持相对稳定的炉膛物料浓度,防止分离器瞬时超负荷造成返料中止现象,流化风量的调应本着少调、稳调、分步调的原则进行,在流化风量充足稳定的前提下,通过对返料器放灰来控制炉膛物料浓度,在返料器放灰时应本着少放、稳放、勤放的原则进行。在满足锅炉出力的情况下,不可盲目地保持炉膛物料浓度过高运行,合适的炉膛物料浓度上限以满足锅炉出力需要为标准。 循环流化床锅炉物料浓度平衡的含义是什么?

答:? 物料量与相应物料下锅炉负荷的平衡;

? 物料的深度梯度与相应的锅炉负荷的平衡;

? 物料的颗粒特性与相应的锅炉负荷的平衡。

什么叫流化床锅炉床体的低温结焦和高温结焦现象?

答:循环流化床锅炉床体的结焦分为低温结焦和高温结焦两种情况。所谓低温结焦是指床层整体温度低于灰渣的变形温度,而由于局部超温或低烧结而引起的结焦现象。低温结焦一般易发生在锅炉启动点火过程中;高温结焦是指床层在流化正常情况下,由于床体温度超过灰渣变形温度而形成的结焦现象。

循环流化床锅炉床体结焦的现象是什么?

答:? 在一次风机挡板开度不变的情况下,一次风机出口压力及风室静压明显升高,一次风量明显减少,严重时风室压力波动增大,风机出现喘振现象;

? 炉膛差压值明显下降或降至零,锅炉出力下降;

? 炉膛及烟道各部负压明显增大;

? 床体多点测温热电偶指示偏差严重;

? 床体全部或局部温度不正常地升高或超过现场规定的允许极限值;

? 燃烧室放渣时,有焦块,放渣不畅或放不下来渣。

如何防止循环流化床锅炉在启动过程中出现低温结焦现象?

答:? 锅炉启动前所上床料的厚度、粒比度、发热量应严格控制在要求范围内,做好平料工作,并检查料面平整度符合要求;

? 锅炉在启动前床体测温热电偶应经校验测量值准确无误,且插入炉内深度达到要求; ? 锅炉启动过程前一次风量表指示要校对准确无误;

? 点火启动过程中流化风量始终应不低于最低流化风量;

? 启动过程中床体达到投煤温度时,开始投煤时要根据床温上升情况以勤投、少投、稳投的原则进行,维持床温平稳上升;

? 当床体温度和给煤速率达到关闭油枪条件时,要及时调整一、二次风量,以防止床体温度急剧升高超温而结焦。

循环流化床锅炉运行操作中,如何防止床体超温结焦?

答:? 维持相对稳定的料层厚度,防止料层因过薄或过厚破坏正常的流化工况,使床体出现局部或大面积超温结焦,对燃烧室的放渣工作要本着少放、稳放、勤放的原则进行,以维持相对稳定的料层厚度;

? 在锅炉降负荷或低负荷运行中,不能因维持床温而使一次风量低于安全流化风量,从而破坏正常的流化工况;

? 在锅炉升负荷过程中或给煤机因种种原因断煤重新投入运行过程,给煤量的增加应本着勤、少、稳、分步调整的原则进行,同时要及时增加一、二次风量,禁止一次性大量加煤加风造成床体温度瞬时急剧升高;

? 根据燃烧室放渣粒度的大小、负荷与给煤机转速高低的对应关系判断入炉煤粒大致分布情况、煤质发热量的情况,通过一次风量的调整,有效地改变燃料在炉内的燃烧份额,防止出现密相区燃烧份额过大,床体超温结焦;

? 在锅炉床温下降过快时,不以盲目地采用减小一次风量或增加给煤量的方法去调整,应先进行少量地调整,稳定床温然后查明原因正确处理;

? 因各种原因出现返料中止,锅炉出力下降等异常现象,处理中应及时联系降负荷运行,禁止追赶负荷;

? 按照定期工作制度不折不扣地完成风室放渣工作,防止风室大量积渣,流化风量不足,流化工况破坏;

? 每次停炉后,应认真检查风 否有堵塞、烧损脱落现象并及时处理;

? 提高运行人员责任心,严禁对床温监视不够或出现误操作等现象。

循环流化床锅炉灭火的现象是什么?

答:? 床温迅速下降,各给煤机电流指示正常,增加给煤机转速后,给煤机电流增大,而床温没有回升迹象;

? 炉膛上、下部温度及返料温度急剧下降;

? 主蒸汽流量、压力和温度急剧下降;

? 炉膛差压值迅速减小;

? 氧量指示值明显上升;

? 炉膛下、中、上部负压明显增大;

? 汽包水位瞬时下降而后上升。

循环流化床锅炉给煤机断煤时的现象是什么?

答:? 床体温度明显下降;

? 氧量指示值上升;

? 主汽流量、温度、压力有所下降;

? 一台或多台给煤机电流明显下降,增加电流正常的给煤机转速后,床下降趋势停止或上升,增加电流下降的给煤机转速后,给煤机电流无明显变化,床温无上升趋势,氧量无下降趋势。

循环流化床锅炉燃烧室区域水冷壁管泄漏的现象是什么?

答:? 返料温度出现不正常的上升趋势;

? 床体温度多点热电偶指示值相差较大;

? 燃烧室内有不正常的蒸汽喷出响声;

? 严重时给水流量不调整时,汽包水位下降,从炉墙不严密处向外漏水或冒汽。 循环流化床锅炉灭火的原因有哪些?

答:? 因各种原因造成一台或数台给煤机断煤,发现或处理不及时;

? 低负荷运行中床温保持过低,加之出现煤质突然变劣,发现或处理不及时;

? 低负荷运行中床温保持过低,加之出现一台或数台给煤机断煤,发现或处理不及时; ? 低负荷运行中床温保持过低,燃烧室放渣时,放渣量过大,使床温继续降低,发现或处理不及时;

? 风煤配比不当,使正常的流化工况造成破坏,发现或处理不及时;

? 在返料器聚灰堵塞处理中,大量积存的冷灰突然返料燃烧室,处理不及时;

? 燃烧区域炉膛承压部件严重爆管时;

? 引风机或一次风机跳闸时;

? 两台以上给煤机同时出现失、跳闸、断煤或原煤仓烧空时。

刮板给煤机运行中断煤的原因有哪些?

答:? 电动机或滑差电机出现故障;

? 转动机械部分故障;

? 原煤太湿,出现落煤斗堵煤,或原煤仓堵煤。

? 煤层厚度调节挡板开度太小,致使下煤不畅。

循环流化床锅炉运行中床温下降过快的原因有哪些?

答:? 锅炉灭火;

? 给煤机因各种原因出现断煤现象;

? 煤质突然变化;

? 风室或燃烧区域承压部件泄漏。

循环流化床锅炉运行中床温突降时,如何区分是由于锅炉灭火还是给煤机断煤引起的? 答:? 从各运行参数看:锅炉灭火时,床温、燃烧室上、下部温度、主蒸汽流量、压力、温度下降的趋势要比断煤时下降的趋势快得多,氧量上升的趋势要比断煤时快得多;

? 从给煤机运行状况看,给煤机断煤时,如果增加电流正常、下煤正常的给煤机转速,床体温度、主汽流量、压力和温度将会有明显的回升,氧量指示值有明显的下降趋势,而锅炉灭火时,增加给煤机转速,则上述运行参数不会有明显的变化且继续跌落。

循环流化床锅炉返料中止的原因有哪些?

答:? 回料阀结焦;

? 旋风筒聚灰;

? 回料立管或返料阀中落入异物,致使循环回路不通或返料阀工作失效;

? 因运行操作失误(如误关返料风门)或运行维护不当(如返料风室冷灰存量过多,风量风压过小)使返料阀工作失效;

? 回料立管变形严重或返料阀内部构件损坏致使返料失常。

循环流化床锅炉运行中返料阀结焦的现象有哪些?

答:? 返料温度异常升高,超过1020℃,而后开始缓慢降低;

? 炉膛差压迅速降低或消失;

? 炉膛下、中、上部负压增大;

? 锅炉主汽流量下降;

? 结焦侧返料器放循环灰时有焦块或放不下来灰;

? 发现处理不及时时,另一侧返料温度不正常地升高。

返料阀结焦的原因的哪些?

答:? 进入炉内的燃料粒比度发生变化,细颗粒份额增多,由于夹带和扬析的作用使燃料在分离器内的燃烧份额增加;

? 燃烧室区域承压部件泄漏,床温突降,使燃料颗粒燃料燃烧缓慢,在分离器中燃烧份额增加;

? 风煤配比不合适使燃料燃烧推迟,在分离中燃烧份额增加;

? 锅炉在冷态启动后期或扬火启动过程中,料层中燃料含量过多,为抑制床温升高,大量增加一、二次风量,使进入分离器内的燃料量急剧增加,燃烧放热量大,超过分离器负荷极限;

? 在处理并列运行的煤粉炉细粉分离器冒粉时,把大量煤粉清进循环流化床锅炉煤仓中,使炉膛上部温度和分离器的燃烧份额增加;

? 因返料风室放灰不及时、返料风门开度不够等原因使返料风不足、返料阀内落入异物,或返料阀内部构件损坏,造成流化工况恶化,发现处理不及时,使阀内堵灰,形成低温结焦。 返料器堵灰的现象有哪些?

答:返料器堵灰一般出现在高温旋风分离器喇叭口处和返料阀内,其现象如下:

? 炉膛差压迅速降低或消失;

? 锅炉流量、汽压、汽温降低 ;

? 炉膛负压增大;

? 堵灰侧的返料温度缓慢降低,发现处理不及时,未堵侧的返料温度不正常地升高; ? 返料器放灰时灰量少或放不下来灰。

旋风筒聚灰的原因有哪些?

答:? 入炉煤质差,负荷高、循环灰浓度高、放灰不及时,造成返料器超负荷运行; ? 煤质差且锅炉严重超负荷,使炉膛灰浓度超限造成分离器堵灰;

? 锅炉运行中料层保持较厚,放渣后,料层变薄,一次风量自行增加、穿透能力增强,使

料层中蕴藏的大量细颗粒,床料短时间内被带出床层进入分离器,使分离器瞬时超负荷堵灰; ? 在接到升负荷的命令后,没能按照勤调、少调、分步调的原则进行,在短时间内大量增加一、二次风量,使料层中蕴藏的大量细颗粒床料被 瞬时带入分离器,造成分离器瞬时超负荷堵灰;

? 高温旋风分离器出口烟道积灰过多,突然坍塌进入分离器,使分离器超负荷堵灰;

? 分离器内保温或耐磨层脱落,分离器因过热出现严重变形现象,使灰循环回路不畅通堵灰。

何谓爆燃?

答:气体、液体或固体燃料,在一定的受限空间内,当温度和浓度达到一定条件时,突然着火燃烧放出大量的热量,并对周围空间产生压力冲击的现象则叫爆燃。

物料循环系统必须具备的条件是什么?

答:? 保证物料高效分离;

? 稳定回料;

? 防止炉内烟气由回料系统反窜至分离器;

? 回料量应连续可调。

循环流化床锅炉在哪些情况下、哪些部位易于出现爆燃现象?

答:? 锅炉冷态点火时,易出现风室和风道爆燃现象。

? 锅炉冷态启动投煤后,易出现燃烧室爆燃现象。

? 锅炉热备用扬火时,易出现风室、炉膛、烟道爆燃现象。

? 锅炉运行中,因断煤、煤质变劣、燃烧室承压部件泄漏等原因造成床温降低灭火时,没有及时发现或判断失误,继续向燃烧室 供给燃料时,易出现炉膛爆燃现象 。

? 在分离器聚灰处理过程中,突然畅通,大量循环物料涌进燃烧室,易出现炉膛爆燃现象。 ? 在锅炉启动前,返料风没有打开或开度不够,并汽后发现,增开返料风时,易出现燃烧室爆燃现象。

? 引风机挡板误操作关闭时,易造成燃烧室出现爆燃事故。

循环流化床锅炉爆燃的原因是什么?

答:? 点火启动中,因种种原因,烟气发生器或风室中有存油或油气存在。

? 点火启动中,投煤过早或达到投煤床温后,投煤量过大。

? 热备用扬火前,炉膛或风室内存在有大量可燃性气体,没有及时排出。

? 锅炉因煤质变化,断煤、燃烧区域承压部件泄漏等原因造成床温下降灭火,没有及时发现或判断失误,继续向炉内供给燃料。

总的来说,循环流化床锅炉出现爆燃,不是因为炉内存在大量可燃性气体,就是由于床温低进入燃烧室的燃料没有及时燃烧,当床温升高后突然剧烈燃烧引起。

循环流化床锅炉冷态启动中如何防止爆燃?

答:? 锅炉点火启动前,油枪通油试验枪头无漏油、无堵塞现象,雾化良好,射程和扩散角正常。

? 烟气发生器、一二次风机小风门开度适中,满足风油比燃烧要求。

? 点燃油枪时,点火人员与开启油门人员应配合恰当,严禁油枪通油在前而点火滞现象发生。

? 油枪点火不着,应查明原因进行消除后再进行点火,严禁强行点火为。

? 锅炉点火启动中,应认真监视风室温度,并经常检查油枪着火情况,发现油枪熄火或出现不正常的着火情况,应停止启动,待查明原因消除后方可重新点火为,如发现不及时,烟气发生器或风室有可能积油时,应设法将积油排除后才允许重新点火。

? 锅炉启动中,当床温达到投煤温度后,应根据投煤后床温上升情况,本着少投、勤投的

原则进行,严禁投煤后床温不升,继续投煤用爆燃法引火升床温。

循环流化床锅炉热备用扬火启动中如何防爆?

答:? 热备用扬火前一个小时应打开烟气发生器点火门排出风室有可能存在的可燃性气体后,然后关闭,方可开始扬火。

? 热备用扬火前应在引风机启动通风3~5分钟、炉内可燃性气体排出后方可启动一次风机。 ? 热备用扬火投煤后,床温达不到投煤温度,严禁强行投煤,必须设法排风室和炉内可燃气体后重新投油点火启动。

? 热备用扬火成功后,投煤应本着少投、勤投的原则进行。

循环流化床锅炉运行中如何防爆?

答:? 加强责任心,认真监盘,及时发现正确处理引风机挡板因误动关闭现象。 ? 谨慎操作防止误关闭引风挡板。

? 床温突降正确判断是由于灭火、煤质突变、断煤或承压部件泄漏造成,防止出现锅炉实际上已经灭火,而误判断继续给煤造成爆燃事故。

? 床温突降往往是锅炉灭火的征兆,床温突降100℃或突降至750℃,应立即压火停炉。 循环流化床锅炉正常停炉的操作程序是什么?

答:? 逐渐减少给煤量和二次风量。

? 通过对返料器的放灰,逐渐放掉循环灰量。

? 当负荷降至40%时,停止二次风机运行,关闭二次风机入口挡板。

? 停止振动器运行,插好落煤斗篦子,等给煤机内存煤全部送入炉内后,停止给煤机运行,全部放掉循环灰,并对返料器风室进行放灰。

? 床温降至600℃时,停止一次风机、引风机运行,关闭入口挡板,退出总联锁开关。 ? 停止供汽后,关闭锅炉主汽门,稍开对空排汽10~30分钟,以冷却过热器。

? 关闭锅炉连续排污门。

? 对空排汽关闭后,将汽包水位上至+50mm后,停止进水,解列给水管道,开启省煤器再循环门。

循环流化床锅炉紧急停炉的条件是什么?

答:? 锅炉缺水,使水位在汽包计中消失。

? 锅炉满水,使水位在汽包水位计上部可见水位时。

? 锅炉所有水位计损坏。

? 炉管爆破,不能保持汽包正常水位或正常燃烧时。

? 汽水管道爆破危及设备及人身安全时。

? 物料在返料顺内燃烧份额过量,使返料温度不正常升高,超过允许极限温度1020℃。 ? 床体结焦。

? 锅炉因断煤床温下降至750℃以下时。

? 锅炉超压,安全门拒动,同时对空排汽无法打开时。

? 安全门动作后不回座,压力下降,汽温变到汽机不允许时。

⑴ 引风机或一次风机跳闸时。

请示停炉的条件是什么?

答:? 水冷壁、省煤器、过热器管泄漏、汽包人孔、联箱手孔及管道焊口,法兰泄漏、威胁人身和设备安全运行时。

? 燃烧室、炉膛或旋风分离器、料腿、返料阀内的保温脱落,影响锅炉运行时。 ? 锅炉汽温超过允许值时,经多方调整无效时。

? 返料器返料终止,经处理无效时。

? 燃烧室和返料器有结焦现象时,威胁锅炉正常运行时。

?放渣管或返料器放灰管堵塞,不能正常进行放渣、放灰工作,经处理无效时。

? 烟道内可燃物再燃烧,使烟道各段温度不正常升高时。

? 锅炉汽水品质严重超标,经多方面调整无效时。

? 一、二风机、引风机及电动机发生振动、窜轴、轴承温度高、声音异常等故障威胁设备安全运行时。

热备用压火的操作程序是什么?

答:? 退出所有自动调节装置。

? 根据负荷下降情况,逐渐减小给煤量,一、二次风量及引风量,并根据情况适当放掉部分循环灰。

? 当负荷降至40 t/h以下时,可视床温情况,停运二次风机,并关闭其入口挡板。 ? 床温在900~930℃之间,联系值长停止各仓壁振动器及各给煤机运行,锅炉熄火。 ? 待返料温度有下降趋势后,停运一次风机及引风机,并关闭其入口挡板。

? 放净左右侧返料器循环灰,关闭放灰挡板。

? 退出总联锁开关。

? 联系汽机同意后,关闭锅炉主汽门,主汽门关闭后适当开启对空排汽门冷却过热器,并防止超压。

? 关闭左右侧一次风快速风门,打开左右侧予燃筒点火孔门。

? 对空排汽关闭后,上水至+50mm,解列给水,开启汽包至省煤器再循环门。

扬火启动的操作程序是什么?

答:? 关闭左右侧预燃筒点火孔门,全开左右侧一次风门快速风门。

? 退出总联锁开关。

? 启动三台给煤机,控制转速在300 r/min,向炉内给煤2~3 min后停运。

? 启动引风机,稍开其入口挡板。

? 启动一次风机,缓慢开启一次风机入口挡板,同时增加引风量,维持炉膛负压在-50Pa左右,根据床温回升情况,逐渐增加一次风量至20000m3/h

? 床温回升至700℃以上时,连续投入三台给煤机运行,控制其转速缓慢向炉内供煤。 ? 待床体温度、炉膛中、上部温度回升后,视床温情况,逐渐增加一、二次风量和引风量。 ? 床体温度升至800℃以上,启动二次风机,视床温情况逐渐增加一、二次风量,给煤量和引风量,扬火成功,锅炉转入热备用升压阶段。

? 投入总联锁开关。

? 对左、右侧返料器,燃烧室分别进行少量透灰,放渣,检查各部设备运行情况。 循环灰浓度降低时,为什么床温会升高?

答:循环灰做为循环流化床锅炉燃料燃烧放出热量的热载体,对炉内的热交换起着决定性的作用。也即循环灰浓度的大小直接影响着锅炉的出力,当循环灰浓度较低时,为了提高锅炉出力,就必须增加送入炉内的风煤量,在燃煤煤质和粒比度一定时,随着风煤量的增加,燃烧室燃烧强度势必加剧。床体温度也因此而必然升高。因此对于循环流化床锅炉来讲,锅炉带负荷的多少,直接受到床体温度和循环灰浓度的影响,当循环灰在浓度较低时严禁强带负荷,以防床体超温结焦。

循环流化床锅炉汽温不正常升高的原因有哪些?

答:? 给水温度不正常的降低。

? 减温水系统调节机构或阀门故障。

? 给水减温水门误关或给水没有经过冷凝器。

? 过热器、炉膛或风室水冷壁有泄漏现象。

? 低过进口集箱,左、右侧减温集箱、高过进口集箱或减温水分配集箱疏水门严重漏流。

? 燃煤粒度分配不合理,小颗粒过多,产生严重的扬析和夹带或粉炉清粉至流化床粉仓,致使炉膛上部燃烧份额增大,炉膛出口烟温大幅度升高。

? 物料分离器效果差,后燃严重。

? 各种原因造成后部烟道再燃烧。

紧急停炉的操作程序是什么?

答:? 解列所有自动调节装置。

? 停止给煤机和二次风机。

? 待床体温度和返料温度有下降趋势后,停止一次风机和引风机运行。

? 放净左右返料器循环灰。

? 退出总联锁开关。

? 联系汽机同意后,关闭锅炉主汽门,而后适当开启对空排汽冷却过热器,待炉膛上部温度降止450℃以下,汽包压力无上升趋势后,关闭对空排汽门。

? 如系炉内承压部件泄漏,停炉后应保留引风机运行,待炉内蒸汽基本排除后停运。 110、循环流化床锅炉停炉后的冷却程序是什么?

答:? 停炉后4~6小时,应紧闭炉室各部孔门和烟风道挡板,以防急剧冷却。

? 4~6小时后,可打开引风机入口挡板,燃烧室及炉出口转向室两侧人孔门进行自然通风。 ?8~10小时后,可根据车间工作安排,对燃烧室进行放渣。

? 如有加速冷却的必要,可在8~10小时后启动引风机,并适当增加上水、放水次数。 ? 当汽包压力降至0.3~0.5MPa,炉内温度在120℃左右时,可进行锅炉放水工作。当压力低于0.2MPa时,可开启最高处空气门以便放水工作顺利进行。

二 : 循环流化床锅炉技术600问

循环流化床锅炉技术600问

目 录

循环流化床锅炉基础知识 .......................................................................................................................... - 3 -

1、流态化的基本定义是什么? ........................................................................................................ - 3 -

2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种?颗粒状态如何? ................................................ - 3 -

3、什么是气固流态化? .................................................................................................................... - 4 -

4、什么是柱塞流态化? .................................................................................................................... - 4 -

5、什么是湍流流态化? .................................................................................................................... - 5 -

6、影响物料与受热面换热的因素有哪些? .................................................................................... - 5 -

7、什么是颗粒终端速度? ................................................................................................................ - 5 -

8、什么是空塔速度? ........................................................................................................................ - 5 -

9、什么是耐火浇注料的重烧变化率? ............................................................................................ - 6 -

10、什么是物料的循环倍率K?物料 的循环过程由哪些过程组成?......................................... - 6 -

11、什么叫钙硫摩尔比? .................................................................................................................. - 6 -

12、什么是流化床的阻力特性? ...................................................................................................... - 6 -

13、什么是空床阻力特性试验? ...................................................................................................... - 7 -

14、什么是临界流化速度?临界流化风量是如何确定的? .......................................................... - 7 -

15、影响临界流化速度的因素有哪些? .......................................................................................... - 7 -

16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种?其机理各是什么? ...................................... - 7 -

17、什么是扬析? .............................................................................................................................. - 8 -

18、流化床颗粒扬析的机理有哪些? .............................................................................................. - 8 -

19、什么是夹带? .............................................................................................................................. - 8 -

20、产生夹带的原因有哪些? .......................................................................................................... - 9 -

21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些? .............................................................. - 9 -

22、固定床的特征是什么? ............................................................................................................ - 10 -

23、湍流床的特征是什么? ............................................................................................................ - 10 -

24、什么是密相气力输送?其特征是什么? ................................................................................. - 11 -

25、什么是稀相气力输送?其特征是什么? ................................................................................. - 11 -

26、什么是异重流化床?其特点是什么? ..................................................................................... - 11 -

27、什么是快速流化床? ................................................................................................................. - 11 -

28、什么是循环流化床锅炉? ......................................................................................................... - 11 -

29、循环流化床锅炉的特点是什么? ............................................................................................. - 11 -

30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态? .................................................................... - 12 -

31、什么叫起始流态化? ................................................................................................................ - 13 -

32、什么叫流化极限风速? ............................................................................................................ - 13 -

33、什么是流化料层的阻力特性? ................................................................................................ - 13 -

34、什么叫气泡相? ........................................................................................................................ - 13 -

35、什么叫乳化相? ........................................................................................................................ - 13 -

36、什么叫分层? ............................................................................................................................ - 13 -

37、什么叫节涌? ............................................................................................................................ - 13 -

38、流化床内的压力分布反映了什么? ........................................................................................ - 14 -

39、影响循环倍率的运行因素有哪些? ........................................................................................ - 14 -

40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么? ............................................................................ - 14 - - 1 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

41、循环流化床锅炉内的颗粒大致可分为哪三种形式存在? .................................................... - 14 -

42、床料层中各物理因素对临界流化风量的影响有哪些? ........................................................ - 15 -

43、在循环流化床锅炉中,固体颗粒起什么作用? .................................................................... - 15 -

44、煤粒在流化床内的破碎的主要原因是什么? ........................................................................ - 15 -

45、影响磨损速度的主要因素有哪些? ........................................................................................ - 16 -

46、流化床中煤粒的破碎和磨损有什么区别? ............................................................................ - 16 -

47、床温对煤粒破碎特性的影响是什么? .................................................................................... - 16 -

48、煤的热解过程指的是什么? .................................................................................................... - 16 -

49、煤的热解一般可分为哪几类? ................................................................................................ - 16 -

50、影响煤热解特性的因素有哪些? ............................................................................................ - 17 -

51、煤粒在流化床内的热解过程有哪两个典型特性? ................................................................ - 17 -

52、挥发分的析出对煤的着火性能有哪些影响? ........................................................................ - 17 -

53、煤粒在流化床内的热解过程具有什么特性? ........................................................................ - 17 -

54、为什么说小粒度比大粒度更易着火? .................................................................................... - 18 -

55、焦炭颗粒的燃尽取决于什么条件? ........................................................................................ - 18 -

56、焦炭颗粒的燃烧速率受到哪些因素的影响? ........................................................................ - 18 -

57、CFB燃烧份额的定义是什么? ................................................................................................. - 18 -

58、影响密相区燃烧份额减少的因素有哪些? ............................................................................ - 18 -

59、流化床锅炉结焦的形式有哪几种? ........................................................................................ - 19 -

60、什么叫高温结焦? .................................................................................................................... - 19 -

61、高温结焦的特点是什么? ........................................................................................................ - 19 -

62、什么是低温结焦? .................................................................................................................... - 19 -

63、低温结焦的特点是什么? ........................................................................................................ - 20 -

64、产生结焦的主要原因是什么? .................................................................................................. - 20 -

66、影响CFB锅炉燃烧的主要因素有哪些? ................................................................................ - 21 -

67、在CFB密相区,煤燃烧所释放出的热量由哪几部分吸收? ................................................ - 22 -

68、入炉煤粒度对流化床锅炉的燃烧有哪些影响? .................................................................... - 22 - 循环流化床锅炉设备 ................................................................................................................................ - 25 -

1、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成? ....................................................... 错误!未定义书签。[www.61k.com]

2、流化床燃烧设备分为哪几种类型? ............................................................... 错误!未定义书签。

3、循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备? ............................................... 错误!未定义书签。

4、汽冷旋风分离器的结构是怎样的? ............................................................... 错误!未定义书签。

5、循环流化床锅炉分离机的构的作用是什么? ............................................... 错误!未定义书签。

6、什么是分离器的分离效率? ........................................................................... 错误!未定义书签。

7、分离器分离效率的变化将对循环流化床锅炉运行产生什么影响? ........... 错误!未定义书签。

8、什么叫旋风分离器的临界直径? ................................................................... 错误!未定义书签。

9、分离器及回送装置对循环流化床锅炉的重要性是什么? ........................... 错误!未定义书签。

10、影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些? ......................................... 错误!未定义书签。

11、布风板的种类有哪些?其作用是什么? ..................................................... 错误!未定义书签。

12、流化床为什么要求布风板要有一定的压降? ............................................. 错误!未定义书签。

13、风帽的作用是什么? ..................................................................................... 错误!未定义书签。

14、布风板风帽的种类有哪些? ......................................................................... 错误!未定义书签。

15、大直径钟罩式风帽的特点是什么? ............................................................. 错误!未定义书签。

16、什么是风帽的开孔率? ................................................................................. 错误!未定义书签。

17、什么是小孔风速?其过大或过小对流化床的正常运行有什么影响? ..... 错误!未定义书签。

18、循环流化床锅炉风室的特点是什么? ......................................................... 错误!未定义书签。

19、循环流化床锅炉风室的主要类型有哪些? ................................................. 错误!未定义书签。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

循环流化床锅炉基础知识

1、流态化的基本定义是什么?

答:气体或液体以一定速度穿越固体颗粒层时,当气体或者液体对固体颗粒产生的作用力与固体所承受的其它外力相平衡条件达到后,就形成气固两相或液固两相混合介质的类似于纯液体流动的流态化现象,这一现象就称为气固或液固两相流介质的流态化。(www.61k.com)

在工业应用的场合下,一般多指气固两相混合两相介质的流态化过程,传统意义上以垂直方向上的流态化现象为主。最近的研究表明,各层截面受限范围内还在存在水平流化湍动过程,同样也是非常重要的一个方面。

2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种?颗粒状态如何?

答:从狭义角度讲,物料达到临界流化点后流化的形成有五种,即散式流态化、鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化。其中鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化四种方式统称为聚式流态化。

从广义的角度讲,固定床和气力输送也可以归入流化状态的种类,因此广义上有七种,如图1-1所示,其速度范围和基本特征见表1-1。

不是在任何情况下都能够观察到表中所列的各种形式。因为这些形式之间的过渡点不仅取决于气固系统的特性,也取决于其它条件。Vmf和Vmb只取决于气体和固体的性质,Vms取决于床直径和床的深度,Vt取决于颗粒进入床的速度。如果床的直径小到足以产生腾涌,Vk则与床的直径有关,在许多气固系统中,Vmf与Vmb基本相等,散式流态化通常是观察不到的。与引起相反,大多数液体流化床在正常操作条件下只能观察到散式流态形式。对于浅的或大直径的床层,或者是已经达到最大稳定气泡尺寸的系统,鼓泡方式有可能直接过渡到湍流方式而不会出现腾涌。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

表1-1 床层不同流化方式的基本特征

3、什么是气固流态化?

答:在流体介质的作用下,固体颗粒表面表现出流体的宏观特性,称为流态化。(www.61k.com)如果该流体介质为气体,则生成的流化状态即为气固流态化。流化床锅炉中固体燃料的燃烧是以空气为流化介质的,因此流化床锅炉内的流化即气固流态化。

4、什么是柱塞流态化?

答:如果鼓泡床的深度与直径比较大,气泡上升合并,长大到几乎占据整个床层的截面,气泡上部那部分床层,会象活塞一样被气泡推举上升,然后颗粒从柱塞的顶部向下降落,最后柱塞消散,而由下向上另一个柱塞形成,重复上述过程。这种床层内部稳定脉动、 - 4 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

依次重复的流动现象,称为“柱塞”流动。(www.61k.com)很多场合下,人们更多地称这种现象为“节涌”。

5、什么是湍流流态化?

答:鼓泡床在气流速度增大到一定程度时,床中大气泡完全消失,破碎成小的空隙,气流夹带固体颗粒以曲折线路身上急速运动穿过床层,原来连续的乳化相弥散成了颗粒团或颗粒带,大量的固体颗粒被夹带到床层上部,原来悬浮段内的固体颗粒深度大大增加;床层阻力波动大到最大值后开始下降;床层表面已很难确定,性质和大小不同的颗粒团体和气流团紊乱运动,流化运动进入“湍流流态化”。

6、影响物料与受热面换热的因素有哪些?

答:对鼓泡床的受热面而言,影响床层与受热面间换热的主要因素有:物料的流化速度,物料粒度分布,物料自身的原始物理特性,床层温度,受热面的表面温度,受热面的布置方式和几何尺寸。对循环流化床而言,物料对垂直受热面换热的控制因素为:床温,颗粒当地空间浓度,粒度分布及受热面表面温度。

7、什么是颗粒终端速度?

答:当固体颗粒在空气中自由下落时,随着下降速度的加快,所受到的空气对颗粒的曳力最终与颗粒所受的浮升力和重力平衡,颗粒下降速度不再变化。此时的颗粒下降速度称为颗粒终端速度。

8、什么是空塔速度?

答:空塔速度也称空塔流化速度、表观速度、空床速度。其定义为床截面空气的名义速度。此时,在计算中不考虑固体颗粒所占据的体积,认为在整个从布风板到炉膛出口的所有截面和流动空间上,完全被气体介质所占据。实际的流化床锅炉的设计中,一般将循环床上部垂直部分的截面与一、二次风总风量作为计算基准,计算出的截面流速称为该循环床锅炉的设计流化速度。即该流化床的空塔流化速度。目前最常用的流化速度为3.0~6.0m/s。用公式可表达为

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

W=Q/A

式中 W----流化速度,m/s;Q---总风量;A---床层截面积,m2

9、什么是耐火浇注料的重烧变化率?

答:耐火浇注料施工结束后,经热养生过程所产生的浇注料收缩量变化率,称为耐火浇注料的重烧变化率,热养生后,浇注料收缩,在表面将产生浅层龟裂,但不允许产生贯穿性的龟裂。[www.61k.com)

10、什么是物料的循环倍率K?物料 的循环过程由哪些过程组成?

答:单位时间内CFB外循环物料量与入炉固体燃料的比值,称为物料的循环倍率K,或称CFB锅炉的循环倍率。公式表述为 K=G/B

G——循环物料的质量流速,B——燃料的质量流速。

物料循环过程由内循环和外循环两部分组成。内循环主要指循环床燃烧室内部流化的物料沿高度自身存在的颗粒上下质交换现象。由于循环床燃烧室边壁效应的原因,沿边壁存在着较为明显的下降流,而燃烧室中心区颗粒上长趋势较为明显。人们从这个现象引申颗粒在燃烧室内的上下质交换为内循环。而烟气携带的物料从燃烧室出口进入循环床分离器被分离后送回燃烧室则称为外循环。

11、什么叫钙硫摩尔比?

答:通过氧化钙成分与燃料中硫分进行热化学反应生成固态硫酸钙,可以达到脱硫的环保要求。理论上,1mol硫分反应生成稳定的硫酸钙需要1mol的钙。

而在实际使用的石灰石脱硫反应过程中,由于反应速率、质交换速率、逆反应等因素,石灰石中1mol的钙并不能够将燃料中的1mol硫分完全反应掉。这样,就把实际所运用的钙摩尔粗线条适当增加,以提高脱硫效率。此时,加入的钙摩尔数与煤中需要脱除的硫分S之比,称为钙硫摩尔比,用Ca/S表示。它越高,表示燃烧设备中石灰石的利用率越低。

12、什么是流化床的阻力特性?

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

答:所谓流化床的阻力特性,就是指流化气体通过料层的阻力压降与按床层截面积计算的冷态流化速度之间的关系。(www.61k.com)对于颗粒堆积一定、厚度一定的料层,其阻力在没有达到初始流化速度时遵循二次方规律的。在达到初始流化速度后,阻力几乎与流化不相关,基本上等于床层物料重力。

13、什么是空床阻力特性试验?

答:在布风板不铺床料情况下,启动引风机、一次风机,调整一次风量,记录水冷风室压力与炉内密相区下部床压,二者差值即为布风板阻力。根据这些数据绘制冷态一次风量与布风板阻力的关系曲线,通过温度修正,可相应得出热态的一次风量与布风板阻力的关系曲线。

14、什么是临界流化速度?临界流化风量是如何确定的?

答:料层由静止状态转变为完全流化状态时的最小料层断面空塔速度,称为对应固体颗粒宽筛分和料层厚度睛的临界流化速度,而此时所对应的流化风量即为临界流化风量。在运行料层厚度下,通过冷态试验和热态核算所确定的这一临界风量,也叫最低流化风量,是CFB锅炉的一项重要的风量控制指标。

15、影响临界流化速度的因素有哪些?

答:(1)床料颗粒的宽筛分粒度分布。粗大颗粒越多则流化风速越高,而细颗粒越多则流化风速越低。

(2)颗粒静态堆积密度。料层颗粒群静态堆积密度较大者所需要的流化速度越高,较轻的颗粒所需的流化速度越低。

(3)布风均匀性较差的流化床达到完全流化所需要的流化速度较高。

(4)较高温度睛,空气黏度增大,临界流化速度降低。

(5)流化风介质的物理特性。黏度较高、密度较大、压力较高的介质所需要的临界流化速度较低。

16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种?其机理各是什么?

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

答:(1)冲击磨损。(www.61k.com)冲击磨损是指烟气、固体物料的流动方向与受热面(或管束)呈一定的角度或相垂直时,固体物料冲击、碰撞受热面而造成的磨损,颗粒切身或垂直掠过受热面。

(2)微振磨损。微振磨损是指传热条件下传热管与支撑之间产生垂直运动而导致的传热管壁损耗现象。

(3)冲刷磨损。冲刷磨损是指烟气、固体物料的流动方向与受热面(或管束)平行时,固体物料冲刷受热面面造成的磨损,如受热面凹凸部分、平台处产生的涡流。

17、什么是扬析?

答:流态化领域中的扬析专指鼓泡床表面不同粒径大小的颗粒运动行为的差异。那引起终端速度小于床层静观气流速度的细粒子被上升气流带走,从而产生细颗粒从床料混合物中分离的现象;而其中较大尺寸的颗粒,依照原始上抛速度可以脱离料层表面进入悬浮段的某一高度,然后回落到密相区。这一分离过程被称为颗粒的扬析。

18、流化床颗粒扬析的机理有哪些?

答:(1)气泡在达到料层表面时,把表面处的颗粒相升举,形成波浪形的不稳定料层表面。

(2)当气泡在界面上突出到某个高度时,气泡破裂,把被长举的颗粒向上、向处抛入床上面的空间,并在其间产生气流脉动。

(3)相邻与相随的气泡在料层表面处会发生聚合或分裂,气泡爆破时会相互影响,给予逸出颗粒初始动量,颗粒轨迹三维方向上呈随机运动状态。

(4)气流的携带力使具有初始动量的颗粒继续上升,而颗粒自身重力和已回落颗粒的碰撞作用却力图使颗粒从气流分离出来并回落到料层表面。

(5)发生扬析现象后,较细微的颗粒随气流携带出,而粗大一些的颗粒只能在上升到某一力学平衡高度后脱离气流返回料层。

19、什么是夹带?

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

答:在流态化领域夹带专指在上升气流作用下,所有终端沉降速度小于气流上升速度的颗粒被上升气流携带,以一定的速度随气流运动的现象。(www.61k.com)

20、产生夹带的原因有哪些?

答:夹带的根本原因是气体的上升速度超过颗粒在静止气体中的自由沉降速度。

(1)由于气泡内的压力高于料层表面,当气泡到达料层表面时,因破裂将气泡顶部的一层颗粒喷入悬浮空间形成扬析。

(2)此时,气泡尾涡相对滞止的颗粒群和气泡的上升流速高于周围烟气平均流速,使得气泡在到达料层表面爆破后,这些尾涡颗粒群被喷入悬浮空间。

(3)对于自由上抛的颗粒,如其自由沉降速度小于气体上升速度时,颗粒会继续上升运动形成夹带。而自由沉降速度大于气体上升速度的颗粒,上升运动到一定高度后,最终会回落到床层,不能参与夹带。

21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些?

答:(1)浮力定律。密度小于料层表观密谋的物体会浮在料层表面;而密度高于料层表观密度的物体在床内会下沉。

(2)液面特性。密相区及其界限以下的沸腾床面保持一定水平分界表面,保持容器的形状。

(3)小孔射流。在流化床侧面开孔,流化床固体物料象流体一样射流,离料层上表面越近,射流距离越小,越靠近流化床试问,射流距离越大,也可以从底部流出去。

(4)液柱原理。流化料层内部任意点上的静压力的数值计算,可以表述为

P1=ρgh+P2

式中 h——该点上方距离料层表面的高度,m

ρ ——沸腾层范围内料层气固两相介质密度,kg/m3

P2——料层表面附近的炉内烟气侧压力

同样的料层厚度睛,料层压差随着料层表凤密度的变化而成正比例变化;同样的料 - 9 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

层表观密度下,褡差压随着料层厚度的变化而成正比例变化。(www.61k.com)

(5)连通效应。几个流化床询问连通后,床层表面高度形成自然平衡分布,保持同一水平高度。无论循环流化床锅炉布风板和料层内的燃烧室询问或侧面如何倾斜、凹凸,料层表面始终在流态化过程中保持水平,当停止供风时,料层静止后,如水面一样平。

(6)压力多样性。进入涨势料层内任意一点的压力具有三维颁布的多向性,即该点颗粒随的静压在任何方向上都是一致的,与液体原理一样。

(7)均匀混合的颗粒自然分布特性。处于流化过程的料层,完全处于强烈的物料均匀混合状态,颗粒群被非常均匀地分布在整个料层之中。而相对粗大的颗粒如同沸腾液体的底部残渣一样,限制在下部靠近布风板处作小范围的布朗运动,构成所谓的“黏滞层”。而绝大多数颗粒已被整体分散,形成气固两相流态化。

22、固定床的特征是什么?

答:固定床的特征是在燃烧层内的固体颗粒基本处于静止不动状态,气流从颗粒间隙中渗透性流过。期间只有极其微小份额的微小细微碎末燃料和细灰被拾到悬空部分。

23、湍流床的特征是什么?

答:(1)料层流化速度相当高,已实现料层的湍流流化状态,使料层内部气泡消失,变成细碎的气流进入悬浮段。

(2)相当多的细微颗粒在湍流流化中已经具备逸出料层界面的条件,构成浓度很高的悬浮段颗粒群,使得密相区与稀相区之间的界面很模糊,颗粒弥散于整个炉膛内部空间浓度场呈上稀下浓状况,颗粒尺寸自下而上逐渐减小。

(3)由于颗粒的强烈混合、撞击,以及较高浓度的传热传质过程,使得炉膛内部温度场非常均匀,形成较高的传热系数。

(4)燃烧份额按照密相区料层、稀相区悬浮段和循环返料体系三大部分分配,使料层内部的燃烧份额大大降低。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

(5)外置分离器所构建的循环返料体系是湍动床维持物料平衡的必要条件。(www.61k.com)

24、什么是密相气力输送?其特征是什么?

答:在快速流态化的基础上继续增大流化风量或减少床料加入量,床内颗粒浓度将变稀,床内颗粒呈上下均匀分布状态,此时即为密相区气力输送。其特征是单位高度料层的压降不随料层高度的变化而变化。

25、什么是稀相气力输送?其特征是什么?

答:在密相气力输送的基础上继续增大风速,就转变为稀相气力输送。其特征是增大风速后,由于摩擦压降随风速增大而增加,促使料层压降上升。

26、什么是异重流化床?其特点是什么?

答:所谓的异重流化床,是指由密度差异较大的不同颗粒组成的流化床系统。在由密度不同的颗粒组成的流化床系统中,床内颗粒沿高度的分布将主要受床内颗粒密度的支配,即密度大的颗粒将趋于在料层下部分布,而密度小的颗粒将趋于在料层上部分布,尽管它们的粒度有时要比密度大的那部分料层下部颗粒还要大一些。

27、什么是快速流化床?

答:循环床中上部区域达到快速床状态的循环床称作快速循环流化床。达到快速床的基本条件是参与物料循环的细物料床存量达到一个最低限度(即极限床存量)。第二个基本条件是风速要达到该粒度床料的最小快床起始速度。达到快速床状态的循环床,其特征在于床上部要有颗粒团形成。

28、什么是循环流化床锅炉?

答:循环流化床锅炉一般泛指以流化床形式运行的燃烧室,出口带气固分离器,可将分离的固体物料把返送回燃烧室的装置。按照目前国际公认的观点:循环流化床锅炉应当指燃烧室内的流化形态为快速床或至少在燃烧室中上部为快速床太太的流化床,为维持快速床的物料平衡,燃烧室出口必须设置气固分离器和物料返送装置。

29、循环流化床锅炉的特点是什么?

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答:(1)循环流化床内部的流化形态由下部的鼓泡床与中上部的快速床复合构成。[www.61k.com)其物料平均粒度仅为0.2mm左右。运行中的循环床不再有鼓泡床那样清晰的界面,固体颗粒组成的物料充满整个上升段空间很难区分密相区和稀相区的分界线。物料浓度沿床高呈指数型分布,其浓度取决于燃烧室内细物料的床存量。

(2)循环流化床的流化速度选取在该循环床物料平均粒度颗粒的最小快床起始速度以上,一般为4~6m/s。

(3)气体与颗粒或颗粒团间产滑移速度较大。

(4)循环床上部沿床高存在强烈的物料返混,颗粒团不断形成和解体。循环床下部为鼓泡床,垂直水平混合均很强烈。

(5)燃烧室内沿高度燃料燃烧份额按照指数分布。一般来说,燃料粒度小,燃料挥发分含量高,则燃烧室上部燃烧份额大。

(6)循环倍率的提高,增加了固体物料在炉内的停留时间,尤其是对细颗粒燃料的反复燃尽大有好处。

(7)强烈的颗粒传热传质过程,会形成良好的气固两相流混合均匀性,使得整个上升段内温度分布均匀。

(8)在不同负荷状态下,炉内物料分别呈鼓泡床、低倍率鼓泡床、湍流床和快速床几种流化过程状态。

30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态?

答:循环流化床锅炉在运行中要遇到四种流态。

(1)压火过程中,物料处于固定床状态;

(2)启动和低负荷过程中,锅炉实际运行在鼓泡床状态;

(3)在达到中负荷或高负荷时,循环流化床锅炉锅炉上部处于快速床状态,下部处于鼓泡床状态,炉膛上、下部温度基本均匀,循环倍率显著提高。

(4)当运行中出现物料不平衡、煤质变化或瞬间温升过快时,会出现大一次风量运 - 12 -

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行情况。(www.61k.com)此时如分离效率下降、物料补充不及时,便会出现密相、稀相气力输送燃烧,这时锅炉接近于煤粉炉运行工况。

31、什么叫起始流态化?

答:气流通过物料床层速度增加到一定值时,气流对颗粒的曳力达到颗粒所受重力。此时,床层微微膨胀,颗粒可以在原有位置自由转动,但尚不能移动。通过料层任意两个截面的压降与此两截面间单位截面上的颗粒和气体的质量之和相等时,称为起始流态化。

32、什么叫流化极限风速?

答:当流化床的颗粒流态化过程转变为气力输送时,相应措施的截面气体平均速度称为流化极限风速。

33、什么是流化料层的阻力特性?

答:所谓流化料层的阻力特性是指空气通过料层的阻力与按截面积计算的冷态流化风速之间的关系。

34、什么叫气泡相?

答:鼓泡床的料层内,固体颗粒浓度很底的区域,其行为类似于上长的气泡,称为气泡相。

35、什么叫乳化相?

答:鼓泡床局部区域颗粒浓度较高,但是仍然含有少量气体,其行为类似液体,称为乳化相。

36、什么叫分层?

答:当宽筛分床料中细颗粒含量缺少时,会出现料层流态化下较粗颗粒沉底、较细颗粒上浮的床料自然分配状况,这种现象就称为料层的分层。

37、什么叫节涌?

答:在床料被流化过程中,当一次风流化形式主要以“气泡”形式在床料中向上运动并在上部小气泡聚集成大气泡时,气泡尺寸等于容积的截面尺寸。当气泡向上运动到某一 - 13 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

高度时崩裂,气泡中所包含的固体颗粒喷涌而下,料层由于气泡运动所引起的波动达到最大,这种现象叫节涌。[www.61k.com]

38、流化床内的压力分布反映了什么?

答:流化床内的压力分布在一定程度上反映了床内物料质量(即平均粒度)和物料循环量的大小。

39、影响循环倍率的运行因素有哪些?

答:影响循环倍率的运行因素很多,主要有以下几个方面:

(1)分离器的效率,燃料粒度,燃料含灰量,燃料的成灰特性,灰颗粒的磨耗特性对循环倍率有决定性影响。

(2)锅炉负荷的影响。随着机组负荷的降低,即锅炉蒸发量的减少,锅炉整体风量和烟气流速必然降低,促使循环流化床锅炉循环倍率也相应地降低。

40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么?

答:循环床的燃烧室、分离器和返送装置构成的循环系统,就物料而言,是一个开口系统。物料平衡指的是包括燃料灰分、焦炭脱硫剂及添加剂在内的固体糜烂在炉膛、分离器和回料装置组成的系统中形成的动态平衡。

41、循环流化床锅炉内的颗粒大致可分为哪三种形式存在?

答:(1)第一种是较粗大的硬颗粒,构成了床料的组成,主要在料层内停留,形成快速翻滚与流态化料层燃烧,不易被破碎成细微颗粒扬析,最终以底渣的形式排到炉外。这部分颗粒的尺寸一般为0.2~8.5mm。

(2)第二种是中间尺寸的细颗粒,它作为中间载体,构成了循环流化床锅炉的循环物料,这部分颗粒的尺寸一般为0.07~0.2mm。

(3)第三种是经过多次循环燃烧破裂、磨损形成的或直接送入炉内的更加细小的细微颗粒,它作为飞灰,从炉膛和旋风分离器出口直接排出锅炉燃烧段,进入尾部烟道被除尘器所捕捉,这部分颗粒的尺寸一般小于0.1mm。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

42、床料层中各物理因素对临界流化风量的影响有哪些?

答:(1)料层堆积高度对临界流化风量(风速)影响较小。[www.61k.com]料层厚度增加时,料层阻力显著增加。

(2)料层的当量平均粒径增大时,临界流化风量(风速)增大。

(3)料层中颗粒密度增大时,临界流化风量(风速)增大。

(4)流体物理性质的影响。流体的运动黏度增大时,临界流化流量减小。料层的温度增高时,临界流化流量明显减小,热态下的临界流化风量(风速)约为冷态下的1/4~1/5。

43、在循环流化床锅炉中,固体颗粒起什么作用?

答:(1)燃料颗粒作为燃烧反应物,成为产生热量的基础。

(2)脱硫剂石灰石颗粒作为脱硫反应物质与SO2反应,完成炉内脱硫。

(3)在良好的流态化过程中,颗粒在炉内形成强烈垂直与横向传质和热交换过程,使床内温度分布均匀。

(4)通过颗粒的快速、高频率布朗运动和定向滑移,提高颗粒与受热面之间的接触概率,使传热能力极大地增强,使得炉膛内水冷壁的热流增加,事实上增大了区域内的传热系数。

(5)流态化两相流介质在构成循环流化床锅炉料层、悬浮段和循环的三大区域内,产生了高效的高温区域固体颗粒与空气介质氧气的有效接触与混合,产生快速热解、挥发分与焦油的着火与燃烧、焦炭粒子的着火与燃尽过程,强化了炉内燃烧,提高了燃料燃尽率。

(6)外置流化床换热器、INTEX换热器和冷渣器内的细灰热流,直接构成了对其内部受热面核心作用的固相接触型传导热过程。

44、煤粒在流化床内的破碎的主要原因是什么?

答:煤粒在流化床内的破碎分为一次爆裂破碎和二次燃烧碎裂。燃料颗粒进入循环床, - 15 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

在热颗粒环境下被环境下被快速加热,煤颗粒中的挥发分析出,诞生颗粒的内压,如果内压超过颗粒强度承受能力,刚颗粒发生爆裂。[www.61k.com)别处,颗粒形状的不稳定性,使得颗粒局部受热升温不均匀,产生热应力,也是颗粒一次爆裂的基本原因。挥发分析出一次爆裂完成后的焦炭颗粒在后续的燃烧过程中,由于燃烧的非均匀性及颗粒之间的物理碰撞,焦炭颗粒会继续碎裂,这种碎裂称为燃烧碎裂或一次破碎。

45、影响磨损速度的主要因素有哪些?

答:①烟气、物料的流速;②烟气中物料的浓度、粒度及硬度;③被磨损元件的表面形状、硬度;④物料与被磨损元件的相对运动方向。

影响最大的因素是气流的速度,磨损与速度的三次方成正比。

46、流化床中煤粒的破碎和磨损有什么区别?

答:流化床中煤粒的破碎是在瞬时无规则地发生的,而磨损却长期较规则地遍布于颗粒所涉及的每一炉内区域。

尽管破碎和磨损都能产生细颗粒,介破碎和磨损不是同一现象。破碎与挥发分的析出有关,是由挥发分析出时造成的内部压力、热应力、和冲击力所引起的,也可因为颗粒的连接“骨架”被烧断而发生,破碎产生的炭粒一般将保留在床料内;而磨损则是由于煤粒间的相互摩擦,以及煤粒对其他固体物质或燃烧室壁面的摩擦引起,它导致细粒从炭粒上分离下来,磨损产生的炭粒很快会被扬析掉。

47、床温对煤粒破碎特性的影响是什么?

答:床温主要是通过影响挥发分析出过程的快慢而对煤粒的破碎特性产生影响的。随着床温的升高,煤粒的破碎程度加剧。这是由于床温升高后,粒子内部有更高的压力梯度。

48、煤的热解过程指的是什么?

答:煤的热解过程是指煤粒受到高温加热后分解并产生大量气态物质的过程,热解产物由焦油和气体组成。

49、煤的热解一般可分为哪几类?

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答:就煤的热解过程所涉及的环境因素而言,一般煤的热解可分为两类:①在惰性气氛中加热时煤中挥发分的析出过程,如煤的液化、炼焦过程等均属于此类;②在氧化气氛中加热时煤中挥发分的析出的过程,如煤的燃烧过程初期经历的热解就属于此类。[www.61k.com)

50、影响煤热解特性的因素有哪些?

答:煤的热解特性除与煤种本身反应性质有关外,还显著地受到加热速率、环境压力、煤粒尺寸及煤粒内部结构特性的影响。

51、煤粒在流化床内的热解过程有哪两个典型特性?

答:煤粒在进入高温流化床后,受到炽热床料的快速快速加热,首先是水分的蒸发,然后当煤粒温度达到热解温度时,煤粒发生脱挥发分反应。由于热解的作用,颗粒物理化学特性发生急剧的变化,对有些高挥发分煤,热解期间将伴随一个短时发生的拟塑性阶段,即颗粒在热解期经历了固体转化为塑性体,又由塑性体转化为固体的过程。

52、挥发分的析出对煤的着火性能有哪些影响?

答:挥发分析出过程对煤种着火性能有两方面的影响:大量挥发分的析出并燃烧,反过来加热了煤粒,使煤粒温度迅速升高;挥发分的析出也增加了焦炭的孔隙率,改变了焦炭的反应活性。因此,挥发分含量越高的煤,其着火性能也就越好。

53、煤粒在流化床内的热解过程具有什么特性?

答:挥发分析出主要有两个稳定阶段,第一个稳定析出阶段在500~600℃范围内,第二个稳定析出阶段在800~1000℃范围内。

煤粒在流化床内热解过程具有典型的两阶段析出特性,即低温的高速挥发分析出阶段及高温的缓慢析出阶段。挥发分高速析出阶段的持续时间在10s左右,因不同煤种而异。并且粒径越大持续时间越长,挥发分总量中的大部分在该阶段析出。而第二阶段,即高温的缓慢析出挥发分阶段,主要以H2O为主,并且持续时间很长,有时可达数分钟之

久。根据煤粒在流化床中的燃烧过程,可知在挥发分析出的后期,焦炭燃烧和挥发分析出将重叠发生。

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54、为什么说小粒度比大粒度更易着火?

答:通常,由于小粒度与氧气产单位质量的接触面积较大,且在同样的流化速度条件下,其颗粒的运动活泼程度很高,形成了更加强烈的传热与传质过程,所获得的与灼热物料进行热交换的机会比大颗粒大了许多,容易产生快速温升。[www.61k.com]因此,一般小粒度煤粒比大颗粒更易着火。

55、焦炭颗粒的燃尽取决于什么条件?

答:焦炭的颗粒的燃尽取决于颗粒在炉膛内的停留时间和燃料特性所决定的燃烧反应速率。焦炭颗粒在炉膛内部的停留时间越长、燃烧反应速率越高,颗粒就越容易燃尽。颗粒的燃烧反应速率是由颗粒本身的化学反应活性决定的,活性越高,反应越快。提高炉膛温度、增加循环倍率、改善炉内配风方式、适当提高有效高度和减小颗粒粒径,可以提高低反应活性燃料的燃烧速率;减小颗粒粒径,可增大焦炭颗粒的燃烧反应表面积,提高燃烧反应效率;提高循环倍率,增加颗粒的反复燃烧次数,间接成倍增加反应时间;而炉膛调度的提高,可以增加内循环效率并直接增加颗粒在炉膛内的停留时间;改善炉内配风方式,可以促进颗粒横向水平流化湍动,实现分级送风,增加氧气穿透作用,消除贫氧区,优化炉内空气动力场,达到提高颗粒燃烧效率的目的。

56、焦炭颗粒的燃烧速率受到哪些因素的影响?

答:焦炭颗粒的燃烧速率受到颗粒外部流动边界层传质阻力,气相主流区氧含量、焦炭颗粒内孔隙率(即颗粒内传质阻力)和焦炭颗粒温度四个因素的影响。

57、CFB燃烧份额的定义是什么?

答:CFB燃烧份额是指CFB燃烧室各个区域中燃烧过程释放的热量占整个炉内燃料总量释放热量的百分比份额。

58、影响密相区燃烧份额减少的因素有哪些?

答:以下因素可以明显减少密相区燃烧份额:

(1)流化风速的增加。流化风速增加时,大量的细微被抛散到悬浮段部分,造成空 - 18 -

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间可燃物浓度显著提高和悬浮段温度上升,使上部的燃烧份额也随之增加。[www.61k.com]

(2)料层厚度降低。料层减薄后,扬析作用强化,使料层的蓄热 能力和捕捉颗粒效果增加减弱,降低了料层本身的燃烧份额。

(3)燃料中细微颗粒过多。细颗粒增加时,悬浮段可燃物浓度增大,使参与悬浮段与循环过程物料增多,降低了料层燃烧份额。

(4)床温降低。床温降低时,燃料燃烧反应速度下降,推迟了料层燃烧物的反应过程,形成燃烧后移现象。

(5)烟气再循环的使用。烟气再循环使得料层的氧气含氧量显著下降,在同样的床温、料层条件下,限制了料层内部燃烧量,使其燃烧份额下降。

(6)燃料挥发分含量增加会使燃烧份额上移,相对密相区燃烧份额会降低。

59、流化床锅炉结焦的形式有哪几种?

答:结焦的直接原因是局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度。依此标准,常将结焦分为高温结焦和低温结焦两种。另一种叫渐进性结焦。

60、什么叫高温结焦?

答:当料层或物料整体温度水平高于煤质变形或熔融温度时所形成的结焦现象。高温结焦的基本原因是料层含碳量超过了热平衡所需要的数量。

61、高温结焦的特点是什么?

答:高温结焦的特点是结焦面积大,焦块硬度高,区域之间互相边片甚至波及整个床面。从高温焦块的表观来处,基本上是熔融状态冷却后的坚硬焦块。其内外部包含相当多的琉璃质光滑焦状积瘤,冷却后呈深褐色,质坚块硬,并夹杂一些熔融过程的爆破气孔,不易被外力破碎。此时,仅有很小比例的料层区域出现松散低温焦,局部焦块可以看出一些原来颗粒的形状。

62、什么是低温结焦?

答:当料层或物料整体温度水平低于煤质变形温度,但局部超温而引起的结焦现象。低 - 19 -

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温结焦的基本原因是局部流化不良使局部热量不能迅速传出。(www.61k.com)

63、低温结焦的特点是什么?

答:低温结焦的特点是结焦仅波及炉内料层、分离器、返料器、冷渣器等局部范围,焦块硬度较低,区域之间互相的连片程度较差,结焦区域焦块松散。从低温焦块的静观来看,色泽与正常床料的基本颜色接近,可以明显地分辨出原来的颗粒形状,彼此松散地黏结在一起,而不是高温结焦那样熔化成不定性组织形态。另外,低温结焦的料层块状物种,分层现象明显,可以清晰地分辨出深黑色的富煤区域夹层和砖红色、灰色的纯灰区域,在外力的击打下容易破碎,低温焦块质地松散,密度要比高温焦块小一些。

64、产生结焦的主要原因是什么?

答:(1)布风板及其部分体系设计、插、投诉制造安装质量不好,布风严重不均匀,风平衡关系较差。

(2)固体燃料存在大粒径的粗大颗粒,无法形成良好的流化料层,产生底部弱流化黏滞层,造成结焦倾向。

(3)风门挡板开关位置不正确、严重的布风板漏灰、漏渣或操作员误操作,产生风量或风压偏离正常值,不能形成良好的料层流化。

(4)一次风机跳闸,很容易结焦。在热态运行、严重缺水后的紧急停炉处理或者在压火过程中,当炉温来不及降至合适温度且烟气氧量小于16﹪时,一旦突然意外或主动地跳闸,就容易结焦。

(5)燃料特性突然发生变化,造成结焦。这一过程主要是指由低热值燃料瞬间变化为高热值燃料,没有来得及减少给煤量,造成温升过快,料层温度瞬间达到结焦温度,出现结焦。

(6)耐火浇注料脱落,淡、沉降在料层内影响流化,产生结焦。

(7)启动前没有很好地清理布风板风帽,使得局部耐火浇注料涂层、安装胶带或其它异物堵塞了一部分风帽小孔,布风板下部风帽根部过渡管内壁通道,严重影响流化效果。 - 20 -

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(8)一次风机出口侧膨胀节突然爆裂,或者出口段风道漏风太大,都会造成风压风量的缺失,引起结焦。[www.61k.com)

(9)在CFB锅炉点火过程中,尤其在床上油枪、木材或木炭点火方式下,很容易在即将形成稳定着火温度之前,由于风量跟踪不合适,使得风量对料层的温度抑制效果没有达到,产生迅速的漫长,造成大面积的料层结焦国。

(10)对沸腾炉型的CFB锅炉来说,埋渣管布置面积不足,往往也是产生结焦的一个设备性根源。

(11)排渣不及时或返料器塌灰,形成很厚的料层厚度,不能够产生良好流化,在燃烧过程中局部固定床燃烧,形成结焦。

(12)返料器斜腿后墙给煤方式下,由于密封风、足量的给煤和预热段回料斜腿实际上构成了类似于煤粉炉预燃室燃烧器,很容易一百万局部明火,造成会料口附近结焦。

(13)对于灰量很大、灰熔点低且细颗粒居多的高浓度稀相区来说,强烈的脉动性悬浮段燃烧,往往会形成1100℃以上的悬浮段和分离器区域的高温,非常容易出现分离器体系的结焦。有时,还可以产生焦块雨状下落,跌落到主料层中,引起主料层流化问题,使之结焦。

(14)返料器风源消失时,会产生分离器下部堆灰,引起区域结焦。

(15)料层温度未达到正常燃烧温度之前,床上油枪一旦漏油,会渗透到料层中使局部渗透了液态油的颗粒团出现流化问题,而燃油较低的着火温度产生局部燃油爆燃,形成局部结焦。

65、CFB锅炉燃烧过程中燃烧份额的分配与哪些因素有关?

答:燃烧份额的分配取决于燃料粒度分布,燃料挥发分含量循环床内的物料浓度分布及

一、二次风比例。

66、影响CFB锅炉燃烧的主要因素有哪些?

答:影响流化床锅炉燃烧因素很多,主要有燃煤特性,燃煤宽筛分粒径分布特性,料层 - 21 -

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厚度,料层的平衡程度,床温水平,物料流化状态,给煤方式,烟风道漏风,燃烧室结构,炉膛出口氧量,一、二次风配风方式,播煤风等辅助风量的控制水平,循环倍率,脱硫剂用量,运行工况的稳定性,炉内空气动力场,气固两相流均匀性和炉膛结构设计合理性等因素。(www.61k.com]

67、在CFB密相区,煤燃烧所释放出的热量由哪几部分吸收?

答:在CFB密相区,煤燃烧所释放出的热量被以下几部分介质所吸收:

(1)通过料层和密相区的一次风、二次风、石灰石风、落煤口播煤风、冷渣器回料风形成的热烟气气流所带走的热量。

(2)四周水冷壁以及布置在密相区的其它汽水系统受热面所吸收的热量。

(3)J阀回料口返回的循环灰带走的热量。

(4)密相区持续上升颗粒所携带的热量。

(5)布风板排渣口排出的炉渣所带走的热量。

(6)入炉燃料、脱硫剂(石灰石)加热、燃烧与反应教程中所消耗的热量。

68、入炉煤粒度对流化床锅炉的燃烧有哪些影响?

答:入炉煤的粒度直接影响到炉内的物料的粒径大小和分布,因此,对流化床锅炉的燃烧具有较大的影响,具体产生影响如下:

(1)原煤粒度分布异常时,会造成燃烧室配风异常。由于料层临界流化风速随粒径的增大而增加,随粒径的减小而降低。因此,粒径过大时,二次风率下降,造成一、二次负配风方式偏离合理的运行工况,形成配风不良,影响燃烧效率和环保排放;而粒径过小时,不易形成料层稳定,配风敏感性增加。

(2)原宽粒度分布异常时,会造成料层流化程度的变化。粒径过大时,同样一次风量的条件下,局部流化会不良,局部床温升高,易发生床内结焦;而粒径过小时,料层流化增强,床温降低,容易发生灭火。

(3)原宽粒度分布异常时,会造成磨损加剧。粒径过大时,一次风量的增加使粗大 - 22 -

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颗粒浓度增加,会加速炉膛下部区域水冷壁、埋渣管、耐火层的磨损;而粒径过小时,又会产生悬浮段密相区颗粒浓度上升,形成上部炉膛内部受热面的磨损加剧。[www.61k.com]

(4)原煤粒度分布异常时,会造成飞灰和灰渣含碳量的增加。细颗粒居多时,造成大量的未燃尽细小颗粒碎末逸出,增加了飞灰可燃物含量;而粗大颗粒居多时,料层颗粒可燃物燃尽率降低,灰渣含碳量增加。

(5)原煤粒度分布异常时,会造成炉内各段受热面的传热分配关系严重失衡。细颗粒居多时,循环倍率增加,炉内吸热量加大,后续对流烟的对流换热减小,容易出现低汽温;粗大颗粒居多时,循环倍率下降,炉内吸热降低,后续对流换热增加,容易出现高汽温。

(6)原煤粒度分布异常时,会造成床温异常。一般情况下,细床料料层温度偏低,床上点火困难且易灭火,低温结焦倾向明显;而粗大颗粒料层温度偏高,高温结焦倾向明显。

(7)原煤粒度分布异常时,会造成循环倍率显著变化。粗大颗粒居多时,循环倍率下降;细小颗粒居多时,循环倍率增加。

(8)原煤粒度分布异常时,会造成炉内颗粒浓度变化。颗粒过细时,炉膛悬浮部分浓度增加,颗粒过粗时,料层密度增加。

69、CFB锅炉冷态空气动力场试验目的是什么?

答:通过测定流化床锅炉的空板阻力和料层阻力的特性试验,初步判断和检查布风板的布风均匀性,确定不同的料层厚度下的临界状态流化风量、风机电流和对应挡板开度组合,为锅炉的点火启动和热态运行提供参考,确定热态运行时的最低一次风量要求,保证锅炉在完全流化燃烧下的可靠性,防止床面结焦、过量漏渣、流量不均和设备烧损。

70、什么叫CFB空板阻力?如何进行空板阻力特性试验?

答:CFB空板阻力指的是对应一定的流化风量,布风板所具有的无物料状态下的结构性流化介质流通阻力。随着流化介质风量逐渐增加或减少,绘制出的布风板阻力与流化风量、 - 23 -

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流化风机电流或挡板开度的对应关系曲线即为CFB的空板阻力特性。[www.61k.com]

对于一台CFB锅炉来说,主要指的是主燃烧室的流化床锅炉布风板空板阻力。实际上,以对于大型CFB机组的返料器、外置换热器和流化床式冷渣器来说,其空板阻力特性试验对于判定这些部位的物料量也同样具有至关重要的意义,往往会直接指导这些附加设备的运行调整。

CFB主流化床阻力特性试验应按照以下步骤和要求进行:

(1)首先确保布风板风帽全部彻底得以清理,无堵塞、泄漏和异常安装错误。同时要求所有风门挡板开度指示与内部实际位置对应一致、调节灵敏、定位灵活、关闭严密。

(2)风烟系统调节压力、温度指示正确无误,信号一、二次管线无泄漏、堵塞。

(3)空板阻力试验至少应当进行两种风量配置状态的试验分析,工况1主流化风挡板微开0﹪~5﹪,开大点火中心风风门、夹层助燃风风门;工况全开主流化风门,点火中心风风门和夹层助燃风风门微开0﹪~5﹪。如有时间所有这三种风门均为全开,进行工况试验。

(4)建议检查DCS主调整画面和风烟系统画面完善,指示精确,数据全面,具备上述条件,以保证记录的同时性。如条件不允许,也可手工作表记录。

(5)检查布风板上无任何床料,启动引风机、一次风机、依次调整一次风机挡板开度为5﹪、10﹪、??、100﹪,但要限制一次风机电流不超过1.05倍额定电流。如超过,则须对一次风机最大调节风量进行限制,且在大电流下尽量缩短风机运转时间。

(6)测试期间注意保持炉膛出口风压为(0±100)Pa稳定不变,形成稳定的炉内压差。

(7)记录水冷风室压力与炉内密相区下部床压,二者差值即为布风板阻力,不推荐通过降低炉膛负压,使床压为零左右的简易计算试验方法。

(8)然后根据这些数据绘制准冷态一次风量、风机电流和挡板开度与阻力的关系曲线,通过温度修正,可得出热态的一次风量与布风板阻力的特性关系曲线。

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(9)返料器、外置换热器和冷渣器空板阻力试验可比照进行。(www.61k.com)

71、什么叫CFB料层阻力和料层流化特性试验?有什么意义?

答:CFB料层阻力指的是:对应一定的流化风量,当流化介质穿越布风板上方所支撑的物料颗粒层时,在沿着料层高度方向上所产生的流通阻力。

对应CFB流化风量的逐渐增加或减少,通过试验记录获得有关数据,绘制出料层与流化风量、流化风机电流或挡板开度的对应关系曲线,即为CFB的料层阻力特性试验。

随着流化介质风量的增加,布风板上方的料层阻力在完全流化以前逐渐增加,直到出现临界流化风量前一个瞬态出现最大值,然后随着整个料层完全腾空形成湍流流化时突然下降。在以后的更大风量条件下,随着越来越多的细颗粒的扬析和气力输送,进入循环返料过程,料层阻力少量降低后逐步达到稳定过程。在冷态下,对应一定厚度,这一过程可以实现流化下料层阻力和床压基本稳定。热态下的料层阻力将会受到排渣量、颗粒的热爆裂程度、床温变化、流化风介质温度流化程度等多方面影响,需要通过调整来实现稳定。但如果床压与给煤、排渣量平衡且床温、风温基本不变时,在完全流化程度下正常运行过程,可以做到料屋阻力的稳定。料层流化特性试验目的就是为了精确地确定冷态下不同料层厚度下所出现的这一全过程的所有关键临界点所在区域和具体的数值,以指导热态运行调整。

循环流化床锅炉设备

1、循环流化床锅炉主要由哪些设备组成?

答:循环流化床锅炉主要由燃烧系统设备、气固分离循环设备、对流烟道三部分组成。其中燃烧设备包括风室、布风板、燃烧室、炉膛、燃油(燃气)及给煤系统等几部分。气固分离循环设备包括物料分离装置和返料装置两部分;对流烟道包括过热器、再热器、省煤器、空气预热器等受热面。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

2、流化床燃烧设备分为哪几种类型?

答:流化床燃烧设备按流体动力特性可分为鼓泡流化床锅炉和循环流化床锅炉,按工作条件可分为常压和增压流化床锅炉。[www.61k.com]

3、循环流化床锅炉的汽水系统包括哪些设备?

答:循环流化床锅炉的汽水系统一般包括尾部省煤器、汽包、水冷系统、汽冷式旋风分离器的进口烟道、汽冷式旋风分离器、包墙过热器、低温过热器、屏式过热器、高温过热器及连接管道、低温再热器、屏式再热器及连接管道。

4、汽冷旋风分离器的结构是怎样的?

答:汽冷式旋风分离器上半部分为圆柱形,下半部分为锥形。分离器烟气出口(旋风分离器的中心筒)为圆筒形钢板件形成的一个端部敞开的圆柱体,长度几乎伸至旋风分离器圆柱体一半位置。进入分离器的细颗粒和烟气旋转向下流动至圆体区域而后向上流动,被分离的颗粒落入圆柱体的底部,进入与分离器相连接的立管和回料器,没有被分离的细小颗粒和烟气由分离器烟气出口离开分离器。

旋风分离器为膜式包墙过热器结构。其顶部与底部均与环形联箱相连接,墙壁管子在顶部向内弯曲,使得在旋风分离器管子和烟气出口筒之间形成密封结构。其内部流动的介质为经过旋风分离器进口烟道受热面加热过的过热蒸汽,过热蒸汽先由分离器进口烟道受热面的出口联箱经导汽管引至旋风分离器下部环形联箱,后经包覆在分离器四周的管子,受热后引至上部环形联箱,后经导汽管进入侧包墙过热器。

旋风分离器的内表面焊接了大量短销钉,并敷设有防磨材料,其厚度距管子外表面有20~30㎜。汽冷分离器外部为类似于水冷壁外部的保温层和护板。

5、循环流化床锅炉分离机的构的作用是什么?

答:循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流化状态,保证物料和脱硫剂多次循环,反复燃烧和反应,提高燃烧效率和脱硫效率。

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6、什么是分离器的分离效率?

答:分离器的分离效率是指含尘气流在通过分离器时,捕捉下来的物料量占进入分离器的物料量的百分数。[www.61k.com]

7、分离器分离效率的变化将对循环流化床锅炉运行产生什么影响?

答:分离器分离效率的变化将对炉膛床料粒度、底渣粒度、燃料停留时间、飞灰和底渣排出比例,以及整个锅炉的经济性产生影响。

8、什么叫旋风分离器的临界直径?

答:旋风分离器所能有效捕集的最小粉尘颗粒直径称为旋风分离器的临界直径,它在多数情况下指的是分离器分组效率中的d99,有时人们也指切割粒径d50。

9、分离器及回送装置对循环流化床锅炉的重要性是什么?

答:循环流化床锅炉的分离机构是循环流化床的关键部件之一,其主要作用是将大量高温固体物料从气流中分离出来,送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流化状态,保证燃料和脱剂多次循环、反复燃烧和反应,达到理想的燃烧效率和脱硫效率。因此,循环流化床分离机构的性能,将直接影响整个循环流化床锅炉的运行性能。

循环流化床的分离机构具有以下几个特点:

a) 能在高温下正常工作。

b) 能满足极高浓度载粒气流的分离。

c) 具有低阻的特性。

d) 具有较高的分离效率。

e) 结构紧凑,易于设计。

f) 分离器内部有防磨层和绝热层。

10、影响高温旋风分离器性能的主要因素有哪些?

答:⑴切向入口风速的影响。一般来讲,入口风速越高,分离效率越高。但当风速过高时,由于气流湍流度增加,以及颗粒反弹加剧等原因,分离效率反而下降。 - 27 -

循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

⑵温度的影响。(www.61k.com]温度越高,气体黏度越大,分离效率越低。

⑶颗粒浓度的影响。颗粒粒径越大,分离效率越高。

⑷结构参数的影响。结构参数包括分离器的进口宽度和形式,中心管长度与直径,以及分离器筒体直径等。

⑸分离器下降管是否有抽气或进气。如有抽气,则分离器对细颗粒的分离效率有明显提高,反之则效率下降。

11、布风板的种类有哪些?其作用是什么?

答:目前流化床锅炉采用的布风板有冷却型和非冷却型两种。冷却型布风板是由燃烧室水冷壁弯曲构成的,一般和水冷风室同时采用。它是为了采用床下点火所设置的。

12、流化床为什么要求布风板要有一定的压降?

答:一个稳定的流化床要求布风板要有一定的压降,一方面使气流在布风板下的速度分布均匀,另一方面可以掏由于气泡和床层起伏等原因引起颗粒分布和气流速度分布不均匀。布风板压降的大小与布风板上风帽开孔子率的平方成正比。布风板的压降会造成压头损失与风机电耗,因此布风板设计时布风板阻力取为维持均匀稳定床层需要的最小布风板压降。一般布风板阻力为整个床层阻力(布风板阻力加料层阻力)的20﹪~30﹪时,可以维持订层稳定的运行。

13、风帽的作用是什么?

答:风帽是保证锅炉安全经济运行的关键部件,其作用是实现流化床锅炉均匀布风。

14、布风板风帽的种类有哪些?

答:风帽的种类有钟罩式、蘑菇头式、导向式、猪尾巴式等。

15、大直径钟罩式风帽的特点是什么?

答:⑴内客设计合适阻力,可使布风均匀,调节性能好,运行稳定。

⑵外帽小孔风速低,降低风帽间的磨损。

⑶外帽与内管螺纹连接,便于检修。

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⑷运行时风帽不易堵塞,不易倒灰。[www.61k.com]

⑸使用寿命长,不易损坏。

16、什么是风帽的开孔率?

答:开孔率是风帽设计的一个重要参数,是指各风帽小孔面积的总和与布风板有效面积之比值。

17、什么是小孔风速?其过大或过小对流化床的正常运行有什么影响?

答:小孔风速高,气流对床层底颗粒的冲击就越大,扰动就越强烈,有利于粗颗粒的流化,在低负荷时也能稳定运行,负荷调节范围大。但小孔风速过大时,风帽阻力增大,所需风机压头大,使风机电耗增大;反之,小孔风速过低,容易造成粗颗粒沉积使底部流化不良,尤其是当负荷较低时,往往不能维持稳定运行,所以小孔风速应根据燃煤特性、颗粒特性负荷调节范围和风机电耗等因素全面考虑选择。

18、循环流化床锅炉风室的特点是什么?

答:(1)具有一定的强度和较好的气密性,在工作条件下不变形、不漏风。

(2)具有较好的稳压和均流作用。

(3)结构简单,便于维护检修,且风室设有检修门和放渣门。

19、循环流化床锅炉风室的主要类型有哪些?

答:风室的主要类型有分流式风室和等压风室。分流式风室借助分流罩或导流板把进入风室的气流均分为多股气流,使其获得接近于正方形的风室截面从而获得均匀的布风;等压风室具有倾斜的底面,能使风室的静压沿深度保持不变,有利于提高布风的均匀性。

20、对水冷风室的设计有何要求?

答:(1)具有一定的强度、刚度及严密性,在运行时不变形,不漏风。

(2)具有一定的容积,使之具有一定的稳压作用,消除进口风度分布不均匀的影响,一般要求风室内平均气流速度小于1.5m/s。

(3)具有一定的导流作用,尽可能地避免形成死角与涡流区。

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循环流化床锅炉技术 循环流化床锅炉技术600问

(4)结构简单,便于维护检修。(www.61k.com]

(5)水冷结构的水动力性能良好。

21、什么是循环流化床密相区?它的作用是什么?

答:在循环流化床中采用二次风后,一般就将床层人为地分成两个区域:上部的稀相区和下部的密相区。密相区以上布置二次风口。密相区的作用是:①容纳部分大颗粒流化和燃烧完全;②提供一个储热装置,使冷燃料进入燃烧室后稳定升温着火。密相区的存在使增减负荷时床内的稳定性提高。

22、物料循环系统由哪些部件组成?

答:物料循环系统由组成固体颗粒循环系统的所有部件组成,包括燃烧室、旋风分离器、外置床和返料器等。

23、回料器由哪几部分组成?作用分别是什么?

答:回料器一般由立管和阀组成。立管的主要作用是防止气体反窜,形成足够的差压来克服分离器与炉膛之间的压差。阀的作用是调节和开闭固体的颗粒流动。

24、回料器的作用是什么?

答:(1)把从旋风分离器分离下来的再循环物料连续稳定地送回炉膛。

(2)提供旋风分离器的负压和燃烧室正压之间的密封。

25、J阀回料器的工作原理是什么?

答:J阀回料器通过分离器底部出口的物料在立管中建立的料位差,来克服炉膛内的正压,物料返送的动力源于立管中建立的料位差,通过回料器上升段和下降段的不同配风,使上升段和下降段呈现不同的流态化,有利于回料器的工作稳定。

26、冷渣器有哪些种类?

答:按渣运动方式不同,分为流化床式、移动床式、混合床式和输送机式;按冷却介质的不同,可分为水冷式、风冷式和风水共冷式三种。

27、冷渣器的主要作用是哪些?

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答:冷渣器的主要作用有:降低渣的温度;回收渣的物理热;提供安全的除渣工作环境;通过细颗粒分选回送,保持炉膛内细颗粒存料量和循环量。(www.61k.com]

28、风水联合冷渣器的作用是什么?

答:(1)用流化风和冷渣器中的水冷埋管回收锅炉排渣的物理热,以提高锅炉效率。

(2)降低热渣温度,满足输渣系统中设备安全的要求。

(3)细颗粒分选加送,保持炉膛存料量和良好的流化。

29、风水联合冷渣器流化风机的作用是什么?

答:风水联合冷渣器流化风的腹胀是采用流化床原理用冷风与炉渣进行热关键所在,达到冷却炉的目的。因此风水联合冷渣器流化风要有足够的压头克服流化床冷渣器和炉内的阻力。风水联合冷渣器流化风机的作用就是提供冷渣器流化风。

30、风水联合冷渣器的工作原理是什么?

答:利用流化风使渣处于鼓泡状态运行,用风冷和水冷埋管冷却热渣。

31、风水联合冷渣器的特点有哪些?

答:(1)冷却能力强,适合大渣量煤种。

(2)出口渣温低于150℃。

(3)体积小,容易布置。

(4)利用锥形阀控制排渣量。

(5)可将排渣中的细物料送回燃烧室,以保证物料循环。

32、水冷螺旋冷渣器的工作原理是什么?

答:循环流化床锅炉的灰渣进入水冷绞龙后,在两根反向转动的螺旋叶片的作用下,作复杂的空间螺旋运动。运动着的热灰渣不断地与空心叶片、轴及空心外壳接触,其热量由在空心叶片、轴及空心外壳内流动的冷却水带走。最后,冷却下来的灰渣经出口排掉,完成整个输送与冷却过程。

33、水冷螺旋冷渣器有哪些优缺点?

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答:其优点是:体积小、占地面积和空间小,易布置(布置于锅炉本体下部)、冷却效率较高,而且这咱装置由于不用风,故灰渣再燃的可能性很小。[www.61k.com)

其缺点是:(1)对金属材料要求高,制造工艺比较复杂,设备初投资大。

(2)由于不能做到选择性排渣,使石灰石利用率和燃烧效率降低,增加了运行成本。

(3)由于螺旋冷渣器较长,中间一般不设支撑轴承,如果运行中被金属条或其他物卡住,易造成断轴等机械故障。

(4)最大问题是磨损严重可用率低,只能在低灰煤情况下长期使用。

34、循环流化床锅炉对物料回送装置有哪些基本要求?

答:(1)物料流动稳定。这是保证循环流化床锅炉正常运行的一个基本条件。由于固体物料温度较高,回送装置中又有充气,在运行中应保证在回送装置中不结焦,流动畅通。

(2)无气体反窜。由于分离器的压力低于燃烧室的压力,回送装置将物料从低压区送到高压区,而类似于放风分离器这一类分离装置如果有气体从下料管进入,会降低分离效率,从而影响物料循环。所以回送装置必须保证产生足够的压差,既能起到气体密封作用又能将固体颗粒送回床层。

(3)物料流量可控,既能稳定地开启或关闭固体颗粒的循环,同时还能够调节或自动平衡固体物料流量,从而适应锅炉运行工况的变化。

35、循环流化床锅炉为什么要使用冷冷渣装置?

答:从流化床锅炉中排出的高灰渣会带走大量的物理热,从而恶化现场运行,灰渣中残留的S和O仍可以在炉外释放出SO2和氮氧化物,造成环境污染。对灰分高于30﹪的中

低热值燃料,如果灰渣不经冷却,灰小标题物理热损失可达2﹪心上,这一部分通过适当的传热装置是可以回收利用的。另一方面,炽热灰小标题的自理和运输十分麻烦,不得机械化操作。一般的灰处理机械可承受的温度上限大多在150~300℃之间,帮灰渣冷却是必须的,为了控制床内存料量和适当的床高,防止大渣沉积,保持良好流化条件,从而避免结焦,就必须对放渣程序、时机和流量进行控制。此外,底渣中也有很多未完全 - 32 -

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反应的的燃料和脱硫剂颗粒,为进一步提高燃烧和脱硫剂效率,有必要使这部分细颗粒返回炉膛。(www.61k.com)而这些方面的操作均需要在冷渣装置中完成。

36、点火增压风机的作用是什么?

答:循环流化床锅炉是采用床下点火方式时,设有点火风道和点火风机,在锅炉点火时,为保证油燃烧器的燃烧用风,其压头在高于一次风在点火风道中的压头,这样才能保证油燃烧器的火焰和产生的热量向前运动,以取得良好的回执效果。点火风机的作用就是从点火后部向点火风道中送风。它的进风是热或冷一次风,只是起到加压的作用。由于其使用时间少,且只是给一次风加压,因此其功率和容量都较小。

37、播煤风机的作用是什么?

答:循环流化床锅炉在燃烧时,其下部密相区是正压运行,从给煤机下来的煤很难顺利进入炉膛,播煤风机产生的高压风通过落煤管,使给煤机下来的煤能顺利进入炉膛并在炉膛内播散开,使其在炉内均匀地和热物料混合,从而使煤在炉内着火更迅速,使锅炉的床温变化更均衡。播煤风机的风源来自热一次风,由于其用量很小,且也只是起到加压作用,所以其容量和功率都较小,有些机组没有播煤风机,而是直接由一次风作为播煤风。

38、罗茨风机的结构及特点是什么?

答:罗茨风机是两个相同转子形成的一种压缩机械,转子的轴线互相平行,转子中的叶轮、叶轮与机壳、叶轮与墙板留有微小的间隙,避免相互接触,构成的进气腔与排气腔互相隔绝,借助两转子反向旋转,将体内气体由进气腔送至排气腔,达到鼓风作用。由于叶轮之间、叶轮与外壳、叶轮与墙板均存在很小的间隙,所以运行时不需要往所缸内注润滑油,也不需要油气分离器辅助设备。由于不存在转子之间的机械摩擦,因此具有机械效率高,整体发热少、使用寿命长等优点。罗茨风机是比较精密的设备,平时保养要注意入口过滤器的清扫和更换,以及室内空气的干净与畅通,并且润滑要有保证。

罗茨风机是容积式风机,其风量随转速的增减而增减,风压与电流有关,即流量受 - 33 -

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背压影响小。(www.61k.com)返料阀正是利用了罗茨风机这个特点来实现松动风的定流量调节。在运行时,应注意风机的排压风压力在标牌数值以下,以免损坏其内部的压力部件。

39、给煤机的作用是什么?都有哪些形式?

答:给煤机是指将破碎后的煤送入流化床的装置,通常有皮带给煤机、链条经煤机、刮板给煤机、圆盘给煤机和螺旋给煤机等形式。

40、给煤点的数目如何规定的?

答:根据德国一些厂家的经验,经煤点的数目可以从以下负个方面考虑:首先,煤和石灰石的给煤点均不宜少于2点;第二,从单个给煤点所负责的床截面积看,对循环床,每个给煤点负责8~35㎡床面;第三,根据燃料性质不同,给煤点数也有所不同,如对高挥发分煤种,给煤在床高方向位置一般放在密相区下方,并参考系统压力平衡来决定。

41、皮带给煤机的优缺点主要有哪些?

答:皮带给煤机一般采用较宽的带裙边的胶带,它的主要优点是结构简单、加料均匀,可采用变速电动机改变胶带运行速度来控制给煤量。其缺点是当锅炉出现正压或不正常时,下料口会有火焰喷出,易把皮带烧坏。

42、旋转给料机的工作过程是怎样的?

答:固体物料从进料口进入给料机壳内,叶轮旋转使固体物料在间隙内运动到出料口,从而排出物料。由于叶轮与机壳的间隙较小,可以有效地防止上部的风向下流动或下部的风向上流动,起到锁气的效果。调节叶轮经料机的转速可以调节物料的排放量。旋转给料机动静间隙过小时易造成给料机工作不正常,主要是因为热膨胀造成的动静部件卡塞或大块物料卡住。

43、吹灰器一般分为哪几种形式?所使用的介质有哪些?

答:目前锅炉采用的吹灰器有枪式吹灰器、振动式吹灰器、钢珠吹灰器、超声波吹灰器等。所使用的介质有过热蒸汽、压缩空气等。

44、枪式吹灰器的结构及其工作过程是怎样的?

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答:枪式吹灰器分为全伸进式、半伸进式和旋转式。[www.61k.com)在高温区多采用全伸进式和半伸进式。在低温区多采用旋转式。它采用过热蒸汽作为吹灰介质。电动机经减速器带动空心轴转动,空心轴一端连接在蒸汽引入管上,另一端装有喷嘴头,喷嘴头上有喷孔。吹灰时空心轴被推入烟道中,并自动打开蒸汽阀门引入蒸汽,喷嘴头上喷孔在转动中喷出过热蒸汽的内能和产生的冲击能清除结渣和积灰,同时通过气流将灰渣吹走。吹灰完毕后,将喷嘴头退出烟道,以免烧坏。

45、什么是静电除尘器?它由哪几部分组成?

答:静电除尘器是利用电晕放电,使烟气中的灰粒带电,通过静电作用进行分离的装置。它由放电极、收尘极、高压直流供电装置、振打装置和外壳组成。

46、电接点水位计的构造及其工作原理是什么?

答:电接点水位计由水位容器、电极、测量显示器和测量线路组成。其工作原理是利用汽与水导电率不同来测量水位。

47、单式平衡容器水位计由水位——压差转换装置(平衡容器)和差压测量仪表两部分组成。平衡容器将水位的变化转换成压差的变化,用差压计测出压差,并将压差转换成电信号,显示出水位。

48、什么叫磨损?

答:由于机械作用偶伴有化学或电的作用物体工作表面在相对运动中不断损耗的现象称为磨损。

49、按机理的不同,磨损一般可分为黏着磨损、磨料磨损、腐蚀磨损、接触疲劳磨损、冲蚀磨损、微动磨损等。

50、磨损与哪些因素有关?

答:磨损与固体物料浓度、速度、颗粒的特性和流道几何尺寸、形状等密切相关。

51、什么是耐火浇注料?它与烧成转相比有哪些特点?

答:耐火浇注料实质上就是耐火混凝土。耐火浇注料与烧成的耐火砖相比,在性能上有 - 35 -

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以下特点:

(1)荷重软化温度比同质耐火砖低得多。(www.61k.com)

(2)线膨胀系数较小,因结合剂在加热过程中产生烧结收缩作用能抵消一部分骨料在加热时的膨胀。

(3)温度急变抵抗性好,冷热交换次数可在15次以上,比同质耐火砖好。

(4)重烧线改缩一般比耐火砖大。

(5)整体性能比耐火砌体要好。

51、耐火浇注料筑炉法有几种?现场浇注有哪几种情况?

答:常用耐火浇注料的施工方式有两种:一种是现场直接浇捣成型,另一种是预制成型。在现场直接浇捣成型有三种情况:整体浇捣成型(如小型室式炉);部分浇捣成型(如加热炉炉顶)以及局部浇捣成型或修补(如砌砖操作较困难的墙及拱部找平)。

52、什么叫冲蚀?

答:流体或固体颗粒以一定的速度和角度对材料表面进行冲击所造成的磨损称为冲蚀。

53、流化床锅炉耐火材料设置的主要目的是什么:

答:流化床锅炉耐火材料设置的主要目的是防止锅炉高温烟气和物料对金属构件的高温氧化腐蚀磨损,并具有隔热作用物料的循环磨损首先发生在耐火材料上,从而保证了金属结构的使用寿命,这是保证循环流化床锅炉长期安全运行的重要措施之一也是循环流化床锅炉的主要特点之一。耐火材料的使用对减少金属结构的使用、降低造价、方便检修维护具有十分重要的意义。

54、耐火防磨材料养护的主要目的是什么?

答:耐火防磨材料养护的主要目的是在控制冷态条件下,材料中水分尽可能在地析出,而不产生裂纹。

55、循环流化床锅炉采用的耐火防磨材料主要有哪些?

答:目前循环流化床锅炉采用的耐火防磨材料主要有非金属耐火砖、浇注料或可塑料。 - 36 -

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56、引起受热面磨损的原因有哪些?

答:受热面的磨损是由冲刷、冲击和微振磨损造成的。[www.61k.com]冲刷磨损是指烟气、固体物料冲刷受热面(或管束)平行时固体物料冲刷受热面而造成的磨损;冲击磨损是指烟气、物料的流动方向与受热面(或管束呈一定的角度相垂直时,固体物料冲击、碰撞受热面而造成的磨损;微振磨损是指传热条件下传热管与支撑件之间产生垂直运动而导致的传热管管壁损耗现象。

57、耐火材料磨损的原因是什么?

答:(1)热应力和热冲击造成的磨损。热应力和热冲击造成的磨损主要表现为温度循环波动、热冲击以及机械应力致使耐火材料产生裂缝和剥落。

(2)固体物料冲刷造成的磨损。固体物料冲刷造成的磨损主要表现为物料对耐火材料强烈冲刷而导致的破损。循环流化床锅炉内耐火材料易磨损区域包括边角区、旋风分离器和固体物料回送管路等。一般情况下,耐火材料磨损随冲击角的增大而增加。

(3)耐火材料性质变化造成的磨损。耐火材料性质变化造成的磨损主要表现为耐火材料变质和理化性能降低导致的破坏。主要表现为:碱金属的渗透造成耐火材料变质,有些耐火材料与结合剂强度降低,有些烘炉没有达到要求,引起衬里分层和崩溃。

58、燃烧室的磨损的原因是什么?

答:在循环流化床锅炉中,正常运行时燃烧室温度常达到850~950℃。为了适应快速负荷变化或高峰的需求而进行启动或停炉。燃烧室内温度的变化、压火和热启动产生的热启动产生的热冲击,以及热应力都会使耐火材料遭到破坏。炉膛部分一般采用厚炉衬。干燥、收缩、热振、应力下的塑性变形都会产生裂缝。不锈钢纤维虽然有助于减少裂缝,但不能彻底解决问题。过度的裂缝和挤压剥落引起耐火材料毁坏。

59、旋风分离器磨损的原因是什么?

答:一般炉膛顶部及分离器入口段、旋风筒弧面与烟道平面相交部位是可能磨损主要部位。由于烟气发生旋转,物料方向改变,速度高且粒度粗、密度大,因此很容易发生磨 - 37 -

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损。[www.61k.com]同时,该部位耐火材料较厚,一般情况下又不均匀,温度梯度也不均匀,加之经受900℃左右甚至更高的温度,因此过度的热冲击会引起衬里材料的裂缝,造成耐磨材料的破坏。另外,分离器筒体和锥体都承受着相当恶劣的工作条件,承受温度变化的热冲击、温度循环变化及磨损等。对许多衬里来说,反复的热冲击、温度循环变化、磨损和挤压剥落等共同导致了大面积损坏。当裂纹或磨损发生时,表面更粗糙或有凸起,磨损速度将进一步加快。对于旋风分离器下部的锥体,由于面积逐渐缩小,物料汇集密度增大且粒度较大,加上物料下落速度较快,可能会造成快速磨损。

60、立管及返料器磨损的原因是什么?

答:热冲击及颗粒循环变化常会导致立管和返料器的磨损。施工质量问题也会导致立管和返料器磨损,如模板之间不光滑过渡造成的内壁不光滑,直段与锥段的结合处的不光滑过渡、膨胀缝破坏处等。

61、目前在循环流化床锅炉防磨问题上采取的主要技术措施有哪些?

答:循环流化床锅炉的固有特性决定了其对设备的磨损是不可避免的,为了保证锅炉长期安全稳定运行,采取的主要技术措施有:①选用合适的防磨材料、合理设计磨损部件结构;②金属表面特殊处理技术、增加防护套、合理施工等。

62、循环流化床锅炉的的磨损主要与哪些因素有关?

答:循环流化床锅炉的磨损主要与风速、颗粒浓度和流场的不均匀性有关。

63、磨损的主要危害有哪些?

答:循环流化床锅炉的磨损主要表现在受热面、耐火材料及布风板风帽上。受热面,不管是水管、汽管、还是风管的磨损,轻者导致热应力的变化,使其受热不均,重者造成爆管或受热面泄漏,严重时导致停炉;耐火材料的磨损会使耐火材料脱落,锅炉漏灰、漏风或加重受热面磨损,导致耐火材料把排渣口堵住,使排渣不畅;布风装置磨损将导致布风不均,严重会引起锅炉续集。这些都将在不同程度地影响锅炉正常运行及安全经济性。

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64、炉膛水冷壁磨损主要有哪几部分?

答:水冷壁管的磨损是受热面磨损中最严重的部位之一。[www.61k.com)分析管壁各部位的磨损现状可知,炉膛水冷壁磨损主要有两个区域:

(1)水冷壁与耐火材料交接处的磨损。炉膛敷设耐火材料,对水冷壁有很好的保护作用随着循环流化床锅炉容量的不断增大,为了增加蒸发受热面,在炉膛稀相区内的水冷壁不再敷设耐火材料,仅在炉膛下部浓相区水冷壁上敷设耐火材料。这样在耐火材料与水冷壁的交界和过渡区域,气—固两相的正常流动颗粒发生变化,导致此区域的水冷壁磨损。转折区的凸台改变了下滑颗粒的流动方向,使该处磨损速率比壁面磨损速率高5~10倍,并且转折角越大磨损越严重。

(2)不规则管壁的磨损。不规则管壁主要包括穿墙管、炉墙开孔处的弯管、管壁上的焊缝等到,此处还有一些炉内测试元件,如热电偶等开孔处的管壁。

别处还有以下几个部分容易造成磨损:

(1)炉膛部分设有的人孔门、观火孔等圆孔处是易磨损的部位之一。由于炉膛内循环的灰是贴壁下流的,因而导致弯头上部的弯管磨损较轻,而开了下部的弯管磨损比较严重。

(2)水冷壁的焊接处也是易磨损的部位之至一,磨损首先发生在焊缝的上部,直到焊缝磨平以后才终止。而在炉膛的密相区,焊缝上面的管子也会发生磨损。

(3)为测炉温,在炉内必须将热电偶插入足够深度。插入的热电偶会对局部颗粒的流动特性造成较大影响,因此颗粒产生的扰流会造成热电偶护套和邻近水冷壁管的磨损。

(4)炉膛边角水冷壁管磨损也比较严重,炉膛边角区域沿壁面向下流动的固体物料浓度比较高,同时颗粒对壁面的冲击率增大。

65、尾部烟道受热面的磨损及预防是什么?

答:尾部对流烟道受热面包括再热器、过热器、省煤器和空预器。磨损发生器的主要部位是省煤器和空预器进口处。造成对流烟道受热面磨损的主要原因是分离器的运行效率 - 39 -

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达不到设计值。(www.61k.com)由于省煤器和空预器均布置在旋风分离器之后,若分离器效率达不到设计值,会有较多的飞灰颗粒进入尾部对流受热面,烟气飞灰浓度太高,而使其磨损加剧。设计上的考虑不周、安装时出现误差、受热面材质不好等,也是造成磨损的重要原因。

在尾部烟道中,颗粒一边向下流动,一边受重力作用而被加速,其绝对速度是烟气速度加上颗粒的终端速度。较高的灰浓度及大的颗粒速度,将导致省煤器等尾部受热面产生磨损。若在省煤器等尾部受热面管束的弯头与壁面之间间隙较大,则会形成烟气走廊,磨损也将加速。如果在尾部烟道设计时充分考虑上述因素,选择合适的烟速,合理设计结构,就可避免尾部受热面的磨损。

66、下部稳燃带与水冷壁交界处磨损的机理是什么?

答:下部稳燃带与水冷壁交界处磨损的机理有两个方面:一是过渡区域内由于沿壁面下流的固体颗粒与炉内向上运动的固体物料运动方向相反,因而在局部产生流动方向的改变,因而对水冷壁产生冲刷。卫燃带与水冷壁过渡区内水冷壁管壁的磨损并不是在炉膛四周均匀发生的,而是与炉内的物料总体流动形式有关。

67、热喷涂按热源不同,分为火焰喷涂、电弧热喷涂、等到离子喷涂等。其中火焰喷涂、爆炸喷涂和高速火焰喷涂。在电力设备上,目前常用的主要是电弧喷涂和火焰喷涂。影响电弧喷涂质量的主要因素是:选择的喷涂材料,喷涂工艺参数(电流、电压、喷涂距离,移动速度、气体压力等),前期毛化的质量。

68、涂层孔隙率对热喷涂层磨损性能有何影响?

答:孔隙是热喷涂层固有的特点,大多数情况下,孔隙是被定义为涂层的缺陷,尤其是用于防腐蚀的涂层。只有少数情况,其孔隙被利用“储存油”,有强化润滑性能。对抗磨粒冲蚀的抗磨涂层而言,孔隙过大,会降低涂层与基体的有效接触面积和涂层间的接触面积,从而降低涂层的自身强度,影响其性能。因此,要有合理的工艺或采用封孔的办法进行强化,以改善涂层的性能。

69、喷焊与喷涂的区别是什么?

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答:喷涂,就是将熔融或半熔融状态的喷涂材料,加速喷射到被处理部件的表面,形成涂层。[www.61k.com]

喷焊是将已有的涂层加热使之熔化,并与母材实现冶金结合。

喷焊层的抗磨性能要好于喷涂层,但对锅炉管而言,做喷焊时,由于热输入量大,易导致管子基材各项性能恶化,或者导致变形。

70、金属表面喷涂能防止磨损和腐蚀的原因是什么?

答:金属表面喷涂能防止磨损和腐蚀有两方面的原因:第一,涂层的硬度可能较基体的硬度更大;第二,涂层在高温下会生成致密、坚硬和化学稳定性更好的氧化层,且氧化层与其基体的结合更牢。其中后一种更为重要。

71、循环流化床锅炉各辅助设备的作用是什么?

答:(1)一次风机作用。主要用于流化床料,并为燃料提供初始燃烧空气。

(2)二次风机作用。主要是为分级燃烧使燃料燃尽、控制炉温、抑制NOx的产生提供

空气。

(3)高压流化风机作用。作为在高温旋风分离器下部的回料阀的流化风。

(4)高温旋风分离器作用。烟气从切身进入分离器筒体,烟气中所含较粗的颗粒物体在较大的离心力、惯性力、重力的作用下,甩向筒体并沿筒体壁落下。被分离的物料通过回路密封装置和回料管而返回流化床内,烟气中较细的飞灰与烟气一起通过分离器的中心管筒从分离器顶部进入锅炉的对流区域。

(5)布风板的作用。承受床料,保证等压风室区域内各处风压基本相等。布风板上有风帽,将流化空气均匀地分布到床层的整个截面。

(6)吹灰器作用。为了保证受热面的清洁,提高传热效率,降低排烟温度,降低排烟损失。

(7)暧风器作用。经暧风器加热,提高一、二次风风温,有利于防止空预器低温腐蚀,特别在冬季锅炉启动初期尤为重要。

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(8)启动燃烧器作用。[www.61k.com]将床温提高到主要固体燃料的燃烧温度;使固体燃料燃烧时,协助维持燃烧的稳定和锅炉负荷。

71、采用膜形水冷壁有哪些优点?

答:(1)膜式水冷壁将炉膛严密地保护起来,充公保护着炉墙,因而炉墙只须敷上保温材料及护板而不用耐火材料,所以简化了炉墙结构,减轻了锅炉质量。

(2)炉膛密封好,漏风少,减少了排烟热损失,提高了锅炉热效率。

(3)安装快速方便。

(4)膜式壁搞拉强度较高,因此膜式壁燃烧室可以采用悬吊结构,这对大型锅炉的热膨胀处理和锅炉总体结构极为有利。

72、弹簧式安全阀是怎样工作的?

答:弹簧式安全阀工作原理是:依靠弹簧的力量将阀芯压紧在阀座上,使安全阀处于关闭状态,阀芯的下面受蒸汽向上顶起的力。正常运行时,弹簧向下的压紧力达到安全阀起座力时,蒸汽对阀芯的作用力大于弹簧的作用力,使阀芯顶起,安全阀排汽。通过阀杆上部的调节螺丝改变弹簧的松紧程度,就可调整安全阀的起座压力。这种安全阀具有调节方便,体积小,质量轻,排汽能力大等优点。

73、汽包的作用是什么?

答:汽包是自然循环蒸发设备中的主要部件,它与水冷壁、下降管、集箱等组成蒸发设备。其主要作用有:

(1)连接水冷壁管与下降管和集箱组成自然而然回路,同时接收省煤器来的给水,向过热器输送饱和蒸汽。因此,汽包中加热、蒸发与过热这三个过程的连接点。

(2)汽包内存有一定水量,具有一定的蓄热能力,在工况变化时,能释放和吸收一部分热能,减缓汽压变化速度。

(3)汽包内 装有汽水分离装置,可以进行蒸汽净化。

(4)加药装置用于进行锅内水处理,改善蒸汽机品质。

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(5)排污装置可以降低炉水含盐量。(www.61k.com]

汽包是汇集炉水和饱和蒸汽的圆筒形压力容器,筒身由钢板卷制焊接连在一起。封头上开有椭圆形人孔门,以便于安装和检修。汽包内部装置有给水、汽水分离、加药和排污装置,还安装有压力表、水位计、安全阀等附件。汽包外面有不同的许多管座用于连接各种管道,如给水管、水冷壁管或水冷壁引入管、下降管、饱和蒸汽引出管及连续排污管、紧急放水管、再循环管,还有一些连接仪器和自动装置的管道。汽包的尺寸、材料和壁厚根据锅炉容量、参数的不同而不同。

74、汽包内旋风分离器的结构和工作原理是怎样的?

答:汽包两侧左右闭市汽水旋风分离器,它由筒体、引入管、顶帽、溢流环、筒底导叶和底板等部件组成。

旋风分离器是一种分离效果很好的汽水分离设备。其工作原理及工作过程是:较高流速的汽水混合物,经引入管切向进入筒体而产生旋转运动,在离心力的作用下,将水滴抛向筒壁,使汽水初步分离。分离出来的水通过筒体四周导叶进流入汽包水容积中。饱和蒸汽在筒体向上流动,进入顶帽的波形板间隙中曲折流动,在离心力和惯性力的作用下,小水滴被抛到波形板上,在附着力作用下形成水膜下流,经筒壁流入汽包水容积,使汽水进一步分离,而饱和蒸汽从顶帽上方或四周引入汽包蒸汽空间。

75、波形板(百叶窗)分离器的结及构及工作原理是什么?

答:汽包内旋风分离器筒体顶部配置有进叶窗分离器。百时窗分离器由许多平等的波浪形薄钢板组成,相邻两块波形板之间的距离为10mm,并用2~3mm厚的钢板边框固定。

其工作原理是:经过粗分离的蒸汽进入百叶窗分离器后,在波形板之间曲折流动。蒸汽中的小水滴,在离心力、惯性力和重力作用下抛到板壁上;在附着力的作用下,使水滴的作用下,使水滴黏附在波形板上形成水膜。水膜在重力作用下向下流入汽包水容积,使汽水得到进一步分离。由于利用附着力分离蒸汽中细小水滴的效果好,所以百叶窗被广泛地用来作为细分离设备。

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76、采用膜式水冷壁有哪些优点?

答:⑴膜式水冷壁将炉膛严密地包围起来,充分保护着炉墙,因而炉墙只须敷上保温材料及护板而不用耐火材料,所以简单化了炉墙结构,减轻了锅炉质量。(www.61k.com]

⑵炉膛密封好,漏风少,减少了排烟热损失,提高了锅炉热效率。

⑶安装快速方便。

⑷膜式壁搞拉强度较高,因此膜式壁燃烧室可以采用悬吊结构,这对大型锅炉的热膨胀总体结构极为有利。

77、过热器有什么作用?其形式如何?

答:过热器可吸收高温烟气的热量,从而将饱和蒸汽加热为过热蒸汽。

过热器按照吸热方式分为对流过热器和辐射过热器。循环流化床中辐射过热器布置在燃烧室,常采用插屏结构或者悬吊结构。对流过热器一般都布置在旋风筒到尾部的连接烟道内或在尾部烟道上部。对采用外围床的循环床,部分过热器用流化床埋管形式,放在外置床内。这种过热器不属于传统的对流型或辐射型过热器。

78、省煤器的作用有哪些?其结构形式如何?

答:省煤器是利用锅炉排烟余热来加热给水的热交换器。省煤器吸收排烟余热,降低排烟温度,提高锅炉效率。另外,由于进入汽包的给水经过省煤器提高了水温 ,减小了因温差而引起的汽包壁的热应力,从而改善了汽包的工作条件,延长了汽包的使用寿命。

79、省煤器再循环门的作用是什么?

答:装设省煤器再循环门的目的是在锅炉升火和停炉时,当中断给水时保护省煤器。因为在升火和停炉阶段,当不上水时,省煤器中的水是不流动的,高温烟气有可能把省煤器管烧坏。开启省煤器再循环门,利用汽包与省煤器工质密度差而产生自然循环,从而使省煤器管得到冷却。

80、什么叫空气预热器?其结构形式是什么?

答:利用锅炉排烟余热以加热燃烧用的空气的设备,称为空预器,采用空预器可以降低 - 44 -

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排烟温度,从而提高锅炉效率。[www.61k.com)

循环流化床锅炉目前采用的空预器有三种,多数循环流化床锅炉使用管式空预器,管式空预器又分为立管式和卧管式。少数循环流化床锅炉采用热管空预器,它的优点是漏风系数较小,第三类是采用回转式空预器,它的优点是相对体积较小,适合大容量循环流化床锅炉。如引进的白马300MW循环流化床锅炉。由于循环流化床锅炉一次风压较高,为避免漏风系数过大,用于循环床的回转空预器采用特殊分仓和密封方式。

例如某电厂管式空预器布置为:上面一级为二次风空预器,下级为一次风空预器,预热器管为Φ40mmX1.5mm。烟气在管内自上而下流动,空气在外横向冲刷。二次风经过两个行程后进入二次风管,一次经过三个行程进入一次风管,为了便于更换和维修,分两组布置,上面一组两个行程,下面一组一个行程。

81、电除尘的工作原理是什么?

答:在电晕极和集尘极组成的不均匀电场中,以放电极(电晕极)为负极,集尘极为正极,并以72kv的高压电源(高压硅整流变压器将380V交流电整流成72KV高压直流电,由横梁通过电晕极引入高压静电场)产生。当这一电场的强度提高警惕到某一值时,电晕极周围形成负电晕,气体分子的电离作用加强,产生大量的正负离子。正负离子被除数电晕极中和,负离子和自由电子则向集尘极转移。当带有粉的气体通过时,这些带电负荷的粒子就会在运动中不断碰到并被吸附在尘粒上,使尘粉荷电。在电场力的作用下,尘粉很快运动到达集尘极(阳极板),放出负电荷,本身沉积在集尘板上。

在正离子运行中,电晕区里的粉尘带正电荷,移向电晕板,因此电晕极也会不断积灰,只不过量较小。收集到的粉尘通过振打装置使其跌落,聚集到下部的灰斗中由排灰电动机排出,使气体得到净化。

82、目前配CFB的滚筒冷渣器有几种?

答:可归纳为三种:螺旋滚筒、百叶滚筒和多管滚筒。

螺旋滚筒的结构特点是滚筒内壁焊接螺旋状叶片。百叶滚筒的结构特点是滚筒内壁 - 45 -

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不仅密布螺旋叶片,使叶片纵横交错呈牛百叶状。(www.61k.com]多管滚筒(也称蜂窝滚筒)的结构特点似简单管壳式换热器,渣走管内,水在管外。

多管滚筒目前有水平型(其轴线是水平的)和倾斜型(其轴线与水平倾斜)两种。

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第三章 循环流化床锅炉试验与运行

1、运行调整的主要任务是什么?

答:⑴ 保持锅炉蒸发量在额定值内,并满足机组负荷的要求。[www.61k.com]

⑵ 保持正常的汽压、汽温、床温、床压。

⑶ 均匀给水,维持正常水位。

⑷ 保证炉水和蒸汽品质合格。

⑸ 保持燃烧良好,减少热损失,提高锅炉热效率。

⑹ 及时调整锅炉运行工况,尽可能维持各运行参数在最佳工况下运行。

2、循环流化床锅炉运行调整的任务是什么?

答:⑴ 保持锅炉的蒸发量在额定值内,满足汽轮机的需要。

⑵ 保持正常的汽温及汽压。

⑶ 均匀给水保持水位正常。

⑷ 保持燃烧良好,提高锅炉效率。

⑸ 保证锅炉机组安全运行。

⑹ 保证烟气含尘浓度、SO2、NOX的排放符合标准要求。

3、循环流化床锅炉一般都设哪些保护?

答:除了煤粉炉常用的炉膛压力、汽包水位、汽压、FSSS、风机边锁保护外,还有床温、流化风量、旋风分离器出入口烟温保护等。

4、循环流化床锅炉一般都设哪些自动控制?

答:除了汽水侧的汽包水位、汽温自动调节外,流化床锅炉实现了汽压(给煤量)、床温(一次风量)、氧量(二次风量)、炉膛压力(引风机)和床压(排渣量)自动控制。

5、MFT动作条件有哪些?

答:1)汽包水位高三值(+250mm)。

2) 汽包水位低三值(-200mm)。

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3) 流化风量<30﹪额定一次风量。(www.61k.com]

4) 炉膛压力高二值(3.5Kpa)。

5) 炉膛压力低二值(-3.5Kpa)。

6) 所有一次风机全停。

7) 所有二次风机全停。

8) 所有引风机全停。

9) 所有高压流化风机全停。

10) 旋风分离器入、出口温度

11) 床上启动燃烧器未投且床温

12) 手动MFT。

13) 汽轮机主汽门关闭。

14) DCS失电。

6、在哪些情况下应加强对汽温、汽压的监视与控制?

答:⑴负荷变化时;⑵燃烧不稳定时;⑶投停高压加热器时;⑷煤质发生变化时;⑸给水压力变化较大时;⑹锅炉吹灰时;⑺调整一、二次风时;⑻床温变化较大时。

7、皮带式给煤机启动前的检查项目有哪些?

答:⑴确认煤仓煤量在1/3以上;⑵关闭给煤机出入口检查门;⑶玻璃观察孔无破损;⑷给煤机皮带无破损、偏离现象;⑸出入口电动门开关灵活、指示正确;⑹出入口密封风风量符合要求;⑺播煤风风量符合要求;⑻床温达到投煤条件;⑼清扫装置良好。

8、风、水联合冷渣器结焦的原因是什?

答:⑴煤的粒度大,造成排渣困难、床压升高,锥形阀开度大,瞬间大量热渣排入冷渣器。

⑵给煤口距排渣口较近,使未燃尽的煤粒随着灼热的渣一起排入冷渣器。

⑶渣的粒度大,冷渣器流化风量低,不能及时将排入冷渣器的热渣冷却下来。 - 48 -

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⑷在事故排渣口处有流化风吹不到的地方。(www.61k.com]

9、运行中如何避免风水联合冷渣器结焦?

答:⑴保证正常的燃煤粒度。

⑵进渣量不能太大,进渣速度不能太快。

⑶保证冷渣器各仓内适当的料层厚度。

⑷保证排渣中较小的含碳量。

⑸保证锅炉床料流化充分、燃烧完全、床温尽可能大于850℃。

10、二次风调整原则是什么?

答:启动及低负荷时,不考虑加二次风。在锅炉厂指定的负荷(一般是50%左右)以上时,维持炉膛出口氧量在3%~5%,同时调整一、二次风比,使燃烧室上下温差达到最小。

11、什么是炉膛差压?

答:炉膛差压是一个反映炉膛内固体物料浓度的参数。通常将所测得的燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差作为炉膛差压的监测数值。炉膛差压值越大,说明炉膛内的物料浓度越高,炉膛的传热系数越大,则锅炉负荷可以带得越高,因此在锅炉运行中应根据所带负荷的要求,来调节炉膛差压。而炉膛差压则通过锅炉分离器装置下的放灰管排放的循环灰量的多少来控制,一般炉膛差压控制在500——2000Pa之间。用户根据燃用煤种的灰份和粒度设定一个炉膛差压的上限和下限作为开始和终止循环物料排放的基准点。此外,炉膛差压还是监视返料器是否正常工作的一个参数。在锅炉运行中,如果物料循环停止,则炉膛差压会突然降低,因此在运行中需要特别注意。

12、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态?

答:循环流化床锅炉在运行中要遇到四种流态。启动吹扫时,物料处于固定床或微流化状态;启动和低负荷时,锅炉实际运行在鼓泡床状态;中负荷或高负荷时,锅炉才真正处于循环流化床状态;炉膛上部、下部温度才基本均匀。压火时,则处于固定床状态。 - 49 -

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当运行中出现物料不平衡,煤质变化,会出现大风量运行情况,因为分离效率下降和补充物料不及时,便会出现密相、稀相气力输送燃烧,这时锅炉接近煤粉炉运行工况。(www.61k.com)

13、风水联合式冷却滚筒冷渣机工作原理?

答:主要由内部固定螺旋叶片的双层密封套筒、进料与排风装置、进出水装置、传动装置和底座组成。当套筒由传动装置驱动旋转时,锅炉排出的高温灰渣在套筒内由螺旋叶片导向前进,冷却水均匀地通过套筒封间,自然冷却风也不断地从套筒内通过,使热态灰渣逐步冷却。

14、常用脱硫方法?

答:国内外目前普遍采用脱硫方法可分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫、燃烧后脱硫三大类。 燃烧前脱硫,是采用洗煤技术对煤进行洗选,将煤中大部分的可燃无机硫洗去,降低燃烧煤中的含硫量,从而达到减少污染的目的。

燃烧中脱硫(即炉内脱硫),是在煤粉燃烧过程中同时投入一定量的脱硫剂,在燃烧时脱硫将二氧化硫脱除。典型技术是循环流化床技术。

燃烧后脱硫(即烟道气体脱硫),是在烟道外加装脱硫设备,对烟气进行脱硫的方法,典型技术有石灰石-石膏法,喷雾干燥法,电子束法,氨法等。

烟道气体脱硫是目前世界唯一大规模商业化应用的脱硫方式。90%以上的国内外火电厂脱硫技术落后均采用石灰石-石膏法。

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三 : 循环流化床锅炉SNCR技术运行分析

摘 要 随着国家环保排放要求的日益严格,循环流化床锅炉SNCR脱硝技术具有很广泛的使用优点,是企业的优选脱硝技术之一。

关键词 SNCR;NOx ;循环流化床锅炉;脱硝技术;运行
中图分类号:TK2 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2013)20-0082-02
NOx是一种主要的大气污染物质,它与碳氢化合物可以在强光作用下造成光学污染,排放到大气中的Nox是形成酸雨的主要原因,严重危害到生态环境。目前,我国已经对电厂的Nox排放作出最严格的限制,国家和社会对环境的关注与保护提高到了首要位置。
我公司在东莞地区的3台240 t/h循环流化床锅炉SNCR脱硝项目已经完成安装、调试,并且运行使用已经有一年了,该系统目前运行情况良好,(www.61k.com)各种污染物排放满足设计要求。
本文就该技术在循环流化床锅炉上的使用情况和参数进行描述,总结出相关的经验,以便参考。
1 SNCR技术介绍
选择性非催化还原(Selective Non-Catalytic Reduction,以下简写为SNCR)技术是一种成熟的商业性NOx控制处理技术。SNCR方法主要在850℃~1050℃下,将含氮的化学剂喷入贫燃烟气中,将NO还原,生成氮气和水。而选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR),由于使用了催化剂,因此可以在低得多的温度下脱除NOx。两种方法都是利用氮剂对NOx还原的选择性,以有效的避免还原氮剂与贫燃烟气中大量的氧气反应,因此称之为选择性还原方法。
循环流化床锅炉旋风分离器内烟温一般为850℃~950℃,是SNCR技术的最佳反应温度,因此,SNCR喷枪一般布置于旋风分离器进口烟道上。高温烟气在旋风分离器内形成强烈的涡流,结合,能够保证还原剂能够与烟气充分混合,由于分离器直径比较大,可容纳的烟气量多,烟气可停留较长的时间。所以,SNCR技术特别适用于循环流化床锅炉,其脱硝效率可以达到60%以上。
2 系统工艺流程
本案脱硝系统由尿素制备系统、尿素输送模块、尿素溶液循环模块、稀释模块、在线稀释模块、分配模块、喷射系统、控制系统组成,其工艺流程如图1所示。
图1
3 运行情况介绍
锅炉在60%~110%BMCR负荷范围内,脱硝系统投运后NOx排放浓度小于100mg/Nm3,满足国标排放要求,具体脱氮效率及还原剂使用情况见图2~图6。
图2
图3
图4
图5
图6
注:横坐标为尿素喷入量,单位为(m3/h);纵坐标为折算后(O2为1.4)标况下氮氧化物浓度,单位为(mg/Nm3)。
4 调整数据分析
本系统设计适应锅炉负荷范围为60%~120%BMCR,由试验运行数据可知,SNCR系统投运能力完全满足锅炉负荷要求,污染物排放浓度满足100mg/Nm3的国家排放浓度限值。
从数据分析,锅炉在80%~100%BMCR的负荷时,SNCR性能效益达到最优,氨氮比可以达到1.2,但是当锅炉负荷小于80%BMCR或者大于100%BMCR时,SNCR性能效益不高,氨氮比超过1.8,原因为:1)当锅炉低负荷时,反应区烟气温度较低,还原剂在反应区虽然有较长的停留时间,但脱硝利用率不高;2)当锅炉高负荷时,反应区烟气温度适合,但由于锅炉烟气量较大,烟气流速快,还原剂在反应区没有足够的停留时间,使得脱硝利用率不高。
5 结束语
随着国家对环境保护工作推行,环保型循环流化床锅炉将有更大的使用需求,SNCR脱硝技术已经成为循环流化床锅炉的首选脱硝技术,其具有改造工期短、改造难度小、投资节省、还原剂适应性广等多种优点。它是一种经济环保的脱硝技术。
参考文献
[1]王智化,周俊虎,周昊,等.炉内高温喷射氨水脱除NOx机理及其影响因素的研究[J].浙江大学学报:工学版,2004,38(4):495-500.
作者简介
曾德醒(1982-),男,广东广州人,工程师,本科,研究方向:环境工程。

四 : 循环流化床锅炉工作原理,技术结构特点

循环流化床锅炉的工作原理如下:燃煤和空气进入一个流态化燃烧室,发生掺混和着火燃烧,夹带着大量细颗粒物料的烟气在炉膛出口以后的气固分离器中把所夹带的固体物料分离下来,烟气进入尾部受热面,而被分离器收集下来的物料通过返料器被送入燃烧室循环在燃烧。  循环流化床锅炉的技术特点:  1.燃料适应性广  在循环流化床锅炉中,燃料仅占床料的3%左右,其余是不可燃的固体颗粒。循环流化床锅炉特殊的流体动力特性使得气固和固固混合非常好,因此燃料进入炉膛后很快与大量床料混合,燃料被迅速加热至着火温度,而同时床层温度没有明显降低。因此所有煤种均可在其中稳定高效燃烧。运行中变换煤种时,燃烧设备和锅炉本体不做任何修改也可取得较高的燃烧效率。  2.燃烧效率高循环流化床锅炉与其他种类锅炉的根本区别在于燃烧系统。循环流化床锅炉的燃烧系统是由燃烧室,物料收集器和返料器组成。高温物料在气流的夹带下进入物料收集器,被收集下来的物料进入返料器,再经返料器送回燃烧室,进行多次循环燃烧,因此燃烧效率很高。  3.负荷调节范围大,负荷调节快  锅炉运行中经常会出现负荷的变化,当负荷降到70%以下时,其它类型锅炉燃烧率和热效率会明显降低且燃烧很不稳定,有时甚至不能维持正常的燃烧;而循环流化床只需调节给煤量,空气量和返料循环量,故而其负荷可在30%-110%之间调节;此外由于截面风速高和吸热控制容易,循环流化床锅炉负荷调节速率也快,一般可达每分钟4%。  4.洁净的燃烧技术  循环流化床锅炉在炉内加入石灰石,可在炉内进行简单脱硫,当钙硫摩尔比为2时,脱硫效率可达80%以上;由于运行中采用分级送风和低温燃烧,故NOx生成量极低。因此大大减轻sOx与NOx排放量,改善大气与环境质量。  5.易于实现灰渣的综合利用  循环流化床锅炉属于低温燃烧,同时炉内优良的燃尽条件是的锅炉的灰渣含炭量低,属于低温烧透,易于实现综合利用。  6.床内不布置埋管受热面  循环流化床锅炉的床内不布置埋管受热面,因而不存在埋管受热面的磨损问题。此外,由于床内没有埋管受热面,启动、停炉容易,且长时间压火之后可直接启动。  循环流化床锅炉主要结构特点如下:  (1)锅炉结构为(单)双锅筒横置式自然循环锅炉;  (2)炉膛出口配置有平行的高温旋风分离器,运行稳定,分离效率高。  (3)采用进口耐热钢制作的旋风喉管,耐高温、耐磨损。  (4)返料器采用两个小U型阀,实行双点回料,如炉回料分布均匀,不会形成在布风板上局部堆积而影响流化质量。  (5)U型返料器,进料量与回料量自动平衡,运行中无需人为调节。  (6)炉膛下部水冷壁管及烟窗管均缠绕耐热钢丝,确保受热面使用寿命。  (7)炉膛内部不布置埋管受热面,不存在埋管的磨损问题。  (8)流化床炉膛、旋风分离器等部位均采用流化床耐磨成型砖和流化床耐磨浇筑料,保证锅炉长期安全运行。

本文标题:循环流化床锅炉技术-循环流化床锅炉技术问答
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