山东建筑大学 循环流化床锅炉习题解答

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1、山东建筑大学循环流化床锅炉习题解答第一章1.循环流化床燃烧技术的特点。（包括8优点和4缺点）优点（8个）（1）燃烧效率高：由于炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的2%—3%，其余为大量的高温惰性物料（灰、石灰石或沙子等）；再加上燃料在炉内的停留时间长、湍流混合强烈，在氧气足够的情况下，仍能保证在850-900℃的低温条件下稳定和高效的燃烧任何燃料。（2）燃料适应性强：可以燃用一切种类的煤，包括高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、煤矸石等等，还有城市垃圾、油污泥、农林业生物质废料等，各种气体和液体燃料。（原因同上）（3）低的污染物排放：低温燃烧可有效

2、抑制热力型NOx的生成，分级送风可控制燃料型NOx的排放，因而，流化床锅炉的NOx生成量仅为煤粉炉的1/4—1/3;同时由于850-900℃的燃烧温度正是石灰（CaO）和二氧化硫（SO2）反应的最佳脱硫温度，因此根据煤中的含硫量，向炉内投入适量的石灰石，可达到90%左右的脱硫效率。（4）燃烧强度大：流化床锅炉燃烧过程中湍流混合强烈，且燃烧在整个炉膛空间内完成，则大大提高了燃烧强度和单位炉膛体积的出力，减小了炉膛的截面积和体积，从而炉膛体积可比常规锅炉小。（5）床内传热能力强：可节省炉内受热面的金属消耗量。鼓泡流化床，床内气固混合物对埋管的传热系数可达

3、233—326W/（m·K）；循环流化床，床内气固混合物对水冷壁的传热系数可达250—100W/（m·K）；（6）负荷调节性能好：由于炉内大量热床料的储备，在低达25%额定负荷下也能保持稳定燃烧。（7）易于操作和维护：燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，炉内不结渣，不需布置吹灰器；炉内受热面热流率较低，减少了发生传热危机而爆管的机会；燃烧的腐蚀作用也较层燃炉和煤粉炉小。（8）灰渣便于综合利用：低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性，且含碳量低，可用作制作水泥的掺合料或其他建筑材料的原料。缺点（4个）（1）气固分离和床料循环系统比较复杂，布风板及系统的阻力增加

4、，锅炉自身电耗大，导致运行维修费用增加。（2）燃烧效率受燃烧温度的限制，要略低于煤粉炉。（3）炉膛内存在还原性气氛区域，受热面的磨损与腐蚀问题仍要十分重视。（4）炉内脱硫效率低于湿法烟气脱硫。2.临界风速、空隙率、空塔速度（表观速度）的意义。当u=mf时，固体颗粒开始被吹起，称为临界风速：使床层阻力由增加到保持不变转折点处的气流速度。床层的空隙率ε：表示流化床内气固两相流中气相所占的容积百分数，则（1-ε）就是固相所占的容积百分数。空塔速度（或表观速度）：在流化床的设计和计算时所采用的气流速度，一般是指假设床中无固体床料，在正常运行床温下按床截面积计

5、算的气流速度，因此流化速度又称空塔速度或表观速度。3.床高（或空隙率）和压降随气流速度变化特点：绘制变化曲线并解释特点。图为料层高度h与料层阻力△p随气流速度u变化的关系。当气流速度u＜umf时，随着u的增加，床层高度hg不变，hg称为固定床床高；△p增加，如图中O-T段。当u=umf时，固体颗粒开始被吹起，称为临界风速：使床层阻力由增加到保持不变转折点处的气流速度。当umf＜u＜ut时，随着u的增加，床层高度增加；△p保持不变，如图中T-S段。当u≥ut时，气固两相流动由流化床进入气力输送状态。ut称为飞出速度或输运速度。4.简述内循环（概念及其特

6、点）。内循环：粒子团不断聚集、下沉、吹散、上升又再聚集所形成的物理过程。内循环使循环流化床内发生强烈的热量和质量交换。内循环量一般比通过分离器所形成的外循环量高一个数量级，显著地提高了焦炭颗粒和CaO颗粒在燃烧室中的停留时间，为燃烧效率和脱硫效率的提高提供了良好的条件。强烈的内循环大大强化了炉内的传热和传质过程，使得整个炉内具有十分均匀的温度分布。在炉温为850℃的情况下，可使刚进入炉内的新鲜燃料和脱硫剂在瞬间即被加热到850℃，不但燃烧效率要比鼓泡流化床高，还可使石灰石在最佳的反应温度下进行脱硫反应。5.饱和携带量的概念。饱和携带量：以一定速度上升

7、的气流，单位重量的气体只能携带一定极限重量的固体颗粒，称为饱和携带量。6.循环床同鼓泡床相比所具有的优点。（1）由于气固两相混合物的热容量比单相烟气大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧非常稳定。（2）固体床料通过分离器形成的外循环和高一个数量级的内循环，大大延长了燃料和脱硫剂的停留和反应时间。（3）床内沿炉膛高度所进行的燃烧和传热过程，基本是在十分均匀的炉膛温度下进行。从而可达到98-99%的燃烧效率，当钙硫摩尔比Ca/S=1.5-2.5时，可达到90%以上的脱硫效率。（4）低温燃烧，分级配风（燃烧过程在整个炉膛高度进行）。可有效抑制

8、NOx的生成和排放。（5）炉内气固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内进行，不需布置埋管受热面，避免了埋管的磨