循环流化床机组炉内压降分布及物料粒径分布的估算.docx

2002)0205循环流化床机组炉内压降分布及物料粒径分布的估算湖南长沙210096)关键词模型会考虑了颗粒破碎、磨损以及缩核实物料粒径分布变化的影响。作为循环流化床机组整体物理模型的基,该模型除了估算了所有物料的总体粒径分布,也估算了煤炭、石灰石和惰性床料单独的粒径分布最后给出了炉内压降和不同位置处物料粒径分布的仿真结果,并对结果进行了剖析序言循环流化床燃烧作为一种净化燃烧的方法具备常规褐煤炉所不具有的许多特点。添加脱硝剂炉内脱碳的能力以及选用高温、分级燃烧的方式大大增加了SO2NOx的排放量炉内物料的猛烈混和和循环使循环流化床机组几乎可以燃烧任何劣质燃料,且具备较高的燃烧效率。因为具备这种明显的特点,循环流化床机组的容量和人数都在不断下降1999年早已购买的循环流化床机组的最大容量达到330M窑炉内的压降分布和物料粒径分布状况对循环流化床机组的运行和控制至关重要物料的粒径分布状况影响到流化床的燃烧、传热的控制以及污染物的生成和脱臭。作为确立循环流化床机组整体物理模型工作的基础循环流化床,这儿推行物料的总体平衡英语模型,适于估算物料粒径分布和窑炉内的压降分布变化的诱因循环流化床机组内的物料包括煤炭、石灰石和惰性床料,与常规烟煤炉相比,循环流化床机组内物料具备宽筛分特点。

送入循环流化床的物料在床内要经过破碎、磨损和缩核等一系列变化,使物料的粒径分布发生巨大变化,这种变化会直接影响到循环流化床机组的运行种物料,对每一种物料按照粒径均界定为破碎煤颗粒踏入炉内后,经过烘干和析出挥发分后成为煤炭,在烘干和挥发剖析出过程中形成的热挠度会造成颗粒发生破碎现象,煤炭在燃烧过程中都会发生二次破碎,石灰石的惰性床料在加热过程中形成的热挠度也会造成颗粒的破碎。破碎使较大的颗粒分为若干个较小的颗粒,进而改变床内物料的粒径分布。假设每位颗粒破碎收稿日期,西南学院动力安装工程系硕士研究生,主要研究方向为火马达组动态特征及其仿真。Kf个粒径相似的小颗粒,则破碎后与破碎前颗粒因缩核粒径增大包括锈蚀缩核和燃烧缩核两方面的共同作用dpKf飞灰流量的估算被氢气扬析到熔池出口处的颗粒一部份在遇到窑炉上方后被分离出来进行内循环被气固分离器分离出来的颗粒通过返料机构返回窑炉没有被分离出来的细颗粒被烟气带入尾部烟道成时还要将部分飞灰回赠回窑炉继续燃烧以增加燃烧效率。假如考虑飞灰回赠物粒的破碎常数Kf与物料的特点和循环流化床的运行条件有关,所以不同的物料具备不同的破碎常数。为了估算便于,本文觉得物料即便送入床内立刻完成破碎过程,即首先估算物料破碎过程,在物料平衡估算时用破碎后的粒径分布取代给料的粒径分布磨蚀因为循环流化床内颗粒的猛烈混和作用使颗粒之间以及颗粒与壁面之间形成较大的磨擦,使大颗粒磨蚀形成细颗粒,而大颗粒原本因为磨蚀而缩核粒径增大,因而造成床内物料粒径分布发生变化。

磨蚀对物料的影响与物料的特征有关时的飞灰流量,kg/时的扬析流量,kg/在气固分离器内的分离效率中颗粒的品质,kg物料总体平衡送入炉内的物料在经过一系列变化后后通过灰渣和飞灰离开窑炉,颗粒在离开窑炉之前在炉内进行多次循环。物料在循环流化床循环回路的循环过程如图稳定运行时,踏入循环流化床的物料量等模型中定义一个临界磨蚀粒径dp,ac的颗粒磨蚀出来的细颗粒的粒径均大于而粒径大于dp,ac16于通过飞灰、排渣离开循环流化床的物料量及反应后转换为烟气的物料量之和,所以所有物料的总体平衡可以表示为所有物料的份额满足下式炉内压降分布的估算维持相对稳定的窑炉压降对循环流化床机组的运行是十分重要的,运行中若果床压过低或过高就会影响流化品质,导致酸败。在循环流化床机组运行中一般通过灰渣来使窑炉压降维持在设定值附近本文在估算时将循环流化椅子高度分为上部密相区和下部稀相区两个区域,在密相区内的截面平均固体容积份额按照Kunnievenspiel的指数衰减关系估算Ff———给料流量,kg/Fd———排渣流量,kg/Frea———反应后转换为烟气的流量,kg/Ffa———飞灰流量对于每档颗粒,不仅要考虑上述损失量外需要考虑颗粒破碎、磨损和缩核引起的品质降低和提高的流量的总体平衡可以表示为den窑炉内任意高度处与窑炉出口处之间的液位可以表示为磨蚀生成细颗粒而使对于粒径小于临界磨蚀生成泥岩而降低的流量,对于粒径大于临界磨蚀粒径的物料这一项为ris———炉膛的总高度模型的求解循环流化床机组运行时要维持床内压降在设定值附近,于是按照窑炉压降设定值和物料份额迭代估算密相床的高度依据估算得到的密相床高度和所有物料的总体平衡估算灰渣量如若满足给定的偏差则结束估算否则按照估算得到的物料份额再次估算密相床的高度估算循环物料和飞灰的粒径分布密相床物料、循环物料和飞灰粒径分布13)还要说明的是,对于石灰石和煤炭总体平衡估算,借鉴了文献的思想,即在进行煤炭总体平衡估算时,只考虑其中灰的品质,而煤炭中碳的份额需结合碳平衡模型估算,对于石灰石中未反CaO的份额也选用类似的处理方式。

仿真结果按照上述总体物料平衡模型,选用文送给出的12MWt循环流化床机组结构数据和运行数据对窑炉内压降分布和物料粒径分布进行了仿真,仿真结果如图阐明在熔池上部,随窑炉高度的降低到熔池出口的压降快速减弱,随窑炉高度降低压降衰减较慢,说明循环流化床内的物料主要集中在上部密相区中分别为密相区物料、循环物料和飞灰的粒径分布,可以看出循环物料的物料要比密相区中物料细得多,而飞灰主要由磨蚀生成的细颗粒组成。图中飞灰和循环物料中细颗粒的份额较大主要是由于破碎、磨损和颗粒缩核形成了大量的细颗粒,说明颗粒的破碎、磨损和缩核实循环流化床物料的循环有重要影响因为煤炭和石灰石较惰性床料更便于破碎和磨蚀形成细颗粒且煤炭具备较小密度,所以在循环物料和飞灰中煤炭和石灰石的份额要比在密相床大得多,如图阐明循环物料中的大粒径颗粒主要为惰性床料,循环物料中的煤炭和石灰石主要为粒径较小的细颗则说明飞灰主要由细颗粒组成,其中煤炭和石灰石的份额都较大气固分离器的分离效率是影响细颗粒在炉内逗留时间的重要诱因,所以应当提升气固分离器的分离效率来增加飞灰损失。假如气固分离器的分离效率达不到要求,则应当采取例如飞灰回燃等举措来增加煤炭的熄灭率和石灰石的运用率结束语作为整体循环流化床机组英语模型工作的基础,估算了窑炉内压降和不同位置处的物料粒径分布,模型会考虑了颗粒破碎、磨损以及缩核实物料粒径分布的影响。

本模型除了可以估算总物料的粒径分布,同时也可以估算各类物料的粒径分布。运用模型的仿真结果,才能剖析在不同运行条件下,不同物料在循环流化床循环回路中的分布状况,可以适于指导优化运行条件来提高煤炭和石灰石在循环流化床内的逗留时间,因而增加燃烧效率和脱硝剂的运用率飞灰粒径分布参考文献分别为密相床、循环物料和飞灰的总物料粒径分布及各类物粒单独粒径分布的比较,其中虚线表示的总物料份额为其余条实线表示的份额之和。按照煤炭和石灰石中所含的可反应物的实际份额需结合碳平衡模型来估算Combusiocirculatingfluidized-bedboilersChemicalEngineeringScience5557BellgartSchoesslerWertherModelinglargescalemosphericfluidzedbedcombustors.:基于VB的电厂燃煤机组热力估算通用程序设计27参考文献,童水光.通用机组热力估算算法研究业机组,2000科学出版社,1995机械工业出版社,1976一种机组热力估算程序在电厂机组扩建中的应用热力发电,1998Progcoalfiredboilerhermalcalculatioconceprealizatiomethodsrogrammegeneralithermalcalculatioheatingsurfacelayoutflowsequencekingsubstanceintro2ducedcontenthedevelopeduniversalhermalcalculatiorogrammefocoalfiredboileralsointroduced.maininterfacestructureflowdiagrarogrammeintroduced.hermalcalculatioxamplefired420tboilershowhemaininterfaceheinpututputveryconvenienthemaintenanceextendingneededfocomplethermalcalculatiofiredboilerhememorymanagement(上接18he9tInternationalConferenceFluidzedBedCombustio,NewYo,1987,713复旦学院热能安装工程系,1994Fuelloadingfluidizedbedcombustoburningbituminouscoal,peatchipsRReportChalmersni2versutTechnology循环流化床,1999循环流化床机组理论、设计与运行美国电网出版社,1998Engineering.LondoerwortHeinemann,1991DropFluidiaoKecirculatingfluidizedbedressuredropsizedistributiototalmassbalancemodelressuredropparticesizedistributiocirculatingfluidizedbedboilerparticleritioparticlesizedistibutiohemodelhebasisoverallmodelcirculatingfluidizedbedboilerhemodelcalculatessizedistributionstotalbedmaterialdifferentbedmaterialssimultaneously.Simulatioressuredropparticlesizedistributioweregiven