1、第 1 页 共 3 页75 吨时百叶窗分级循环流化床锅炉燕桂章 邢永洁 吕清刚 张亚夫 潘忠刚 王达三中科院工程热物理研究所摘 要以百叶窗作为分离器的分级循环流化床锅炉的设想在冷模试验台上进行了实验。给出了一些参数对分离效率影响的实验结果。建设了采用这种燃烧系统的 75TH 循环流化床锅炉，通过热态调试及工测试，对所获得一些结果和运行经验进行了描述。引言 在通常的循环流化床锅炉中高温旋风分离器常被采用，以获得高的固体循环量，但随着锅炉容量增加旋风分离器显得愈来愈大而笨重，需要长的启动时间和高的维 修费用。我们提出了以百叶窗作为分离装置的分级循环流化床燃烧的设想 2）燃烧系统位于炉膛后部的百叶窗
2、分离器构成高温粗颗粒物循环回路及位于省煤器后部位的百叶窗一旋风分离顺构成低浊细颗粒物料循环回路组成。这种循环流化床锅炉的主要优点是锅炉布置紧凑，启动时间短。易于大型化，这种分级特环系统在冷模试验装置上进行了实验，并应用于75TH 蒸汽锅炉上，该 75TH 百叶窗分级循环流化床锅炉，经过热态调试，投入正常运行。系统的冷模试验旋风分离器对细颗粒进行分离是一有效的装置，通常被用于循环流化床锅炉，然而随着锅炉容量的增加，它的优越性就值得考虑了。因为大的分离器直径和高的工作温度使分离效率有大的减少。如按照 FUCH 的理论 1）9000C 时一个 5 米旋风筒直径的 100分离颗粒尺寸要较常温时 1 米
3、进径旋风筒样结构和同样的进口速度下增加约 35 倍。 虽然百叶窗型分离器不如通常使用的旋风分离器效率高，但它结构更紧凑，对高温和放大敏感性较少。过去曾有在沸腾炉用煤粉炉过热器后使用百叶窗分离器装置的先例，我们设想采用了百叶窗作为分离器的新型分级循环流化床燃烧锅炉，为了验证它的可行性及优化结构，建立了一个冷模试验装置，表示在图 1。床面积 02504M2 高 24 M2 床料用 02MM 砂，平均直径 D300UOM 第一级百叶窗分离器叶片宽 60MM 间距 30MM 倾角 250 进口空气速度约 8MS 第二级分离器由百叶窗一旋风分离器组成。约 12气流沿分离器内向下进入旋风分离器，百叶窗叶片
4、宽 55MM间距 30MM 倾角 200 旋风分离器直径 200MM 分离效率通过称量百叶窗，旋风分离器，出口布袋收尘收集量确定，颗粒尺寸通过筛分（D74M）及光学粒度仪测定。总分离效率 的特性表示在图 2 一般大于 99说明二级分离适用于实际的循环流化床锅炉。通常使用的百叶窗分离效率一般随进口气速增加。试验中发现第一级百叶窗分离效率随变化速度增加而降低。第一级百叶窗分离效率 1 随循环量 MS 的增加而显著地下降的结果表赤在图 3，这主要是由于大量颗粒流复盖了百叶窗叶片的前部这层颗粒多，逸出量越多，这种影响将随流化床几何尺寸增加而增加。一般百叶窗叶片是平板，为了改进百叶窗分离器，提出了波纹型
5、百叶窗叶片。它的人用是从二相流中将颗粒流会与绕流气体隔。平均和波纹型百叶窗片分离效率的比较表示在图 4。第 2 页 共 3 页图 5 表示一、二级及总合的分离效率对不同颗粒粒级分离分布图。一二级综合完全分离对应最小粒径约 500UM，它是有些粗。主要原因是循环流化床系统中流动不稳定性和存在大涡旋造成的。基于进口平均气速下气体流过百叶窗压降阻力系数约为 45。75t/h 百叶窗分级循环流化床锅炉 在物资部、意图计委和中科院的支持下，中科院工程热物理所与抗州锅炉厂合作的浙江嵊县发电厂建立了一台百叶窗分级循环流化床锅炉，锅炉的主要参数是：蒸发量 75t/h压力 382MPA 温度 4500C 锅炉结
6、构示意及外形图表示在图 6 图 7。除燃烧系统外，锅炉结构类似于煤粉炉。流化床燃烧室横截面为 3655M2 四周布置膜式壁。布风板截面积 24 M2 共有 500 个风帽，由炭化硅和耐高温合金材料构成，分离器底部碳化硅化是波纹型的，第一级高温粗颗粒回路被分离的物料，通过五个返料器返回到主燃烧室。过高温百叶窗后，烟气携带一定量的细颗粒经过二个返料装置返回主燃烧室，烟气携带未被分离的飞灰经过空调预器，除尘器引风机排向大气，锅炉 1992 年初 2 月首次点火，经过调试消缺完善后锅炉投入连续运行，同年 10 月进行热测试 12 月中旬通过产品和技术签定通过测量第二循环回路的质量流量和锅炉的灰平衡第二
7、级百叶窗一旋风分离器的分离效率约 90。从测量燃烧室上部压差和滑移因子的关系，可以估计离开炉膛的颗粒质量流，第一级高温百叶窗分离效率效率约 85，目前锅炉的总体分离效率9985。这低于设计要求，在进一步改进中。稳定运行期间，进行了 1000 小时连续运行试验，运行中燃用不同矿区来源煤种：Ay2248，挥发份 Vr2045，低发热值 Qdw1100025000KJKG。负荷调节在30100范围内锅炉能稳定运行。燃用高硫煤可以直接在煤中添加石灰石进行简便的脱硫处理，对含硫量4的高硫煤脱硫实验结果：CAS2 时脱效率87。截止本年 6 月锅炉已累计运行近 7000 小时。 结 论 1采用高温粗颗粒百
8、叶窗人和低温细颗粒百叶窗一旋风分离的百叶窗分级循环流化床燃烧系统作了冷模实验及应用在 75TH 蒸汽锅炉上获得较好的结果，表明该炉型在技术上是可行的，经济上是有生命力的。275TH 百叶窗他级循环流化床锅炉操作性能良好，与通常旋风分离器型循环流化床锅炉相比结构紧凑易于放大，不需要很长的启动时间。 感谢杭州锅炉厂薛以泰、裘经炎等，嵊县发电厂谢百军等，浙江省炎电建设公司倪百顺等大力支持与合作。 参考虑文献 （1）akira Ogawa,Separation Of Particles from air and gases CRC Press, 1984（2） Wang T a-San,Yan Gui
9、zhang,Zhang Yafu ,Pan Zhonggang et al,The Circulating Fluidized Bed Combustion with Staged Solids Circulation ,Circulating Fluidized B ed Technology Pergamon Press, PP,479-484 ,1991(3) Wang Ta -San,Zhang,Yatu,Pan Zhonggang et al Attempts to the apprehension and,development of circulating fluidized bed Combustion Circulating fluidized Bed Technology Pergaman Press,PP.343-349,1989 第 3 页 共 3 页图 1 冷漠试验台图 2 分离效率 对流化速度 uf图 3 分离效率 1 对第一循环回路循环量m1图 4 波纹和平板的分离效率比较图 5 分离效率分布图图 6 百叶窗分级循环流化床锅炉图 7 75T/h 分级循环流化床锅炉
