煤灰成为床料的循环流化床锅炉采用低倍率循环的必要条件论文

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1、煤灰成为床料的循环流化床锅炉采用低倍率循环的必要条件论文前言循环流化床（CFB）锅炉技术是从化学工业领域移植过来的。锅炉所用的床料，其粒度组成与化工中常用的催化裂化剂有很多不同，本文仅对床料的几何尺寸对循环流休床锅炉的设计略作分析，提出以煤灰为床料的循环流化床锅炉采用低倍率循环的条件及必要性。一、分层流化现象流化床锅炉用的料粒径一般是不均匀的，目前设计中沿用平均粒径的概念即用某一当量粒径来代表宽筛分粒子群的行为。我国工业锅炉计算方法中采用重量平均径欧美诸国多用比表面积平均径（或称调和平均径）。对于由

2、机械破碎而成（不是用不同粒径的煤掺混而成）的0－8MM的煤粒比表面积平均约为1－1．5M床层空截面流速大于临界流化速度UMF，（床层才可能流化，空截面流速大于粒子的终端速度）粒子就可能被气流带出炉膛。对烟煤子在30及85烟气流中及计算值列于表1。表1．烟煤粒子的流化特性粒径dmm0．100．250．500．751．001．502．0030℃Unfm/s0．0080．0470．1760．3420．5050．7841．005Utm/s0．4851．2112．4233．6344．8467．2688．615

3、850℃Umfm/s0．0030．0190．0760．1680．2940．6200．998Utm/s0．1181．3772．7554．1325．0597．26411．018粒径dmm4681020304030℃Umfm/s1．6152．0342．3912．6393．8524．7315．470Utm/s12．18314．95017．23019．26427．24333．36538．527850℃Umfm/s2．3833．4004．1824．8397．2398．99010．442Utm/s22．03728

4、．79033．27737．03952．45764．24774．186我国鼓泡流化床锅炉已有丰富的经验。通常热态空截面流速约为4M／S自表1可见，恰能使8MM的粒子处于临界流化床状态。而此时已达到0．75MM粒子终端速度可见用任何一种平均粒径都不能代表宽筛分离子群的行为通过对宽筛分物料流化现象的实验和理论分析.freelPS/PF--粒子及气流的密度g／CM3当时，ps＝1.28-1.6g/cm时，d=176-141um2.原德国鲁奇公司循环流化床锅炉的主要研究者，现瑞士苏黎士工业大学的罗萨瑞（ROT

5、HARREH）教授在《瑞士化工》上发表的一篇论文（7）给出了各种气固条件下的粒子特性相图，从该图可推出可用于循环流化床的物料最大的阿基米德数为10000按循环流化床的烟气工况可折算出最大粒径为1．69MM，此时的热态操作风速约为9M／S。3．文献（3）指出，对于高于倍率循环流化床锅炉，操作风速与粒子终端速度的比值应为2。文献8中给出了不同物料的终端速度的曲线图，按操作风速求得的物料粒径列于表2。操作速度U0964M／S终端速度UT4．532M／S平均粒径MM氧化钙0．750．550．42石灰石0．6

6、0．450．35煤灰0．50．380．282、美国鲁霍夫，格林电厂循环流化床锅炉运行规程（1990）规定的石灰石粒度列于表3。表3鲁霍夫格林电厂石灰石粒径美国标准筛号目12203050100140200相当的粒径MM1．75．841595．297149106．074筛下物％10080704220105重量平均径0．524MM比表面积平均径0．217MM5、CaoS与SO3反应之后，在碳酸钙的表面形成一层致密的硫酸钙，阻碍SO3进一步与粒子核心的钙反应造成石灰石耗量增高。粒径愈大，残留的钙核心愈大，从

7、降低石灰石耗量考虑，采用小粒径的石灰石也是合理的。综上所述，循环流化床锅炉所用的石灰石粒径是很小的，最大粒径约小于2MM。对于,以石灰石为主要床产的循环流化床锅炉，给煤流量占循环床料流量的2．5％以下（循环倍率大於40时，）文献6指出，给煤粒度对循环流化床锅炉的性能影响不大，国外的一些广告性资料也经常指出循环流化床锅炉对给煤粒度要求不高，但对于石灰石粒径的严格要求避而不谈，对以煤灰粒为床粒的循环流化床锅炉，如果也照搬国外的技术广告，对给煤粒度放得很宽，将使锅炉运行带来极大的困难。实际上，国外对循环流

8、化床锅炉燃煤的粒度也是有限制的。芬兰奥斯龙公司循环流化床锅炉燃用优质煤时的粒度要求列于表4。表4芬兰奥斯龙公司循环流化床锅炉燃煤粒度组成荐值。无烟煤粒径MM0．20．51．02．03．04．05．06．0筛下物％7214475889698．8100平均粒径MM重量法1．490比表面积法0．589表2烟煤粒径MM0．51357101520筛下物％1022587788．595．399100平均粒径MM重量法3．50比表面积法1．22表3亚烟煤粒径MM0．512510152