收缩出口结构对循环流化床锅炉性能的影响

收缩出口结构对循环流化床锅炉性能的影响 收缩出口结构对循环流化床锅炉性能的影 响 ].f/] CirculatingFluidizedBedCombustion(CFBC)Boiler. 竺,型垒k王? (清华大学热能2[-程系,北京1000~4)0 响 在循环流化床锅炉中,炉内的物料循环是其基本特征. 物料的顺利循环和运动规律对于循环流化床的和运行 非常重要.循环流化床锅炉出口结构对炉内气周两相流动特性 和传热特性有很强烈的影响,称为循环流化床锅炉的出口端头 效应[1].作者指出,采用凸起出口结构可以建立物料的内循 环,这对于颗粒的燃烬和传热的强化起着相当重要的作用. 本文通过试验寻找到一种增强这种物料内循环的方法. 1试验系统 试验采用一般的循环流化床系统i27,由主床,旋风分离 器,科腿,L闽及测试系统组成.主床截面为90mmx90mill, 有效高度为5.25m.试验中所用物料为树脂,其平均直径为 500p_m,真宴密度为l40Gkg/m3,终端速度为2.7n1/s.图1 表示试验中所采用在凸起出IZl结构(=0)基础上的收端出 口结构(图中,为凸起高度,0.35;B:为收缩度,mil1).传热 系数梗I量采用小彤数的瞬态导热法【.试验时.将5mm 的紫铜球形探头(见图2)放人液氮中拎却至77K,然后迅速 插人床内,探头的温升曲线,据此求得传热系数. 奠 t 田1收缩出口螭构 '. — : 留 圈2传热系数的耐t 收稿日期I999-104}3;修订日期:1999.12-0I 者筒介:金燕(I963-),女,北京市^,硕士,在读博士,主要从事循环流化床锅炉内的流 动与传熟以及煤粉燃烧技术方面的研 究工作. 一 70— 2试验结果及 图3表示收缩出口结构下不同收缩度的床密度分布 [其中.A为床出口截面积.m;矾为床内表观气速,m;G ?s)].结果表明,当收缩度增加时,收 为循环颗粒流率, 缩处气流速度增加所产生的加速效应和下斜坡使气流方向改 变所产生的方向效应,造成很多颗粒进^床顶部的空腔,在空 腔内开成一个浓的区域而易于团聚成更多的粒子团.这些粒 子团措壁面下降井返回主床,在壁面附近形成下降的颗粒层, 由此建立了颗粒的内循环.它使床顶部密度增加,并且床密度 增加的范围扩大.但是,当一定程度(60mm)时,收缩处气 流速度足够太,以致于空腔内形成的颗粒团在下降到收缩处 附近时,受到加速气流的阻止加速气流对颗粒强烈的剥离 能力,使得下降的颗粒流减少.进而减小床密度增加的范围. 朋置,?m.r' 田3收缩出n结构舯床密度分布 收缩出口结构的收缩度颗粒在床内停留时间的影响如图4 所示.从图中可以明显看出.收缩出口结构下颗粒在床内的停留 时间随颗粒循环流率的增加而增加,但并不完全随收培度的增 加而增加图4表明.颗粒在床内的停留时间随收缩度的变化 呈现峰值特征,即当收缩出口结构的收缩度为40rrIII】时,颗粒 在床内停留时间最长,也就是说试验中最佳收缩度为4orrIII】. 收?崖丑|/mm 图5表示的收缩出口结构传热系数分布可以进步说 明下降颗粒层的存在.(图中,为采样孔距布风_援韵距离, m;为采样孔距侧墙的距离,11111111;y为采样孔距前墙的距离, mm).圈5表明,随着收缩出口收缩度的增加,床内藏赢各耸 的传热系数增加,并且颗粒回流的影响使传热系数分布呈边 壁太,中间小的特性尤其值得注意的是,当收嫱度为60 【rLrrI(图中曲线"口")时,加速气流对下降颗粒团的阻止作用, 使下降的颗粒流在裉短的距离内消失.此时,为4.25m的 截面上,其壁面附近已不存在下降颗粒流,导致传热系数分 布由原来的边壁太,中间小,转变为中间太,边壁小由于下 降颗粒流自上而下运渐减弱,在离床出口较远的截面处,传 热系数增加幅度减小,而且其分布也趋于平缇. 荆.慝一舳柏l^彝一一 田5收鳆出n结构舯传热系数分布 分析表明,收嫱出口结构采用最佳收缩度时可以建立 比凸起出口结构更强的颗粒内循环,延长颗粒在炉内的停留 时间,增强物料与蒸发受热面间的传热系数,进而强化循环 流化床锅炉的出口端头效应.一般最佳收嫱度为循环流化床 锅炉当量直径一半左右. 3结论 (1)采用收缩出口结构,可以强化循环流化床锅炉出口 ., 叠..?噼差..《】1.I?.??墨 叠一一女 的脱硫方法为钙基吸收剂为主的湿式 脱硫方法,该方法需要大量投资和附属 设备,占地面积太开发一种无需制备 的脱硫剂.利用现有文丘里水膜除尘器 进行脱硫,融除尘脱硫于一体,则具有 投资省,运行费用低,占地步的优势.现 开发一种利用电厂化学处理车间的废 碱液在文丘里旋风水膜除尘器上进行 脱硫的方法,可以废治废,综舍判用. 通过试验研究得到如下结论:(1) 用化学处理车间的废碱液在文丘里水 膜除尘器上进行烟气脱硫,脱硫效率可 达70%一80%,且除尘器出口排水pH 值在5.5以上【2)增加文丘里喉部废 碱液喷量可在保证较高脱碱效率的同 时,减少废碱液用量.降低运行费用 (3)维持60%~70%的脱硫效率,04— 0.5L/的液气比.除尘器^口pH值 调整为l2一l3较适宜.(4)该法具有投 资省,占地省,工艺筒单,运行费用低的 优点. (王淑勤) ?燃料发热量的在线焙懂校正 在抄角发电总厂_A3机组控制系统改 造中,德国H&B公司在其svmphony 系统中提供了一种燃料发热量在线焙 值校正回路.在控制回路中,模块 D01~D04,D05~D08分别通过新蒸汽的 焙增和再热主蒸汽的焙增计算主蒸汽 和再热蒸汽在锅炉燃烧过程中所吸收 的热量;这2个热量之和减去燃油发热 量,得到燃煤发热量;燃煤发热量除以 经过延时作用后的总燃煤量,得到单位 燃煤发热量;单位燃煤发热量经外部参 数可变的速率限制计算,得到用于实际 计算的单位燃煤发热量;实际单位燃煤 发热量与总燃煤量相乘,得到实际的总 燃煤发热量;此信号与上级调节回路过 来的总燃料发热量设定信号在模块 D15中进行PID运算,其输出结果既可 以控制直吹式制粉系统的给煤机转速, 也可以控制中间贮仓式制粉系统的各 排给粉机转速.燃煤发热量的在线焙 值校正,避免了单独采用给煤质量或 给煤机(给粉机)转速作为燃料量信 煤湿度变 号时所遇到的煤种变化, 化,给煤机(给粉机)挡板开度等对系 统调节品质的影响,提高了机组出力 的可控性. (黄卫剑) ?电站锅炉过热器再热器管温 度及剩余寿命评估技术为了解决电 站锅炉昔金属壁厚测量方法存在的问 题,锅炉金属管壁实际运行温度无直接 有效的监测手段,减少和防止日益频繁 的过热爆管(超温运行)事故,以及为在 我国实现状态检修,井针对国内锅炉过 热器及再热器常用管材(特别是102, 12CdMV锕等),国家电力公司热工研 究院研究了一种锅炉管温度及剩余寿 命评估新技术 锅炉管温度及剩余寿命评估技术 主要由锅炉管壁盎属层厚度及内壁氧 化层厚度测量系统和锅炉管温度及剩 余寿命评估计算软件2大部分组成.主 要为火力发电站解决以下具体闸题:管 壁厚度测量;温度场测量;应力场测量; 寿命场分布.在锅炉大,中,小修中可采 用这种技术.该技术已在北仑,螨盂,抄 角B,常熟,蒋州,西柏坡毒,吉化热 电厂等l0多个电厂应用,为减少和预 防长期过热爆管事故的发生起到了良好 的作用.使电厂做到有目的,有计捌地更 换锅炉管从而避免了不必要的浪费.(马剑民) ?球磨机内存量在蛾监测方 法的研究发电厂球磨机制粉系统的 自动控制问题长期以来一直未能很 好解决,其关键之一是球磨机蒗筒 中存煤量的测量.有关科研部门分 析了采用球磨机振动量信号表征球 磨机内存煤量测量方法的可行性, 并采用振动式负荷变送器进行了现 场试验. 其振频检测法原理:球磨机的蒗 筒回转时,钢球撞击蒗筒,形成冲击 脉冲力,使滚筒产生复杂的振动.存 煤量不同,其振动量不同.振动沿滚 筒壳体和轴承传播,在轴承座径向 可测量其振动信号,从而反映出存 煤量 通过理论分析及现场试验,利 用球磨机前轴承座上的振动量信号可 快速,准确地反映球磨机内存煤量的变 化,经在石家庄电厂使用,所设计的振 频式负荷变送器测量精度高,可在恶劣 的环境下进行现场测量,实现了球磨机 的在线监测,同时该变送器的输出信号 可作为调节信号使用,从而解央球磨机 制粉系统负荷信号测量难的问题,具有 广阔的应用前景. (苏杰) (上接第71再) 端头效应.I21 (2)收缩出ISI结掏的收缩度对循环流化床锅炉流动特性 和传热特性的影响呈现峰值特征,一般最佳收缩度为循环流[3_ 化床锅炉的当量直径的一半. 参考文献 Il】垒燕-利用出口几何结构改善循环流化床锅炉性能I中国电 一 76一 力,1998,31(4):70-71 金燕循环流化床锅炉出口端头效应的试验研究[D1.硬士学位 论文.北京:清华大学1995. 王雪元循环流化床燃烧室的传热ID】.硕士学位论文北京}清华 大学.1989 (责任编辑舟謇振)