300MWe节能型循环流化床锅炉的设计与运行

依照清华大学提出的定态设计理念及基于流态重构的节能型循环流化床(CFB)锅炉技术,东方锅炉集团公司完成了采用节能型设计的1 000 t/h循环流化床锅炉产品的制造与安装。该产品已在晋能集团国峰电厂投运,运行结果及各项测试数据表明:与采用相似设计参数的传统循环流化床锅炉相比,采用节能型设计的循环流化床锅炉可以在更低的床压降下运行,厂用电率更低,受热面磨损更小;二次风出口位置颗粒浓度更低,二次风穿透更深,飞灰含碳量、SO2排放可以得到有效控制;受益于炉内还原性气氛的构造,NO排放相较于燃用类似煤种的传统循环流化床锅炉也大为降低。

循环流化床锅炉生物质与煤混烧积灰腐蚀试验

将3种不同金属管材样品环的气冷腐蚀探头置于某生物质与煤混烧的75t/h循环流化床(CFB)锅炉尾部烟道低温过热器前,通过空气冷却模拟过热器的管壁温度,获得3种混烧比例工况下(持续时间24h)3种管材的积灰样品。利用扫描电子显微镜分析积灰的理化特性,探讨混烧比例和材料种类对积灰腐蚀的影响规律。结果表明:在测试工况下,样品环迎风面不存在明显积灰现象,而背风面积灰明显,且随着材料的不同而有所不同,但未发现明显腐蚀或金属磨损,表明碱金属含量相对较低的生物质与煤混烧并不会造成严重积灰及腐蚀。

循环流化床锅炉床压降对其燃烧效率的影响

基于循环流化床锅炉流态优化,研究了改变床压降运行对其燃烧效率的影响。以480 t/h CFB锅炉为对象,实验测量了不同床压降下的飞灰、底渣含碳量变化,并建立一维CFB燃烧模型进行了计算。结果表明,建立的一维燃烧模型可以较好地预测流态优化对锅炉燃烧效率的影响。床压降降低时,炉膛内床存量下降,颗粒停留时间变短;同时,过渡区物料浓度明显下降,使得二次风穿透效果改善。因此,多数情况下呈现飞灰含碳量下降而底渣含碳量上升的趋势。床压降降低时,底渣质量份额增加,固体未完全燃烧损失随床压降呈现非单调变化的趋势。CFB锅炉流态优化过程中,当合理的控制给煤粒度并使得床压降在一定范围内下降时,可使得燃烧效率基本保持不变或略有升高。

N阀和U阀内流动结构比较的数值模拟

采用计算颗粒动力学(CPFD)方法对一种新型低流动阻力N型回料阀内的气固流动特征进行了数值模拟研究,通过考察其颗粒返料率、压力分布及气体反窜情况等参数,论证了其流动阻力特点,并与传统的U型回料阀进行了对比,从而验证了N阀替代U阀用于循环流化床锅炉的可行性。结果表明,N阀在提高颗粒返料率、避免气体反窜上存在明显优势,N阀倾斜段的设计显著降低了回料阀内的气固流动阻力。

谈李佑楚快速流态化理论对CFB锅炉技术发展的助力

已故中国科学院过程工程研究所(原中国科学院化工冶金研究所)李佑楚教授在气固流态化理论方面取得了众多成果和应用,明确了A类颗粒快速流态形成条件,即当风速超过转变速度utr时,必须维持一个临界值以上的颗粒流率,才能维持提升管稳定的颗粒浓度分布,且在不同的颗粒流率下,提升管内的浓度分布是不同的。明确了快速流态化提升管内浓度呈现“S”分布,随床存量增加,只改变密相区和稀相区拐点高度,而提升管出口颗粒流率不变。以上研究理论对国内循环流化床锅炉煤燃烧技术发展起到了理论指导和启示的作用。