·420· 北京科技大学 学报 2005年第4期 采用膜式壁的循环流化床上部受热面积为210 600 230m2.由于炉膛上部截面缩小1,3倍，运行风速 500 800℃ 约提高约1.3倍，已经达到约6ms,超过目前循 400 环流化床的运行风速，应该认为此部分受热面积 300 900℃ 足够50MW蒸发量用.但由于炉膛高度不够，造 200 成了炉膛水冷度偏高以及悬浮可燃物停留时间 100 960℃ 过短同时存在，增大了燃烧损失.其情形严重到 04 燃料含碳量为48.68%，飞灰含碳量40%~42%.也 密相区 稀相区 稀相区上部 就是说炉膛中只燃烧了6%的挥发分和6%~8%的 测量位置 固定碳（忽略冷渣损失）， 图2平均悬评密度与床温的关系 Fig.2 Relations of the average suspension density with furnace temperature 3颗粒在密相区和稀相区的表现 由图2可见，在循环流化床正常的运行参数 气固流态化体系中，片状颗粒与球形颗粒的 范围内，随着温度的上升平均悬浮密度下降，当 流化行为相差十分巨大.不仅在密相区表现出压 炉膛温度达到960℃时，密相区平均悬浮颗粒密 力的明显喘动，导致流化床扬析颗粒量出现巨大 度降到880℃运行工况时的1/2以下，说明密相区 波动，进而导致炉膛温度大幅度波动：而且扬析 气固两相的流态化行为己经发生明显的改变，而 起来的颗粒也表现出明显的随机行为，一方面表 此时，燃烧达到非常稳定的状态，可以依靠调节 现在不同炉膛高度上颗粒度分布相似并相近；另 风煤供应来控制运行， 一方面，显示扬析颗粒量明显大于同工况下球形 从图3可见，随着炉膛温度上升，密相区平均 颗粒的扬析量.在循环流化床正常运行风速下， 颗粒密度明显下降，而在稀相区，前三个工况为 一定炉膛高度上取样发现了许多不可能杨析起 下降趋势，达到960℃时，平均悬浮密度出现反 来的大颗粒：在不同运行工况下取样分析发现， 弹，也说明960℃工况与前三种工况发生了近乎 当其他条件不变时，扬析颗粒度有随着炉膛运行 质的变化. 温度变化的趋势，当炉膛温度升高，扬析颗粒明 1000 显变粗. 密相区 31运行表现 稀相区 这样一台结构上与众不同，燃用片状颗粒的 100 循环流化床锅炉运行时有一系列的特殊表现：(1) 期 当风量进行调节以后，密相区温度反应迟钝，时 间延迟是以分为单位计算的：(2)床温波动很大： 10 稀相区出口 (3)与其他循环流化床相比，要求较大的运行风 880 900 920 940 960 速，因而密相区平均颗粒密度较小：(4)循环灰和 平均温度/℃ 冷渣对密相区温度有非常大的影响：(5)机械不完 图3平均悬浮密度与床温和床高的关系 全燃烧热损失主要表现在很高的飞灰含碳量：(6) Fig.3 Relations of the average density with operation tempera- ture along the furnace height 只有当密相区温度达到一定高度后，才可以与其 他循环流化床锅炉一样，依靠调节风煤比例来调 图4是不同运行工况下密相区颗粒度分布. 节锅炉负荷和运行床温， 由图可见，随着温度上升，密相区颗粒变粗.其原 32.密相区和稀相区的颗粒行为 因可能是随着温度提高，表观气速上升，平均扬 为弄清楚片状颗粒的稀相区行为，测量了几 析量上升，使得密相区存留的只剩下大颗粒，这 个高度上的平均悬浮密度，取样分析了不同运行 一现象也可从图5得到印证. 工况、不同炉膛高度悬浮颗粒的颗粒度分布， 图5是在稀相区取样获得的悬浮颗粒的颗粒 图2是不同运行工况下沿着炉膛高度的平均悬 度分布，随着温度上升，一方面平均悬浮颗粒的 浮密度分布. 颗粒度上升：另一方面，随着温度上升，悬浮颗粒一 4 2 0 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 05 年 第 4期 采 用膜 式 壁 的循环 流 化床 上 部受 热 面积 为 2 1 0一 32 0耐 . 由于炉 膛上 部 截面 缩小 1 . 3 倍 , 运 行 风速 约 提 高约 1 . 3 倍 , 已 经达 到约 6 m · s 一 , , 超 过 目前循 环流 化床 的运 行风速 , 应该 认为此 部分 受热 面积 足够 50 M W 蒸发 量用`2 , . 但 由于炉膛 高度 不够 , 造 成 了炉 膛 水冷 度 偏 高 以及 悬 浮可 燃 物停 留时 间 过 短 同时存在 , 增大 了姗烧 损 失 . 其情 形严 重 到 燃料 含 碳量 为 48 . 68 % , 飞灰 含碳 量 40 %~4 2% . 也 就是 说炉膛 中只 燃烧 了 6% 的挥发 分和 6% 一 8% 的 固定 碳 (忽 略冷 渣 损 失) . 蒸 \ \ 9 6 0 oC ǎ 2043510 州侧栩贬顺溜除召í日山 0 1一 - 密 相区 稀 相区 测量位 置 稀 相区 上 部 ǎ 、日 · 巴、侧却助啪刁除的 3 颗粒在 密相 区和 稀 相 区 的表 现 气 固流态 化体 系 中 , 片状 颗粒 与球 形颗 粒 的 流 化行 为相差 十 分 巨大 . 不 仅在 密相 区 表现 出压 力的 明显喘动 , 导致流 化床 扬析颗 粒量 出现 巨大 波 动 , 进 而 导致炉 膛温 度 大幅 度波 动 ; 而 且扬 析 起 来 的颗 粒也 表现 出 明显 的随机行 为 一方 面表 现 在不 同炉膛 高度 上颗粒 度分布相 似 并相近 ; 另 一 方面 , 显示 扬 析颗粒 量 明显 大 于同工 况下 球形 颗 粒 的扬析 量 . 在 循 环流 化床 正常 运 行风 速下 , 一 定 炉膛 高度 上 取 样 发现 了许 多不 可 能扬 析 起 来 的大 颗粒 ; 在不 同运行 工况 下取 样 分析 发现 , 当其 他条件不 变时 , 扬析 颗粒 度有随着炉膛运 行 温度 变 化 的趋 势 . 当炉 膛温 度升 高 , 扬 析 颗粒 明 显 变粗 . .3 1 运行 表 现 这样一 台 结构上 与众 不 同 , 燃 用 片状 颗粒 的 循环 流化床 锅炉 运行 时有一 系列 的特 殊 表现 : ( l) 当风 量进 行 调节 以后 , 密相 区温 度 反应 迟钝 , 时 间 延迟 是 以分 为单位 计 算 的 ; (2) 床温 波 动很 大 ; (3 ) 与 其他 循环 流 化床 相 比 , 要求 较大 的运 行 风 速 , 因而 密相 区 平 均颗 粒 密度 较 小 ; (4 )循环 灰 和 冷渣对 密相 区温度 有非 常大 的影响 ; (5) 机 械不 完 全燃烧 热损 失主 要表现 在很 高的飞 灰含碳 量 : (6) 只 有 当密 相 区温 度达 到一 定高 度后 , 才 可 以与其 他循 环流 化床 锅炉 一样 , 依靠 调节 风煤 比例来 调 节 锅炉 负荷 和运 行床 温 . 1 2 . 密相 区和 稀相 区的颗 粒行 为 为弄 清楚 片状 颗粒 的稀 相 区行 为 , 测量 了几 个 高度上 的平 均悬 浮密度 , 取样 分析 了不 同运行 工 况 、 不 同炉 膛 高 度 悬 浮 颗 粒 的颗 粒 度 分 布 . 图 2 是 不 同运 行 工 况 下 沿 着 炉膛 高度 的平 均 悬 浮 密度 分 布 . 图 2 平 均悬 浮密度 与床温 的关系 F ig . 2 砒l a it o . s o f th e vae ar ge s u s P e n s io n d e . s iyt 衍t卜 fu r n a e e t e m p e ar t u er 由图 2 可 见 , 在 循环 流化 床 正常 的运 行 参数 范 围内 , 随着 温度 的上升 平均 悬浮 密度 下 降 , 当 炉 膛温 度 达到 9 60 ℃ 时 , 密 相区 平均 悬浮 颗粒 密 度 降到 8 80 ℃ 运行 工况 时 的 12/ 以下 , 说 明密 相区 气 固两相 的流 态化行 为 已 经发 生 明显 的改变 . 而 此 时 , 燃烧 达 到 非常稳 定 的状 态 , 可 以依 靠调 节 风煤 供应 来 控制 运行 . 从 图 3可 见 , 随着炉 膛温度 上升 , 密 相区 平 均 颗 粒密度 明显下 降 . 而 在稀 相 区 , 前三 个 工况 为 下 降趋 势 , 达 到 9 60 ℃ 时 , 平 均悬 浮密 度 出现 反 弹 , 也 说 明 9 60 ℃ 工况 与前 三种 工 况发 生 了近 乎 质 的变化 . 1 0 0 0 — 一一— 一孟叁眶从 \ \ \ 稀相区 稀相区 出口 一 ~ ~ ~ . 8 8 0 9 00 9 2 0 9 40 9 6 0 平均温 度 /℃ 图 3 平均 悬浮 密度 与床 温和床 高的 关系 F .ig 3 eR la iot n s o f 伍 e a v e r a 沙 d e o s iyt w it h o p e ar U o “ t e m p e ar - t u 比 a lo o g ht e fu rn a e e 卜e ig h t 图 4 是 不 同运 行工 况下 密 相区颗 粒 度分 布 . 由图可见 , 随着 温度 上升 , 密相 区颗粒 变粗 . 其 原 因 可能 是 随着温 度提 高 , 表 观 气速 上升 , 平均 扬 析 量上 升 , 使 得密 相 区存 留 的只剩 下大 颗 粒 , 这 一 现象 也 可从 图 5 得 到 印证 . 图 5是 在稀 相区取 样获 得 的悬 浮颗粒 的颗 粒 度 分布 . 随着 温度 上 升 , 一方 面平 均 悬浮颗 粒 的 颗 粒度上 升 ; 另一 方面 , 随着温 度 上升 , 悬浮颗 粒