大型循环流 化床锅炉热力计算软件的开发及应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com第41卷第5期锅炉技术Vo1．41．N0．52O10年9月B()IIERTECHN()L()(YSep，2010文章编号：CN31l1508(2010)09003205大型循环流化床锅炉热力计算软件的开发及应用孙献斌，时正海(西安热T研究院，陕西西安710032)关键词：循环流化床锅炉；大型化；热力计算；软件摘要：针对大型循环流化床(CFB)锅炉的设计需要，研究提⋯了CFB锅炉热力计算方法。建立了炉膛传热计算模型及外置床传热计算模型，以此为基础开发lr适用于M型及H型炉型的

2、CFB锅炉热力计算软件。该热力计算软件可开展大型CFB锅炉的设计计算和校核计算，通过21OMw和330MwCFB锅炉的应用表明，所开发的CFB锅炉热力计算软件计算结果准确可靠。为大容量CFB锅炉的设计提供了有力T具。中图分类号：TK229．66文献标识码：A此，首先将CFB锅炉炉型划分为两大类，即M型0前言CFB锅炉的热力计算方法。一直是国外CFB开发CFB锅炉热力计算程序，可覆盖CFB锅炉锅炉公司的重要商业机密，目前对外公开的技术资料极少，而掌握CFB锅炉的热力计算方法对于Il准确设计锅炉受热面及结构，保证

3、锅炉的最佳性能至关重要。大容量高参数CFB锅炉的热力计算工作量-o■o暑_暑大，在计算的各个阶段，有大量前后相互关联的互用数据，需要进行多次重复迭代计算。同时。为了优化锅炉设计方案，需要对不同的设计方案进行大型CFB锅炉的热力计算的框图见图2，主计算和对比分析。有时为了预测锅炉运行特性，要内容和步骤包括燃烧脱硫产物计算、热平衡计需要对锅炉的负荷、燃料、风量、减温水量的变化算、炉膛热力计算、外置换热器计算、尾部对流受等影响因素进行计算分析。上述计算过程和方法热面的热力计算、空气预热器的热力计算。较为相似，但计算

4、工作量大，有些计算用手T甚至对于采用汽冷旋风分离器的CFB锅炉，还应难以完成，通常需要采用计算机编程计算。对汽冷旋风分离器进行热力计算。本文基于国内CFB锅炉工程经验及研究成编程计算可完成设计计算和校核计算。在果，建立了大型CFB锅炉热力计算方法，采用计算过程中，如果计算不合格，可以通过改变受VBA(VisualBasicforApplication)语言开发了热面面积、热风温度、排烟温度和减温水量等参大型CFB锅炉热力计算软件。数来求得最终结果。1热力计算步骤CFB锅炉总体热平衡允许相对误差为±0．5，即：

5、尽管已有研究者试图建立CFB锅炉热力计算通用程序，但由于程序的通用性和炉型结构密lI1下Q,q~l-Qc．(1--l@-d0)×1ooI≤O．5(1)切相关，往往难以实现真正意义的通用性。为收稿日期：20090801基金项目：“十五”国家重大技术装备研制项‘大型循环流化床(CFB)锅炉研制”(ZZO2—06--O1)作者简介：孙献斌(1963)，男．首席研究员．享受同务院政府特殊津贴专家，长期从事循环流化床锅炉及清洁煤发电技术研究作。学兔兔www.xuetutu.com第5期孙献斌，等：大型循环流化床锅炉热力

6、计算软件的开发及应用33式中：Q——输入锅炉的热量，kJ／kg；式中：a——炉内换热系数，W／(m·℃)；Q——锅炉受热面传热量，kJ／kg；广灰颗粒平均悬浮密度，kg／m。；，——锅炉热效率，；t——炉膛温度，℃；q——固体不完全燃烧热损失，％；k——为传热特性系数；上角a——灰浓度指数；热力计算开始上角口——温度指数。选择炉型(M或H型)膜式水冷壁和水冷屏的传热温差相同，而与过热屏的传热温差不相同，在计算传热系数和传输入计算设计参数、燃料特性、锅炉结构尺寸热量时，应分别计算。设计计算时，可将CFB锅假定热

7、风温度或排烟温度0py炉炉膛分为如图3所示的3个区域，即密相区、过渡区、稀相区，进行换热系数计算和热力计算。锅炉燃烧计算I热平衡计算炉膛出口温度Jl稀相区L1xt"炉膛及分离器传热计算高温过热器部分传热计算低温再热器传热计算＼过艇区＼省煤器传热计算南，m，外置换热器传热计算图3炉膛计算区域的划分不合格总体热量平衡—尽管密相区和过渡区的划分带有一定的人空气预热器计算为因素，但这种划分带来的误差在工程上是可以不合格接受的，因为实际运行的CFB锅炉床压是变化I温度、锅炉热二的，理论意义上的密相区高度也是一个变化的过

8、热力计算结束程。同时虽然密相区和过渡区的换热系数很大，图2CFB锅炉热力计算总框图但该区域都敷设有防磨耐火材料，其传热量相对于稀相区的传热量所占比例非常小。因此，炉膛2计算模型与方法的热力计算，准确的计算稀相区的传热量是CFB锅炉炉膛的热力计算准确性的关键。CFB锅炉热力计算的特殊性主要在炉膛和2．2外置换热床传热计算模型与方法外置换热器热力计算，而尾部对流烟道仅需要考对于外置换热床内细颗粒低速流态