循環(huán)流化床技術問答

循環(huán)流化床技術問答1、循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的主要設備有哪些？答：循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)的主要輔助設備有爐前碎煤設備、給煤設備、灰渣冷卻及處理設備。石灰石輸送設備和各種用途的風機，如一次風機、二次風機、引風機、播煤增壓風機、高壓流化風機、點火油系統(tǒng)、除塵設備、氣力及水力除灰設備等。2、循環(huán)流化床鍋爐的基本特點是什么？答：循環(huán)流化床鍋爐的基本特點如下：（1）低溫的動力控制燃燒。其燃燒速度主要取決于化學反應速度，決定于溫度水平。物理因素不再是控制燃燒的主導因素。（2）高速度、高濃度，高通量的固體物料流態(tài)循環(huán)過程。循環(huán)流化床鍋爐的所有燃燒都在這兩種形式的循環(huán)運動中逐步完成的。（3）高強度的熱量、質(zhì)量和動量傳遞過程。循環(huán)流化床鍋爐的熱量主要靠高速度、高濃度、高通量的固體物料來回循環(huán)實現(xiàn)的，爐內(nèi)的熱量、質(zhì)量和動量的傳遞和交換非常迅速，從而從整個爐膛內(nèi)溫度分布很均勻。（4）負荷不同，流化狀態(tài)發(fā)生變化，最低為0。3、循環(huán)流化床鍋爐與常規(guī)煤粉鍋爐在結構與運行方面有什么區(qū)別？答：它與常規(guī)煤粉鍋爐在結構與運行方面的區(qū)別有以下方面：（1）燃燒室外底部布風板是循環(huán)流化床鍋爐特有的設備，其主要作用是使流化風均勻地吹入料層，并使床料流化。對布風板的要求是在保證布風均勻條件下，布風板壓降越低越好。（2）床料循環(huán)系統(tǒng)是循環(huán)流化床鍋爐結構上的主要特征：由高溫旋風分離器和飛灰回送裝置組成，其作用是把飛灰中粒徑較大、含碳量高的顆?；厥詹⒅匦滤腿霠t內(nèi)燃燒。（3）循環(huán)流化床鍋爐的入爐煤粒大。一般燃用粒徑在10mm以下的煤即可，但要求燃料破碎系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。（4）循環(huán)灰參數(shù)對鍋爐運行的影響。鍋爐負荷通過熱量平衡和飛灰循環(huán)倍率兩方面來調(diào)節(jié)。循環(huán)流化床鍋爐運行時，其單位時間內(nèi)的循環(huán)灰量可高達同單位時間內(nèi)燃煤量的20~40倍。由于灰的熱容大很多，因此循環(huán)灰對燃燒室下部的溫度平衡有很大影響，循環(huán)流化床鍋爐燃燒室下部未燃帶一般或根本不布置受熱面，煤粒燃燒產(chǎn)生的熱量則由煙氣粉爐中，蒸發(fā)受熱面的出力主要取決于爐膛溫度，而在循環(huán)流化床鍋爐中，床層溫度基本不隨負荷變化，或在小范圍內(nèi)波動。運行中煙氣攜帶的飛灰顆粒量成為影響蒸發(fā)受熱面的重要因素。因此，循環(huán)流化床鍋爐可以從熱量平衡和飛灰循環(huán)倍率兩個方面來調(diào)節(jié)鍋爐負荷。（5）循環(huán)流化床控制系統(tǒng)要求高。由于循環(huán)流化鍋爐內(nèi)流態(tài)化工況、燃燒過程較煤壓、床層密度、汽溫、汽壓等，同樣對于選擇性流化床冷渣器和旋風分離器來說又要多兩倍的控制參數(shù)，所以需要調(diào)整的參數(shù)比煤粉爐要高出許多，因此其控制系統(tǒng)較同等容量的煤粉爐要求高。另外，由于循環(huán)流化床鍋爐的磨損相對比較嚴重，各種溫度、壓力和流量測點磨損程度也會增加很多，保證各測點正常工作的任務也異常艱巨，這對控制系統(tǒng)的要求隨之提高。4、什么叫床層差壓？答：床層差壓是指風室壓力與密相床層力之差，是表征床料高度的一個重要物理量。一定高度的床料在固定流化風量下對應一定的床層差壓。因為在流化狀態(tài)下，相同面積布風板上顆粒的重力與其浮力差基本相同，所以用床層差壓可以計算出床料的高度。5、什么叫做膛差壓？答：爐膛差壓是指稀相區(qū)的壓力與爐膛出口的壓力差，是表征爐膛稀相區(qū)顆粒濃度的重要物理量。一定的顆粒濃度對應一定的爐膛差壓。爐膛差壓越大，稀相區(qū)顆粒濃度越大，循環(huán)灰量也越大。6、熱態(tài)與冷態(tài)情況下臨界流化速度有何區(qū)別？答：由于體積流量與絕對溫度成正比，床層截面積一定時熱態(tài)所需體積流量僅為冷態(tài)時的45%左右，熱態(tài)臨界流化速度為冷態(tài)臨界流化速度的1.8倍多，也就是說冷態(tài)流態(tài)化變?yōu)闊釕B(tài)流化后風量可以減少。7、臨界流化速度與哪些因素有關？答：影響臨界流化速度的因素有：（1）料層厚度對臨界流速有影響。（2）料層的當量平均料徑增大則臨界流速增加。（3）固體顆粒密度增加時臨界流速增加。（4）流體的運動粘度增大時臨界流速減小。如床溫增高時，臨界流化風速減小；床溫減少則臨界流化風速增大。8、什么叫做床層阻力特性？答：床層阻力特性就是指流化氣體通過料層的阻力壓降與按床截面積計算的冷態(tài)流化速度（或表觀速度）之間的關系。利用床層阻特性可以判斷料層的厚度和所需配備的風機風壓的大小。9、循環(huán)流化床鍋爐各個部件內(nèi)都呈現(xiàn)什么流化狀態(tài)？答：循環(huán)流化床鍋爐爐膛密相區(qū)為鼓泡流化床狀態(tài)；稀相區(qū)存在大量顆粒破碎、揚析和返混現(xiàn)象，為湍流流化床或快速流化床狀態(tài)?；亓掀髋c冷渣器的主要作用是將床料或灰渣流化起來，以便利于輸送，可以認為鼓泡流化床狀態(tài)。10、循環(huán)流化床鍋爐的脫硫原理是什么？答：SO2是一種嚴重危害大氣環(huán)境的污染物，SO2與水蒸氣進行化學反應形成硫酸，和雨水一起降至地面即為酸雨。NOX包括NO、NO2和NO3三種，其中NO也是導致酸雨的主要原因之一，同時它還參加光化學作用，形成光化學煙霧，導致臭氧層的破壞。煤加熱至400oC時開始首先分解為H2S，然后逐漸氧化為SO2。其化學反應方程式為FeS2+2H2→2H2S+FeH2S+O2→H2+SO2對SO2形成影響最大的因素是床溫和過量空氣系數(shù)，床溫升高、過量空氣系數(shù)降低則SO2越高。循環(huán)流化床燃燒過程中最常用的脫硫劑是石灰石，當床溫超過其燃燒溫度時，發(fā)生煅燒分解反應方程式為：CaCO3→CaO+CO2↑此時吸收183kJ/mol脫硫反應方程式：CaO+SO2+1/2O2→CaSO4這樣使SO2在發(fā)生化學反應后變成CaSO4，對SO2起到固化作用，達到脫硫的效果。11、什么是流化床顆粒的夾帶和揚析現(xiàn)象？答：夾帶和揚析現(xiàn)象是兩個不同的概念。夾帶一般指單一顆?；蚨嘟M分系統(tǒng)中，氣流從床層中帶走固體顆粒的現(xiàn)象。在自由空域低于輸送分離高度時，越接近輸送分離高度，夾帶量越小。揚析表示從混合物分離和帶走細粉的現(xiàn)象。這一現(xiàn)象不論在爐膛內(nèi)低于或高于輸送分離高度的空間都存在。12、循環(huán)流化床鍋爐的結構特征是什么？答：循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)體現(xiàn)了循環(huán)流化床鍋爐的特點。與常規(guī)的燃煤鍋爐不同，循環(huán)流化床鍋爐的燃燒系統(tǒng)主要由燃燒室、高溫旋風分離器及飛灰回送裝置組成，有的還設有外部低速流化床熱交換器。13、循環(huán)流化床鍋爐的分離系統(tǒng)由哪幾部分組成？答：循環(huán)流化鍋爐的分離系統(tǒng)由高溫旋風分離器（主要作用是將大量高溫固體物料從氣流中分離出來）、飛灰回送裝置（主要作用是將分離出來的物料回送到爐膛去，保證燃料和脫硫劑多次循環(huán)、反復燃燒和反應）或外部低速流化床換熱器組成（主要是可以調(diào)節(jié)進入外置換熱器的固體顆粒流量和直接返回爐膛的固體物料流量的比例來調(diào)節(jié)床溫）。14、影響高溫旋風分離器性能的主要因素有哪些？答：影響高溫旋風分離器性能的主要因素有以下幾個方面：（1）切向入口風速的影響。一般來講入口風速越高，分離效率越高。但當流速過高時，由于氣流湍流度增加以及顆粒反彈加劇等原因反而造成分離效率下降。（2）溫度的影響。溫度越高氣體粘度越大，分離效率越低。（3）顆粒濃度的影響，顆粒的濃度存在一個臨界值，小于該值時隨著濃度的增加分離效率增加；大于該值時，隨濃度的增加分離效率反而下隆。（4）粒徑的影響。顆粒粒徑越大分離效率越高（5）結構參數(shù)的影響。包括分離器的進口寬度和形式、中心管長度、直徑以及筒體直徑等。15、什么叫做循環(huán)倍率？答：在常規(guī)煤粉爐中，循環(huán)倍率常指的是水的循環(huán)倍率，定義為進入上升管的循環(huán)水量與上升管的蒸發(fā)量之比。在循環(huán)流化床鍋爐中循環(huán)倍率是描述物料循環(huán)量的一個重要參數(shù)。一般定義為單位時間內(nèi)循環(huán)物料量與單位時間內(nèi)鍋爐給煤量的比值。16、影響循環(huán)倍率的因素有哪些？答：影響循環(huán)倍率的因素很多，主要的有以下幾個方面：（1）燃料的特性對循環(huán)倍率的影響。一般發(fā)熱量大的煤循環(huán)倍率也高。（2）熱風溫度及回料溫度對循環(huán)倍率的影響。隨著熱風溫度和回料溫度的提高，循環(huán)倍率也應提高。（3）負荷的影響。隨著負荷降低，循環(huán)倍率也應降低以維持汽溫、汽壓為正常值的需要。17、煤在流化床內(nèi)的燃燒過程是怎樣的？答：煤粒在流化床內(nèi)的燃燒是流化床鍋爐內(nèi)發(fā)生的最基本最重要的過程，它涉及流動、傳熱、化學反應以及很多相關的物理化學現(xiàn)象，當煤粒通過給煤機進入流化床后，將依次經(jīng)過以下過程：（1）煤粒得到周圍高溫床料的加熱干燥過程。（2）熱解及揮發(fā)分燃燒。（3）對某些煤種發(fā)生顆粒膨脹和一級破碎現(xiàn)象。（4）焦炭燃燒并伴隨著二級破碎現(xiàn)象。實際上煤粒在流化床中的燃燒過程不能簡單地以上述步驟絕對地劃分成各階段，往往幾個過程會同時進行。揮發(fā)分和焦炭的燃燒階段存在著明顯的重疊現(xiàn)象。18、什么叫做一級破碎？答：煤粒中析出的揮發(fā)分有時會在煤粒中形成很高的壓力而使煤粒產(chǎn)生破碎，這種現(xiàn)象我們稱為一級破碎。一級破碎后煤粒分裂成碎片。19、什么叫做二級破碎？答：當焦炭處于動力燃燒或過渡燃燒工況時，焦炭內(nèi)部的小孔增加，焦炭的連接力下降。當連接力小于焦炭的外力時，焦炭就產(chǎn)生碎片，這個過程叫做二級破碎。二級破碎是在揮發(fā)分析出后的焦炭燃燒階段發(fā)生的。破碎的粒度要比產(chǎn)生的細炭粒大。如果煤粒處于動力燃燒