循环流化床锅炉原理-第二章-流体动力学ppt课件.ppt

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1、第二章流化床的流体动力学基本术语1.布风装置(布风板、风室、风帽)布风装置由布风板、一次风室及风帽组成。一次风经过空气预热器加热后进入一次风室，然后通过布风板上的小孔和布风帽进入炉床上面，与给煤及返料混合、燃烧。床料以布风板为支撑，一次风通过布风板对床料、燃料及石灰石产生向上的动力，建立流化状态，使床料、燃料、石灰石在床层上强烈掺混，进行剧烈的燃烧及传热过程。2.密相区布风板上部，床层下部的炉膛空间称为密相区。密相区中煤及石灰石的浓度很大，燃料与空气的反应主要发生在密相区。为了达到脱硫效果，密相区的温度一般控制在850℃－900℃。由于密

2、相区中只送入部分助燃空气，故该区燃烧反应处于还原性气氛中。燃料中的大颗粒物质在重力的作用下在密相反应区进行上、下往返运动，不断地与空气发生反应，当颗粒尺寸减小到一定程度时，气流对颗粒的气动力大于颗粒的重力及运动阻力，颗粒进入稀相区继续燃烧。基本术语3.稀相区床层上部的炉膛空间称为稀相区。炉膛中的细颗粒在床层表面被气流夹带进入稀相区。二次风在稀相区送入炉膛，使燃料在炉膛内形成强烈的气旋运动，气固两相流混合充分，燃料和空气发生强烈的燃烧反应。燃烧放出的热量与炉膛中的换热面进行热量交换，使换热面中的工质逐步升温以满足要求。炉膛中除布置有水冷壁外

3、，有的循环流化床锅炉在稀相区还布置有各种对流及幅射受热面。4.气固分离装置从CFBB炉膛出来的烟气中含有大量未燃煤颗粒，若不把这些未燃燃料从烟气中分离出来，不仅影响燃烧效率，而且会对尾部烟道及尾部受热面造成十分严重的磨损。因此，CFBB在常规流化床锅炉的基础上增加了气固分离装置及返料装置,以把未燃颗粒从烟气中分离出来并送入炉膛继续燃烧。5.排渣装置CFBB正常运行时要求维持一定的床层厚度。床层太厚不利于燃料进入流化状态，同时也加大了送风电耗。相反，床层太薄又容易把床料及燃料吹跑，无法形成床层。CFBB是通过排渣装置来控制床层厚度的，床层增

4、厚则加大排渣，床层减薄则减少排渣量。6.气固分离装置从CFBB炉膛出来的烟气中含有大量未燃煤颗粒，若不把这些未燃燃料从烟气中分离出来，不仅影响燃烧效率，而且会对尾部烟道及尾部受热面造成十分严重的磨损。因此，CFBB在常规流化床锅炉的基础上增加了气固分离装置及返料装置,以把未燃颗粒从烟气中分离出来并送入炉膛继续燃烧。7.床料锅炉启动前，布风板上先铺上一定厚度，一定粒度的“原料”，称为床料。床料一般由燃煤，灰渣，石灰石粉组成，有的锅炉床料中还掺入砂子，铁矿石等，甚至有的锅炉冷态热态调试或启动的时仅用一定粒度的砂子作床料。8.物料所谓物料，主要

5、是指循环流化床锅炉运行中，在炉膛及循环系统（分离器，料腿，回料阀等）内燃烧或载热的固体颗粒。它不仅包含床料成分，还包括锅炉运行中给入的燃料，脱硫剂，返送回来的飞灰以及燃料燃烧后产生的其他固体物质。9.堆积密度与颗粒密度如果把固体颗粒燃料或物料自然堆放不加任何“约束”，那么这时单位体积的燃料质量就称为堆积密度。单个颗粒的质量和其体积的比值称为颗粒密度或真实密度。10.空隙率在电厂中无论是固体燃料煤还是其他颗粒物料，尽管粒径大小不同，但是粒子间都有空隙，因此堆积密度总是比颗粒密度小。燃料和床料或物料堆积时，其粒子间空隙所占的体积份额为堆积空隙

6、率。11.物料筛分进入锅炉的燃料颗粒的直径一般不相等。如果粒径粗细范围较大，即筛分较宽，称为宽筛分；粒径粗细范围较小，就为窄筛分。12.流化速度流化速度是指床料或物料流化时动力流体的速度。对于循环流化床锅炉来说，动力流体就是空气经风机产生一定能量，通过布风板或风帽使床料（物料）流化起来。这部分风叫做一次风。13.临界流化风速与临界流化风量临界流化风速就是床料开始流化时的一次风风速，这时的一次风量就是临界流化风量。对于不同型号的锅炉或同型号而不同物理性质的床料，其临界流化风速和临界流化风量不同。具体值可以通过锅炉冷态和热态试验测定。14.物

7、料循环倍率物料循环倍率因炉型、系统以及研究方法的不同，有不同的定义。最简单通用的是由物料分离器捕捉下来且返回炉内的物料量与给进的燃料量之比。第二章流化床的流体动力学第一节流化床的流动特性影响流化床流动特性的因素很多。首先，床层的均匀性和稳定性与床层流速有关系，不同流速下会形成不同的床层形式。对应不同的粒度、不同的气速、便会形成不同的床层，如散式流态化，聚式流态化等。2.1.1Geldart的颗粒分类一般情况下，粒度过细、密度过小则会使起始流态化困难，且易形成严重的沟流。图2.1.2Geldart的颗粒分类图Geldart的颗粒分类A类颗粒

8、：这类颗粒粒度较细，一般为20～90μm，如化工流化床反应器常用的裂化催化剂即属此类颗粒。这类颗粒通常很易流化，并且在开始流化至开始形成气泡之间一段很宽的气速范围内床层能均匀散式膨胀。B类颗粒