CFB锅炉石灰石输送管路偏流特性的CPFD数值模拟 ppt

CFB锅炉石灰石输送管路偏流特性的CPFD数值模拟——第四届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议——张娟丽，金燕，杨海瑞，吕俊复辽宁·沈阳2014/10/23各位老师，同学，大家下午好！下面由我来做第三届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议的预讲。目录背景数值模拟对象及参数气固两相流动特性分析分配器的结构改进3.1增大分配器筒径3.2改变分配器顶部结构3.3安装导流挡板结论1背景石灰石粉气力输送更稳定更连续更均匀环保要求CFB锅炉炉内喷钙脱硫效率高效的脱硫系统从炉前仓到锅炉的输送过程中采用的是分支形式的管路，以实现一条管路多个喷口的需要。分流输送的过程中，存在明显的偏流现象。石灰石粉进入炉膛后严重分布不均。随着我国环境保护形势的日益严峻，氮氧化物（NOx）作为主要的大气污染物受到了越来越严格的管控。尽管我国NOx排放增长速度逐年放缓，但总量仍然惊人，减排压力巨大。据统计2010年达到1852.4万吨，其中包括燃煤电站锅炉在内的工业NOx排放占79.1%，成为NOx的主要排放源。1背景为此，国家环保局最新修订了《火电厂大气污染物排放》（GB13223-2011）,要求新建电厂需达到100mg/Nm3的排放标准（以NO2计，折算为干基，6%O2含量）。该标准在世界范围内比较，都是相当严格的。因此，对燃煤电站锅炉NOx排放加以重点关注就具有了迫切的现实意义。1背景CPFD，即ComputationalParticleFluidDynamics，与传统放的CFD软件相比：能够对任何固体颗粒实现全尺寸分布的模拟；能够在一次计算中实现颗粒浓度从很稀到紧密堆积的模拟，而无需事先确定颗粒浓度范围；能够得到Lagrangian意义下，颗粒的质量，传热、磨损等的完整信息；能够模拟颗粒数量超过10+16的气固系统.在燃煤锅炉产生的NOx中，NO具有更高的热力学稳定性，占整个NOx生成量的比例超过90%。宏观而言，燃煤过程中NOx的生成途径主要有热力型、燃料性和快速型三种。由于CFB锅炉燃烧温度较低（通常小于1000℃），不具备热力型NOx生成的高温条件（约1300℃），因此几乎完全没有热力型NOx生成。这也是CFB锅炉原始NOx排放水平偏低的主要原因。而快速性NOx一般只在CHi基团浓度较高且较为贫氧的环境中生成。因此，CFB锅炉中生成的NOx主要为煤中所含氮元素经复杂的化学过程转化而来的燃料性NOx[5]。2数值模拟对象及参数计算对象3m3mR/D=104mDN150DN150DN125DN125DN150DN125DN100R/D=103m3m3m3m2m2m2m1m带弯头的一分二型分支结构单一的一分二型分支结构实际运行中的一分二二分四分支整体管路循环流化床锅炉由于其燃烧温度低、炉内还原性气氛较强等特点，NOx的原始排放水平较其他燃烧设备偏低，即天然具有低NOx排放特性。相比于煤粉炉，大部分CFB锅炉排放均在200mg/Nm3以下，且当煤种挥发分含量较低时，即可自然满足新国标。近年来，清华大学通过大量国内外CFB锅炉的运行、设计经验，并结合理论分析，提出了基于流态重构的低床压降节能型CFB锅炉技术路线，经实践检验，可显著改善锅炉炉内燃烧、磨损状况，降低厂用电率，提高设备可用性，大大增强了CFB锅炉的市场竞争力。然而，该技术路线对NOx生成的影响尚不明确。3气固两相流动特性分析模拟条件非稳态的稀相气固两相流动进口边界采用流量进口边界出口边界采用压力出口边界宽筛分的颗粒分散特性计算模型：Lagrangian-Eulerian 物理量 数值 网格密度(mm) 10×10×15 时间步长 5×10-4 颗粒充填限制 0.6 颗粒切向碰撞恢复系数 0.99 颗粒径向碰撞恢复系数 0.3 物料含水率 1% 颗粒球形度 1 气相密度ρg (kg/m3)  1.8-1.89 颗粒堆积密度ρb (kg/m3) 1260 进口气速ug(m/s) 20 进口压力p(Kpa) 60 颗粒流量Mp (kg/s) 3.47 固气比r(kg/kg) 5.11 输送温度T(K) 300在燃煤锅炉产生的NOx中，NO具有更高的热力学稳定性，占整个NOx生成量的比例超过90%。宏观而言，燃煤过程中NOx的生成途径主要有热力型、燃料性和快速型三种。由于CFB锅炉燃烧温度较低（通常小于1000℃），不具备热力型NOx生成的高温条件（约1300℃），因此几乎完全没有热力型NOx生成。这也是CFB锅炉原始NOx排放水平偏低的主要原因。而快速性NOx一般只在CHi基团浓度较高且较为贫氧的环境中生成。因此，CFB锅炉中生成的NOx主要为煤中所含氮元素经复杂的化学过程转化而来的燃料性NOx[5]。3气固两相流动特性分析料流通过弯头进入垂直管时，由于弯头作用，在垂直管中，小颗粒贴右侧壁面呈波状继续向上流动。大颗粒比较均匀地分散在管道中悬浮向上流动。水平段大颗粒（≥600um）在管道底部贴壁流动，速度12-15m/s，小颗粒以和气流相一致的速度约20-24m/s在管内呈现典型的稀相悬浮流动弯头处在水平管管道上部悬浮流动的小颗粒（≤250um）受弯头惯性影响大，贴弯头外壁流动，大颗粒分散在管道中流动，存在明显的二次流现象。垂直管段出口2（右）出口1（左）出口1（左）出口2（右）左1左2左3左4煤颗粒在被投入炉膛后，随即在高温下发生脱挥发分过程，约60%~80%的含氮化合物随挥发分析出，称之为挥发分氮，而存留在焦炭中的部分称为焦炭氮。挥发分氮的在高温环境中的化学活性很高，迅速分解为NH3、HCN等小分子化合物，并在O2存在条件下，经NH2、NH、NCO等基团被氧化为N2、NO、N2O等。同时，生成的NO也会被NH3等中间产物、半焦等重新还原为N2，因此最终的NO生成量取决于正逆反应相减后的净生成量。焦炭氮也会被氧化生成NO，但其中焦炭由于自身还原性而产生的抑制作用不容忽视。目前对于焦炭氮转化途径的研究尚不充分。下图为CFB锅炉中燃料型NOx生成路径示意图。以上NOx的生成过程主要集中在CFB锅炉密相区，尤其在给煤口附近。而当NOx随烟气沿CFB炉膛高度方向向上流动，直至炉膛出口，NOx浓度均呈下降趋势。一方面，二次风的加入稀释了NOx浓度；更重要的是，炉内高浓度的CO和未燃尽焦炭都对NOx起到显著的还原作用。有文献表明，CO和NOx在焦炭表面发生的气固异相反应是NOx还原的最重要反应[8]。已有一些学者在小型热态CFB试验台上对该结论进行过验证[11,12,13]。综上，温度和氧化还原气氛是影响CFB锅炉NOx生成的最主要因素。通过调整CFB锅炉的运行状态，改变以上各因素，可实现对锅炉NOx排放水平的调节。3气固两相流动特性分析贴右侧壁流动的小颗粒会直接流入右侧支管，约30%。70%的颗粒随气流冲刷至分配器顶部后流入两侧支管。流量分配为左支管32.66%，右支管67.33%。分支管路的偏流主要是由于管路中的弯头引起的弯头不仅引起流量分配份额不均，还引起两侧支管颗粒流粒径不均，与实际运行现状一致。t=5st=5s出口1（左）出口2（右）出口1（左）出口2（右）煤颗粒在被投入炉膛后，随即在高温下发生脱挥发分过程，约60%~80%的含氮化合物随挥发分析出，称之为挥发分氮，而存留在焦炭中的部分称为焦炭氮。挥发分氮的在高温环境中的化学活性很高，迅速分解为NH3、HCN等小分子化合物，并在O2存在条件下，经NH2、NH、NCO等基团被氧化为N2、NO、N2O等。同时，生成的NO也会被NH3等中间产物、半焦等重新还原为N2，因此最终的NO生成量取决于正逆反应相减后的净生成量。焦炭氮也会被氧化生成NO，但其中焦炭由于自身还原性而产生的抑制作用不容忽视。目前对于焦炭氮转化途径的研究尚不充分。下图为CFB锅炉中燃料型NOx生成路径示意图。以上NOx的生成过程主要集中在CFB锅炉密相区，尤其在给煤口附近。而当NOx随烟气沿CFB炉膛高度方向向上流动，直至炉膛出口，NOx浓度均呈下降趋势。一方面，二次风的加入稀释了NOx浓度；更重要的是，炉内高浓度的CO和未燃尽焦炭都对NOx起到显著的还原作用。有文献表明，CO和NOx在焦炭表面发生的气固异相反应是NOx还原的最重要反应[8]。已有一些学者在小型热态CFB试验台上对该结论进行过验证[11,12,13]。综上，温度和氧化还原气氛是影响CFB锅炉NOx生成的最主要因素。通过调整CFB锅炉的运行状态，改变以上各因素，可实现对锅炉NOx排放水平的调节。3分配器的结构改进方案增大分配器筒径Dt/Dg=2t=0.8sDt/Dg=2.5t=0.8sDt/Dg=3t=0.8s增大筒径后，偏流程度有所降低。但降低的幅度并不明显。分配器的筒径、筒高以及支管的开口位置对其内部的偏流均存在一定的影响。定性的影响为：筒身越高，开口位置越高，偏流程度越大。料流的偏流本质上是由于经过上游的90o弯头而引起的，要想解决偏流问题，需要进一步改变分配器内部的气固两相流动结构。Dt/Dg=2t=5sDt/Dg=2.5t=5sDt/Dg=3t=5s 质量流量（kg/s) 出口1 出口2 流量差(2-1) 时均值 百分比 时均值 百分比 百分比 Dt/Dg=2 0.827 32.66% 1.705 67.33% 34.67% Dt/Dg=2.5 0.864 34.04% 1.674 65.96% 31.92% Dt/Dg=3 1.022 39.80% 1.546 60.20% 20.4%在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。3分配器的结构改进方案改变顶面形状改变顶面形状后，料流在分配器内的混合增强分配器内部气固两相流动结构有所变化，但偏流程度无改善。解决偏流问题需要提出非对称的分配器结构。t=0.8st=0.9st=5st=5s 质量流量（kg/s) 出口1 出口2 流量差(2-1) 时均值 百分比 时均值 百分比 百分比 初始结构 空气 0.404 60.2% 0.267 39.8% 20.4% 物料 0.864 34.04% 1.784 65.96% 31.92% 圆顶形状 空气 0.431 64.2% 0.240 35.8% 19.86% 物料 0.504 32.3% 1.225 67.7% 35.4%在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。3分配器的结构改进方案加装导流挡板加装挡板后，分配器内的气固流动结构发生了明显的改变。两支管的流量分配与原始结构的流量分配出现巨大反差。分析流量出现反差的原因：由于弯头惯性作用引起的贴右侧管壁的30%的料流进入右侧支管。其余70%料流冲刷至分配器顶部后由于挡板作用几乎全部流入左侧支管。t=5st=5s 质量流量（kg/s) 出口1 出口2 流量差(2-1) 时均值 百分比 时均值 百分比 百分比 初始结构 空气 0.404 60.2% 0.267 39.8% 20.4% 物料 0.864 34.04% 1.784 65.96% 31.92% 加装挡板 空气 0.2687 40.07% 0.4019 59.93 -19.86% 物料 2.006 65.36% 1.061 34.64% -30.72%在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。3分配器的结构改进方案加装导流挡板针对流量巨大反差的情况，采取调小挡板角度和提升支管开口高度这两种措施。在扩散筒体空间较小的情况下，挡板角度的变化几乎不会起到调节流量的作用。在加装10o挡板的情况下，将支管的开口位置由160mm提升到210mm,左右支管的流量分配为：左支管57%，右支管43%。230mm160mm160mm210mm20o10o 质量流量（kg/s) 出口1 出口2 流量差（2-1） 时均值 百分比 时均值 百分比 百分比 挡板角度20o 空气 0.2687 40.07% 0.4019 59.93 -19.86% 物料 2.006 65.36% 1.061 34.64% -30.72% 挡板角度10o 空气 0.281 41.92% 0.390 58.21% -16.29% 物料 1.582 63.68% 0.908 36.32% -27.36% 质量流量（kg/s) 出口1 出口2 流量差（2-1） 挡板角度10o 时均值 百分比 时均值 百分比 百分比 开口位置160mm 空气 0.281 41.92% 0.390 58.21% -16.29% 物料 1.582 63.68% 0.908 36.32% -27.36% 开口位置210mm 空气 0.275 43.84% 0.352 56.16% -12.32% 物料 1.503 56.73% 1.146 43.27% -13.46%在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。4结论增大筒径后，偏流程度有所降低。但降低的幅度并不明显。分配器的筒径、筒高以及支管的开口位置对其内部的偏流均存在一定的影响。定性的影响为：筒身越高，开口位置越高，偏流程度越大。由于上游管路中弯头的存在，料流受弯头惯性作用的影响，在进入分配器后发生了明显的偏流，且左右两侧支管内颗粒流的粒径差别较大。一级分支后左右支管流量分配份额为：左支管33%，右支管67%改变顶面形状后，料流在分配器内的混合增强，分配器内部气固两相流动结构有所变化，但偏流程度无改善。加装导流挡板后，分配器内的气固两相结构出现明显改变，加装导流挡板的方案可以解决偏流问题，但对分配器筒身的径高比，支管的开口位置存在要求。在气速为20m/s的条件下，气力输送过程中石灰石粉的粒径≤1mm,最优粒径≤800um。通过对NOx生成规律和基于流态重构的节能型低床压降CFB锅炉技术的阐释，从技术改造后对炉膛温度和氧化还原气氛两方面考虑，证明节能型CFB锅炉可有效解决超温现象、维持低床温运行并改善炉膛内氧化还原气氛分布状况，从而保持该技术在CFB锅炉NOx排放水平的优势。今后需在已投运节能型锅炉上加以测试，以校验以上分析的可靠性。CFBGroup,Dept.ofThermalEngineering,TsinghuaUniversity——第四届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议——辽宁·沈阳2014/10/23谢谢！恳请批评指正各位老师，同学，大家下午好！下面由我来做第三届中国循环流化床燃烧理论与技术学术会议的预讲。随着我国环境保护形势的日益严峻，氮氧化物（NOx）作为主要的大气污染物受到了越来越严格的管控。尽管我国NOx排放增长速度逐年放缓，但总量仍然惊人，减排压力巨大。据统计2010年达到1852.4万吨，其中包括燃煤电站锅炉在内的工业NOx排放占79.1%，成为NOx的主要排放源。为此，国家环保局最新修订了《火电厂大气污染物排放标准》（GB13223-2011）,要求新建电厂需达到100mg/Nm3的排放标准（以NO2计，折算为干基，6%O2含量）。该标准在世界范围内比较，都是相当严格的。因此，对燃煤电站锅炉NOx排放加以重点关注就具有了迫切的现实意义。在燃煤锅炉产生的NOx中，NO具有更高的热力学稳定性，占整个NOx生成量的比例超过90%。宏观而言，燃煤过程中NOx的生成途径主要有热力型、燃料性和快速型三种。由于CFB锅炉燃烧温度较低（通常小于1000℃），不具备热力型NOx生成的高温条件（约1300℃），因此几乎完全没有热力型NOx生成。这也是CFB锅炉原始NOx排放水平偏低的主要原因。而快速性NOx一般只在CHi基团浓度较高且较为贫氧的环境中生成。因此，CFB锅炉中生成的NOx主要为煤中所含氮元素经复杂的化学过程转化而来的燃料性NOx[5]。循环流化床锅炉由于其燃烧温度低、炉内还原性气氛较强等特点，NOx的原始排放水平较其他燃烧设备偏低，即天然具有低NOx排放特性。相比于煤粉炉，大部分CFB锅炉排放均在200mg/Nm3以下，且当煤种挥发分含量较低时，即可自然满足新国标。近年来，清华大学通过大量总结国内外CFB锅炉的运行、设计经验，并结合理论分析，提出了基于流态重构的低床压降节能型CFB锅炉技术路线，经实践检验，可显著改善锅炉炉内燃烧、磨损状况，降低厂用电率，提高设备可用性，大大增强了CFB锅炉的市场竞争力。然而，该技术路线对NOx生成的影响尚不明确。在燃煤锅炉产生的NOx中，NO具有更高的热力学稳定性，占整个NOx生成量的比例超过90%。宏观而言，燃煤过程中NOx的生成途径主要有热力型、燃料性和快速型三种。由于CFB锅炉燃烧温度较低（通常小于1000℃），不具备热力型NOx生成的高温条件（约1300℃），因此几乎完全没有热力型NOx生成。这也是CFB锅炉原始NOx排放水平偏低的主要原因。而快速性NOx一般只在CHi基团浓度较高且较为贫氧的环境中生成。因此，CFB锅炉中生成的NOx主要为煤中所含氮元素经复杂的化学过程转化而来的燃料性NOx[5]。煤颗粒在被投入炉膛后，随即在高温下发生脱挥发分过程，约60%~80%的含氮化合物随挥发分析出，称之为挥发分氮，而存留在焦炭中的部分称为焦炭氮。挥发分氮的在高温环境中的化学活性很高，迅速分解为NH3、HCN等小分子化合物，并在O2存在条件下，经NH2、NH、NCO等基团被氧化为N2、NO、N2O等。同时，生成的NO也会被NH3等中间产物、半焦等重新还原为N2，因此最终的NO生成量取决于正逆反应相减后的净生成量。焦炭氮也会被氧化生成NO，但其中焦炭由于自身还原性而产生的抑制作用不容忽视。目前对于焦炭氮转化途径的研究尚不充分。下图为CFB锅炉中燃料型NOx生成路径示意图。以上NOx的生成过程主要集中在CFB锅炉密相区，尤其在给煤口附近。而当NOx随烟气沿CFB炉膛高度方向向上流动，直至炉膛出口，NOx浓度均呈下降趋势。一方面，二次风的加入稀释了NOx浓度；更重要的是，炉内高浓度的CO和未燃尽焦炭都对NOx起到显著的还原作用。有文献表明，CO和NOx在焦炭表面发生的气固异相反应是NOx还原的最重要反应[8]。已有一些学者在小型热态CFB试验台上对该结论进行过验证[11,12,13]。综上，温度和氧化还原气氛是影响CFB锅炉NOx生成的最主要因素。通过调整CFB锅炉的运行状态，改变以上各因素，可实现对锅炉NOx排放水平的调节。煤颗粒在被投入炉膛后，随即在高温下发生脱挥发分过程，约60%~80%的含氮化合物随挥发分析出，称之为挥发分氮，而存留在焦炭中的部分称为焦炭氮。挥发分氮的在高温环境中的化学活性很高，迅速分解为NH3、HCN等小分子化合物，并在O2存在条件下，经NH2、NH、NCO等基团被氧化为N2、NO、N2O等。同时，生成的NO也会被NH3等中间产物、半焦等重新还原为N2，因此最终的NO生成量取决于正逆反应相减后的净生成量。焦炭氮也会被氧化生成NO，但其中焦炭由于自身还原性而产生的抑制作用不容忽视。目前对于焦炭氮转化途径的研究尚不充分。下图为CFB锅炉中燃料型NOx生成路径示意图。以上NOx的生成过程主要集中在CFB锅炉密相区，尤其在给煤口附近。而当NOx随烟气沿CFB炉膛高度方向向上流动，直至炉膛出口，NOx浓度均呈下降趋势。一方面，二次风的加入稀释了NOx浓度；更重要的是，炉内高浓度的CO和未燃尽焦炭都对NOx起到显著的还原作用。有文献表明，CO和NOx在焦炭表面发生的气固异相反应是NOx还原的最重要反应[8]。已有一些学者在小型热态CFB试验台上对该结论进行过验证[11,12,13]。综上，温度和氧化还原气氛是影响CFB锅炉NOx生成的最主要因素。通过调整CFB锅炉的运行状态，改变以上各因素，可实现对锅炉NOx排放水平的调节。在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。在介绍过CFB锅炉中NOx生成机理后，为探讨节能型技术对NOx排放的影响，这里需要对该技术加以简单介绍。CFB锅炉具有宽筛分的给煤粒度，一般在0~10mm左右，因此炉膛内床料也具有较宽的粒度分布。根据流态化理论，炉膛内流态可视为不同粒度颗粒流态的叠加，由无法参与循环的粗大颗粒在炉膛底部形成的鼓泡床流动、参与外循环的细颗粒构成的快速床流动组成。CFB锅炉的床料可定性分为两类，即参与外部循环的有效床料和无法参与循环的无效床料。有效床料量决定了炉膛内和循环回路中的燃烧分配和受热面布置，是CFB锅炉运行的必要条件。而作为无效床料的粗颗粒，对传热贡献很小，且加剧了底部受热面的磨损，增大了风机功耗。原有CFB锅炉运行中厂用电率偏高和磨损严重的弊端很大程度上源于此。同时，二次风的穿透效果也受到底部粗颗粒的制约。因此，适当减少粗颗粒的所占份额，对于降低风机压头和改善磨损是有益的。通过对NOx生成规律和基于流态重构的节能型低床压降CFB锅炉技术的阐释，从技术改造后对炉膛温度和氧化还原气氛两方面考虑，证明节能型CFB锅炉可有效解决超温现象、维持低床温运行并改善炉膛内氧化还原气氛分布状况，从而保持该技术在CFB锅炉NOx排放水平的优势。今后需在已投运节能型锅炉上加以测试，以校验以上分析的可靠性。