循环流化床锅炉床温的影响因素在循环流化床锅炉运行中,给煤量、总风量、一二次风量比、循环物料量等都会影响床温。
(1)给煤量对床温的影响
给煤量变化对床温有较大影响。其它条件不变时,给煤量增大(或减少)会造成床温相应升高(或降低),但由于给煤占床料的比例很小(3%~5%),床料热容很大,给煤量扰动下的床温变化有个滞后过程。当煤粒被投入到处于热平衡状态的高温流化床中时,煤粒着火前后的吸、放热会破坏床内热量平衡,引起床温变化。基于这个过程,调节给煤量可以控制床温,但若用给煤量大范围调节床温必将影响锅炉负荷。因此,在分析流化床锅炉额定负荷工况时,认为给煤量不变,即不采用改变给煤量的方式调节床温。
(2)总风量比对床温的影响
在100%至70%负荷范围内,床温基本保持不变。这是由于当负荷从100%降低至70%时,虽然入炉煤量和风量同时减少,但入炉风量的减少主要是减少二次风,一次风基本没有变化。二次风的减少使原来可以进入炉膛上部区域燃烧的煤粒继续留在炉膛下部燃烧;炉膛下部由于给煤量减少,炉内气氛由还原气氛向氧化气氛转变,使炉膛下部燃烧份额增大;同时也使炉膛上部的快速流态化状态消失,循环倍率降低,循环灰在炉膛下部的吸热量减少,最后使床温得到稳定。
负荷由70%降低至45%的过程中,为维持锅炉负荷,一次风量的降低受到限制,风煤比开始增大,炉膛下部的吸热量逐渐大于煤燃烧的放热量,床温开始下降。
当负荷由45%继续下降时,由于二次风已基本关闭,流化风不可能再继续降低(需要维持炉内流化状态),床温降低速度加快。
炉膛下部温度与锅炉负荷之间存在一个平衡温度。在额定负荷时,炉温和负荷都能得到满足;在低负荷时,两者出现矛盾:为维持一定的床温,流化风量则应尽量降低(但始终大于临界流化风量),以减少热烟气带走的热量和循环灰的吸热。
当负荷降低时,由于炉膛上部燃烧比例减少,炉膛出口烟温的下降速率要大得多。负荷降低时,炉膛出口烟温几乎是直线下降;当负荷低于60%时,炉膛出口烟温将低于800℃。
(3)一、二次风量比对床温的影响
当额定负荷时,总风量不变,一、二次风比增大(即流化风量增大时),从密相区进入二次风口以上区域的床料量增大,炉膛上部的燃烧放热增大,温度随之增高;二次风口以上区域床料颗粒浓度增大还加强了传热,使炉膛上部温度上升,也使负荷上升。
(4)物料循环量对床温的影响
物料循环量增加,理论燃烧温度下降,当循环物料温度较低时更为明显。物料循环量对流化床锅炉的燃烧起着举足轻重的作用,因为它实质上是热的载体,它将炉膛下部的热量带到炉膛上部,使炉膛内的温度均匀分布,并与水冷壁进行热量交换,相应降低炉膛下部温度,可以使脱硫、脱硝控制在最佳反应温度。
不布置外置式流化床换热器的CFB锅炉,通过调节一、二次风比例来调节炉膛温度。在给煤量及总风量不变的条件下,不同的一、二次风比例主要影响炉膛内床料的循环倍率,由于总风量不变,则二次风减少,因此炉膛上部的颗粒浓度会相应增大,进入旋风分离器的床料会增多,使循环倍率上升。回料温度一般低于炉膛下部床温,当循环倍率增大后,温度相对较低的循环灰更多地进入炉膛下部,使炉膛下部床温降低。
对于采用外置式流化床换热器的CFB锅炉,可以通过调节进入外置换热器的灰流量调节回到炉膛的回温,从而可以在较宽范围内调节炉膛温度。
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