VoL.27 No.4 刘柏谦等：片状化石燃料的循环流化床燃烧（Ⅱ） ·419· 图1为锅炉运行时床温变化、风室压力变化 低.而炉膛上部运行风速大约在6m·s附近，已 和流化风速变化.图1（©）可见，为维持良好燃烧 经高于目前循环流化床锅炉的运行风速，由于运 状态，炉膛出口温度比设计温度高出约40℃：由 行风速高所造成的磨损等问题，也会在长时间运 于流化床下部装有埋管，埋管上下的温度相差约 行后表现出来. 40℃，但都在设计床温范围内.图1(b)可见，按运 行人员操作习惯，20min左右要放一次冷渣，冷渣 2运行状况分析与讨论 量约为2t.表现在风室压力变化呈周期性波动， 21布风板不适应燃料特性 床温下降过程就是放冷渣过程，冷渣放完，床温 (1)燃料球形度特性.通常无烟煤热值高、硬 又继续上升.运行人员的运行调整已经不像其他 度大、破碎后没有明显的复杂形状，但京西无烟 流化床锅炉那样根据风室压力调整运行，而是根 煤与普通无烟煤相比，表现出不同特点，京西无 据运行床温来决定放冷渣的频繁程度.图l(a)显 烟煤受热以后表现出明显的热裂性.颗粒受热以 示，运行时由于片状颗粒沉积造成风室压力比要 后，沿着纹理破碎成明显的片状颗粒.实际测量 求的风室压力大出许多，运行风速已经处于比较 显示，冷渣的球形度比原煤的球形度低一个数量 特别的运行范围.流化床底部运行风速介于45 级，说明床料的球形度比原煤小，片状颗粒在流 m·s之间，比鼓泡流化床锅炉高，比循环流化床 化床底部沉积.如果不能及时排出，将增加鼓风 (a)炉内运行风速 机负荷.排冷渣周期延长2h后，冷渣含碳量只降 上部炉腔 低0.21%0.23%，未完全燃烧热损失降低0.088% ~0.096%.说明延长大颗粒在炉内停留时间不能 收到显著效果 (2)布风板阻力.单孔风帽有两个优点：一是 下部炉膛 自身阻力低，适应循环流化床高风速运行；二是 定向吹风，可以造成颗粒在布风板上定向运动. 20 40 60 80 100 但这台循环流化床锅炉在炉膛下部的运行风速 t/min 约为4ms',比鼓泡流化床略高，比循环流化床 11.0 ()风室压力变化 低.测定的冷态运行风速为1.0680.970ms'.对 10.5 于采用08mm粒度的I类无烟煤，推荐的冷态 左风室 流化风速为070.9ms,运行风速已经明显偏 高.根据对单个单孔风帽的测定，在运行范围内， 布风板运行阻力大约为2kPa左右，而风室压力 右风室 测量值为8~9kPa(最高11kPa).则床料的压降在 6~7kPa.而推荐的I类无烟煤的风室压降为4.5~ 50 100 150 6.5kPa.表明至少有1.5-2.0kPa左右的压降消耗 t/min 1050 在含碳量己经接近最小值的大颗粒床料上面. (©)运行温度变化 埋管下温度 2.2炉膛热力责任分配 (1)埋管受热面.埋管规格和布置结构：埋管 950 埋管上温度 规格为φ57mm×10mm,横向节距200mm,纵向节 距130mm,横向管22排，纵向管4排，埋管倾角 炉膛出口温度 850 15°，埋管面积61.146m2,根据经验，燃料热值为 16875kJ-kg>12560kJkg时，鼓泡流化床所需 750 要的埋管面积为60~80m.由于无烟煤热值大，故 0 0 100 150 在取值上偏于较小值， t/min 图1实际运行参数 (2)水冷壁和顶棚总受热面积为223.7m2.50 Fig.1 Operating parameters MW鼓泡流化床上部受热面积应该为75~140m,Vd l . 2 7 N o . 4 刘柏 谦 等 : 片状化 石燃 料 的循环 流化 床燃 烧 ( 1 ) . 4 1 9 - 图 1 为锅 炉运 行 时床 温 变化 、 风 室 压力 变化 和 流化 风速 变 化 . 图 1 (c) 可 见 , 为维 持 良好 燃烧 状 态 , 炉 膛 出 口 温度 比 设计 温 度 高 出约 40 ℃ ; 由 于流 化床 下 部装有 埋 管 , 埋管 上下 的温 度相 差 约 40 ℃ , 但 都 在设 计床 温 范 围 内 . 图 1(b) 可见 , 按运 行人 员操 作 习 惯 , 20 m in 左右 要放 一次 冷渣 , 冷渣 量 约为 tZ . 表 现 在风 室 压力 变 化呈 周 期性 波 动 . 床温 下 降过 程 就是 放 冷渣 过 程 , 冷 渣放 完 , 床 温 又继 续上 升 . 运行 人 员 的运行 调整 已经 不像 其他 流化床 锅 炉那 样根 据风 室压 力 调整 运行 , 而 是根 据 运 行床 温 来 决定 放冷 渣 的频 繁 程度 . 图 1(a) 显 示 , 运行 时 由于片 状颗 粒沉 积造 成风 室 压力 比要 求 的风 室压 力 大 出许 多 , 运 行风 速 己经 处于 比 较 特 别 的运 行 范 围 . 流 化 床底 部 运行 风 速介 于 4一 5 m · s 一 ’之 间 , 比鼓 泡 流化 床 锅炉 高 , 比循 环 流化 床 低 . 而 炉 膛上 部 运行 风速 大 约 在 6 m · s 一 ` 附近 , 己 经 高于 目前 循环 流化床 锅 炉 的运 行 风速 . 由于运 行 风速 高所 造成 的磨 损等 问题 , 也 会在 长时 间运 行 后表 现 出来 . ( a) 炉 内运行风速 一 上部炉膛 / / ~ 、 叭 _ 厂一、 一~ 一 广 - 、 一 / 一 \ V \ , 少 \ \ 、 了 \ ~ / 一 下部炉膛 / 尹一、 ~ 、 、 _ 广 . 一 ` 一 广 - - 一 ~ ~ 一 一 一~ ~ ~ - 了 一、 ~ ~ ~ ~ ~ 了 ~ ~ 一、 尹 r - 甘 l 口 . ǎ ō l已, í瑕喊哪报 t 八n i n 1 1 0 1 0 . 5 一 室 室 时ó洲ù只侧国区 t / n l l n 1 0 50 9 5 0罗咒一带 温度 温度 一 \ \ 一 / 一 \ 月 了 丫气从丫撰 出口 温度 尸、侧蛆 t /m in 图 l 实际 运 行参数 F i.g 1 O P e r a d n g P a r a m e t e sr 2 运 行 状 况 分 析 与讨 论 .2 1 布风 板 不 适应 燃料 特 性 ( l) 燃 料 球 形度特 性 . 通 常 无烟 煤热 值 高 、 硬 度大 、 破碎 后 没 有 明显 的复 杂 形状 . 但 京 西无 烟 煤 与 普 通无 烟煤 相 比 , 表 现 出不 同特 点 . 京 西 无 烟 煤 受热 以后 表现 出 明显 的热裂 性 . 颗粒 受热 以 后 , 沿 着纹 理 破碎 成 明显 的 片状 颗粒 . 实 际测 量 显 示 , 冷 渣 的球形度 比 原煤 的球 形度低 一个 数量 级 . 说 明床 料 的球 形度 比 原煤 小 , 片状 颗粒 在 流 化 床底 部 沉 积 . 如 果不 能 及 时排 出 , 将 增加 鼓风 机 负荷 . 排 冷渣 周 期延 长 Z h 后 , 冷渣 含碳 量 只 降 低 .0 21 % 一.0 23 % , 未 完全 燃烧 热 损 失 降低 .0 0 8 % 一 .0 0 9 6% . 说 明延 长大 颗 粒在 炉 内停 留时间 不 能 收 到显 著 效果 . (2 ) 布风 板 阻 力 . 单 孔 风帽 有 两个 优 点 : 一是 自身阻 力低 , 适 应循 环 流化 床 高风速 运 行 ; 二 是 定 向吹 风 , 可 以 造成 颗粒 在布 风 板 上定 向运 动 , 但 这 台循 环 流 化床 锅 炉 在 炉膛 下 部 的运 行 风 速 约 为 4 m · s 一 , , 比 鼓泡 流化 床 略 高 , 比循 环流 化床 低 . 测 定 的冷态 运 行 风速 为 1 . 0 6 8一.0 9 70 m · s 一 ’ . 对 于采 用 0一 s r n l l l 粒度 的 I 类 无烟 煤 , 推 荐 的冷态 流 化 风速 为 .0 7一.0 9 m · s 一 ’ , 运 行 风速 己经 明显偏 高 . 根 据对 单个 单孔 风帽 的测 定 , 在运行 范 围 内 , 布 风板 运 行 阻力 大 约为 Z kP a 左 右 , 而风 室 压力 测 量值 为 8一9 廿a( 最 高 H 廿 a) . 则床料 的压 降在 6一 7 kP a . 而推 荐 的 I 类 无烟 煤 的 风室 压 降为 4 . 5一 6 . 5沙 a . 表 明至少 有 1 . 5一 2 . 0 廿 a 左 右 的压 降 消耗 在 含 碳 量 己 经接 近 最 小值 的大 颗粒 床 料上 面 . .2 2 炉膛 热 力 责任 分配 ( l) 埋 管受 热 面 . 埋 管规 格和 布 置 结构 : 埋 管 规 格 为中5 7 m m X 10 m m , 横 向节 距 2 00 们n r n , 纵 向节 距 13 0 m m , 横 向管 2 2 排 , 纵 向管 4 排 , 埋 管倾 角 15 “ , 埋管 面积 61 . 14 6 m , , 根 据 经验 , 燃 料 热值 为 z 6 s 7 5 ld · kg 一 ’ > 12 5 6 o kJ · k g 一 ’ 时 , 鼓 泡流 化床 所 需 要 的埋管 面积 为 6 0一 80 m , . 由于 无烟煤 热值 大 , 故 在 取 值上 偏 于较 小 值 . (2 ) 水冷 壁 和 顶棚 总受 热 面积 为 223 . 7 m , . 50 MW 鼓 泡 流化 床 上部 受 热面 积应 该 为 75 一 14 0耐