制取高品位稻壳灰的流化床锅炉设计、运行与模拟

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1、倒一⑧天毕大蓼硕士学位论文_国—嘲一_■l浸爿

2、灌-嫡In_羹■■_学科专业：热能工程作者姓名：---5文超指导教师：陈冠益教授2006年7月中文摘要作为一种可再生能源，生物质以其低污染性、C02零排放等环境友好性特点引起了广泛关注；在众多生物质中，稻壳因产量丰富(我国年产量就达6千万吨)而备受关注。目前，稻壳的能源化与资源化综合利用程度很低，因此，本文研究将稻壳转化为清洁能源同时得到高品位灰这一综合利用途径。依据流化床燃烧理论，结合浙江绍兴稻壳特点，本文完成了以制取高品位灰为目的的125kg／ll稻壳燃烧流化床锅炉设计，设计要求制取的稻壳灰具有很高的工业利用价值，同时其燃烧过程所放的

3、热量可以满足系统自身和企业的能量需要。主要的设计特点是：变截面炉体、分段送风、流化速度分段控制、沿炉膛的温度分布合理控制、灰在炉内的合理停留时间以及两级旋风分离器等。在现有的燃煤流化床燃烧数学模型的基础上，本文建立了燃用生物质的流化床一维稳态数学模型。本模型着中讨论了挥发份分布子模型，分析了模型参数对燃烧的影响，预测了炉膛温度分布和烟气浓度排放，进而初步判断灰的品位。设计的稻壳流化床锅炉已经进入了运行阶段。在运行时，考虑了温度、石英砂床料、流化风速、一二次配风比、停留时间、过量空气系数等参数与燃烧效率的相互影响，并从床底、两级旋风分离器、布袋除尘器等不同采样点收集了稻壳灰，对其进行了灰

4、特性分析，并对二氧化硅含量和残炭量进行了测定。运行与分析数据表明本文设计的125ke啦稻壳流化床锅炉达到了预期要求，获取的稻壳灰质量符合使用要求。具体的设计及运行参数如下：密相区炉径620mm，稀相区炉径920mm，床高6m，流化速度0．9111／s～1．4m／s，一二次配风比7：3，设计床温670℃～720℃。本文所作的工作为稻壳等生物质的高效综合利用提供了理论支持与技术储备。关键词：稻壳燃烧流化床锅炉稻壳灰二氧化硅数学模型ABSTRACTAsarenewable，C02一netrualandcheapbiomasssonrce，ricehuskisabundantinChinawi

5、thannualoutputofapproximately60milliontones．Uptonow,ricehuskhasnotbeenusedefficiently,andthereforesignificantattentionisbeingpaidtoconvertingricehuskintocleanenergyandvaluablematerials．Accordingtothecontractmadebyanindustrialcompany,a125kg／hricehusk-firedfluidizedbedboilerwasdesignedwitllthemain

6、purposeofproducingsuperqualityofashwhichcouldbeusedasagoodrawmaterialtomakevalue—addedproductsandmeanwhileofprovidingenergytomeetthethermalandmechanicalenergyrequirementsofthecompany．Thispaperillustratesthespecificconsiderationstakenduringthedesignstage，suchas，variablesectionalarea,stagedairfeed

7、ing，preciselycontrollablesuperficialvelocityandtemperaturedistributionalongtheheightoffurnace，andstrictretentiontimeofashinfurnace，aswellas2stagesofcyclones．Basedontheexistingmodelofcoal—fueledCFBboiler,anewmodelofbiomass—fueledCFBboilerinone—dimensionalsteadystateisconstructed．Thevolatilesub．mo

8、deliSemphasizedinthisthesisandtheeffectofmodelparametersofvolatiledistributionfunctiononcombustionareanalyzedindetail．Theeffectsoffurnacetemperature，theprimaryairtosecondairratiooncombustionefficiencyarethenpredicted．Furthem