循環(huán)流化床鍋爐選擇性排渣冷卻系統(tǒng)研究.pdf

1、大型CFB鍋爐技術(shù)的發(fā)展十分迅猛，技術(shù)已較為成熟，且已成為我國劣質(zhì)燃料高效清潔利用的主要途徑。然而在大容量化、高參數(shù)化的發(fā)展和應(yīng)用過程中仍然存在一些問題，其中以底渣系統(tǒng)故障、底渣熱量回收利用問題和爐內(nèi)受熱面磨損問題最為突出，嚴(yán)重制約了我國CFB鍋爐的可用率和運行可靠性。出現(xiàn)這些問題的本質(zhì)是我國CFB鍋爐在大量燃用劣質(zhì)燃料后爐內(nèi)床料粒度分布大大偏離了設(shè)計值，影響鍋爐的正常運行。而調(diào)節(jié)爐內(nèi)床料粒度分布最有效、最直接、最靈活的方式恰為通過選擇

2、性排渣來實現(xiàn)。因此，在研究CFB鍋爐床料粒度分布的形成機理及其調(diào)節(jié)優(yōu)化方法的基礎(chǔ)上，研發(fā)新一代的冷渣器和排渣裝置，以及探討底渣熱量回收系統(tǒng)的經(jīng)濟性、冷卻能力和回收效率等問題，有非常重要的意義。
　　 為此，本文首先從理論上探討了CFB鍋爐爐內(nèi)床料粒度分布的形成機理及其調(diào)節(jié)方法，并研究了鍋爐底渣熱量回收利用的冷卻能力、經(jīng)濟性等相關(guān)問題。其次針對現(xiàn)有底渣系統(tǒng)存在的問題提出了對寬篩分底渣進(jìn)行分選并按粒徑分級冷卻的思路，開發(fā)出了帶顆粒粒

3、徑分選思想的流化床冷渣器系列專利及與之配套的相關(guān)專利技術(shù)。然后分別對所提出的專利技術(shù)“排渣分選裝置”和“復(fù)合式冷渣裝置”進(jìn)行了可行性研究。最后對復(fù)合式冷渣裝置進(jìn)行了半工業(yè)的冷態(tài)試驗和工業(yè)應(yīng)用研究。本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點是：
　　 ①通過建模研究了選擇性排渣和排循環(huán)灰對爐內(nèi)床料粒度分布的調(diào)節(jié)作用
　　 探討了CFB鍋爐爐內(nèi)床料粒度分布的形成機理及其發(fā)生變化后產(chǎn)生的影響，并通過分析總結(jié)得出采用選擇性排渣是調(diào)節(jié)爐內(nèi)床料粒度

4、分布最佳的方法。之后通過建立的物料平衡一維靜態(tài)模型分別對不回收、回收底渣細(xì)顆粒和排放循環(huán)灰三種工況進(jìn)行了計算，計算結(jié)果表明，選擇性排渣和排放循環(huán)灰對爐內(nèi)床料粒度分布的調(diào)節(jié)作用恰好相反，選擇性排渣可以使得爐內(nèi)床料粒度變細(xì)，而排放循環(huán)灰將使?fàn)t內(nèi)床料粒度變粗。
　　 ②首次系統(tǒng)地研究了底渣熱量回收時的能力限制、對機組經(jīng)濟性的影響等問題
　　 建立了分別采用純水冷式“滾筒冷渣器”和風(fēng)水聯(lián)合冷卻式“流化床冷渣器”兩種不同底渣冷卻方

5、式回收底渣物理熱時對機組熱經(jīng)濟性的影響模型。選取了三種具有代表性的不同容量等級的CFB鍋爐凝汽式發(fā)電機組(150 MWe、300 MWe、600 MWe)作為研究對象，在定功率條件下采用熱平衡法計算得出了不種底渣熱量回收方式時的機組熱經(jīng)濟性指標(biāo)，并對結(jié)果進(jìn)行了對比分析。此外，詳細(xì)探討了不同熱量回收方式的底渣余熱回收效率問題、不同冷卻介質(zhì)的冷卻能力問題及適宜的風(fēng)水冷比例問題等，并給出了相關(guān)意見建議。
　　 ③首次提出了一種在順利排

6、放底渣同時能實現(xiàn)底渣粗細(xì)分選的排渣分選裝置
　　 針對具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“一種排渣分選裝置”進(jìn)行了冷模試驗研究，驗證了技術(shù)可行性，并對該裝置內(nèi)的氣固流動特性尤其是排渣分選特性進(jìn)行了試驗研究，得到了流化風(fēng)速、分選隔墻高度、初始床料粒徑分布等因素對分選效果的影響，以及顆粒分選效果較好時分選室與主床間的風(fēng)速匹配關(guān)系。
　　 ④首次提出了對寬篩分底渣進(jìn)行分選并按粒徑分級冷卻的新思路
　　 根據(jù)對寬篩分底渣按粒徑分級冷卻的

7、思路，開發(fā)出了帶顆粒粒徑分選思想的流化床冷渣器系列專利，包括“復(fù)合式冷渣裝置”、“雙分選式流化床冷渣器”、“雙噴動床流化床冷渣器及與之配套的回風(fēng)系統(tǒng)”等，同時開發(fā)了多種與之配套的專利技術(shù)，均獲得了我國國家發(fā)明或?qū)嵱眯滦蛯＠跈?quán)。
　　 針對復(fù)合式流化床冷渣器的研發(fā)，首先通過小型試驗臺的冷模試驗和數(shù)值模擬研究驗證了結(jié)構(gòu)設(shè)計和技術(shù)的可行性；然后在一半工業(yè)試驗臺上針對復(fù)合式流化床冷渣器的分選特性和回灰特性進(jìn)行了冷態(tài)試驗研究；最后在試驗