山东建筑大学,循环流化床锅炉习题解答doc

本文格式为Word版，下载可任意编辑——山东建筑大学,循环流化床锅炉习题解答doc山东建筑大学循环流化床锅炉习题解答第一章1.循环流化床燃烧技术的特点。（包括8优点和4缺点）优点（8个）（1）燃烧效率高由于炉内固体可燃物的份额不超过全部床料的23，其余为大量的高温惰性物料（灰、石灰石或沙子等）；

再加上燃料在炉内的停留时间长、湍流混合猛烈，在氧气足够的处境下，仍能保证在850-900℃的低温条件下稳定和高效的燃烧任何燃料。

（2）燃料适应性强可以燃用一切种类的煤，包括高灰分高水分的褐煤、低挥发分的无烟煤、煤矸石等等，还有城市垃圾、油污泥、农林业生物质废料等，各种气体和液体燃料。（理由同上）（3）低的污染物排放低温燃烧可有效抑制热力型NOx的生成，分级送风可操纵燃料型NOx的排放，因而，流化床锅炉的NOx生成量仅为煤粉炉的1/41/3;同时由于850-900℃的燃烧温度正是石灰（CaO）和二氧化硫（SO2）回响的最正确脱硫温度，因此根据煤中的含硫量，向炉内投入适量的石灰石，可达成90左右的脱硫效率。

（4）燃烧强度大流化床锅炉燃烧过程中湍流混合猛烈，且燃烧在整个炉膛空间内完成，那么大大提高了燃烧强度和单位炉膛体积的出力，减小了炉膛的截面积和体积，从而炉膛体积可比常规锅炉小。

（5）床内传热才能强可节省炉内受热面的金属消耗量。鼓泡流化床，床内气固混合物对埋管的传热系数可达233326W/（mK）；

循环流化床，床内气固混合物对水冷壁的传热系数可达250100W/（mK）；

（6）负荷调理性能好由于炉内大量热床料的储蓄，在低达25额定负荷下也能保持稳定燃烧。

（7）易于操作和维护燃烧温度低，灰渣不会软化和粘结，炉内不结渣，不需布置吹灰器；

炉内受热面热流率较低，裁减了发生传热危机而爆管的机遇；

燃烧的腐蚀作用也较层燃炉和煤粉炉小。

（8）灰渣便于综合利用低温燃烧所产生的灰渣具有较好的活性，且含碳量低，可用作制作水泥的掺合料或其他建筑材料的原料。

缺点（4个）（1）气固分开和床料循环系统对比繁杂，布风板及系统的阻力增加，锅炉自身电耗大，导致运行修理费用增加。

（2）燃烧效率受燃烧温度的限制，要略低于煤粉炉。

（3）炉膛内存在恢复性气氛区域，受热面的磨损与腐蚀问题仍要特别重视。

（4）炉内脱硫效率低于湿法烟气脱硫。

2.临界风速、空隙率、空塔速度（表观速度）的意义。

当umf时，固体颗粒开头被吹起，称为临界风速使床层阻力由增加到保持不变转折点处的气流速度。

床层的空隙率ε表示流化床内气固两相流中气相所占的容积百分数，那么（1-ε）就是固相所占的容积百分数。

空塔速度（或表观速度）在流化床的设计和计算时所采用的气流速度，一般是指假设床中无固体床料，在正常运行床温下按床截面积计算的气流速度，因此流化速度又称空塔速度或表观速度。

3.床高（或空隙率）和压降随气流速度变化特点绘制变化曲线并解释特点。

图为料层高度h与料层阻力△p随气流速度u变化的关系。

当气流速度u＜umf时，随着u的增加，床层高度hg不变，hg称为固定床床高；

△p增加，如图中O-T段。

当uumf时，固体颗粒开头被吹起，称为临界风速使床层阻力由增加到保持不变转折点处的气流速度。

当umf＜u＜ut时，随着u的增加，床层高度增加；

△p保持不变，如图中T-S段。

当u≥ut时，气固两相滚动由流化床进入气力输送状态。ut称为飞出速度或输运速度。

4.简述内循环（概念及其特点）。

内循环粒子团不断聚集、下沉、吹散、上升又再聚集所形成的物理过程。

内循环使循环流化床内发生猛烈的热量和质量交换。内循环量一般比通过分开器所形成的外循环量高一个数量级，显著地提高了焦炭颗粒和CaO颗粒在燃烧室中的停留时间，为燃烧效率和脱硫效率的提高供给了良好的条件。

猛烈的内循环大大强化了炉内的传热和传质过程，使得整个炉内具有特别平匀的温度分布。在炉温为850℃的处境下，可使刚进入炉内的崭新燃料和脱硫剂在瞬间即被加热到850℃，不但燃烧效率要比鼓泡流化床高，还可使石灰石在最正确的回响温度下举行脱硫回响。

5.饱和携带量的概念。

饱和携带量以确定速度上升的气流，单位重量的气体只能携带确定极限重量的固体颗粒，称为饱和携带量。

6.循环床同鼓泡床相比所具有的优点。

（1）由于气固两相混合物的热容量比单相烟气大几十倍甚至几百倍，循环流化床锅炉中燃料的着火、燃烧分外稳定。

（2）固体床料通过分开器形成的外循环和高一个数量级的内循环，大大延长了燃料和脱硫剂的停留和回响时间。

（3）床内沿炉膛高度所举行的燃烧和传热过程，根本是在特别平匀的炉膛温度下举行。从而可达成98-99的燃烧效率，当钙硫摩尔比Ca/S1.5-2.5时，可达成90以上的脱硫效率。

（4）低温燃烧，分级配风（燃烧过程在整个炉膛高度举行）。可有效抑制NOx的生成和排放。

（5）炉内气固两相流对受热面的传热是在整个炉膛内举行，不需布置埋管受热面，制止了埋管的磨损问题。

-1-22u（6）高效分开器可将大片面固体颗粒从烟气中分开出来，和鼓泡床相比，裁减了尾部受热面的磨损。

7.目前典型的分开器有哪几种，其特点是什么（1）高温绝热旋风分开器优点技术对比成熟，分开性能较高，应用最多。

缺点旋风筒体积浩瀚，钢耗较高，锅炉造价高，占地较大；

旋风筒内衬厚，耐火材料及砌筑要求高、用量大、费用高；

启动时间长，运行中易展现故障；

密封和膨胀系统繁杂；

尤其是在燃用挥发分较低或活性较差的强后燃性煤种时，旋风筒内的燃烧导致分开下的物料温度上升。

（2）中温分开技术（Circofluid公司）在炉膛上部布置大量的受热面以降低炉膛出口烟温。

优点旋风筒入口烟温柔体积降低，旋风筒的体积和重量有所裁减，相当程度上抑制了绝热旋风筒技术的缺陷，提高了运行稳当性。

缺点需采用塔式布置，炉膛较高，钢耗量大，锅炉造价提高。

（3）水（汽）冷旋风分开器（FosterWheeler公司）优点分开器内物料温度不会上升（回料系统结焦），较好地解决了旋风筒内侧防磨问题。

缺点生产工艺繁杂，制造本金较高。

8.循环流化床燃烧技术的进展方向是什么（2）循环流化床锅炉的大型化（1）大容量亚临界循环流化床自然循环锅炉的进一步完善是一个进展方向。

（2）提高蒸汽参数以提高供电效率是大型化的主要方向。

超临界循环流化床锅炉成为国际上的研究热点问题之一。

其次章1.临界流化速度的三个定义；

如何通过测验确定临界流化速度（画图）临界风速使床层阻力由增加到保持不变转折点处的气流速度。

临界流化速度流体对颗粒的曳力等于颗粒的重力时所对应的气流速度。

临界流化速度当床层压降等于床层颗粒重量时所对应的流体速度。

测验测定降低流速u，使床层自流化床缓慢的复原至固定床，同时记录相应的气体流速u和床层压降△p，在双对数坐标纸上标绘得到如图2-3（课本27页）内的曲线，通过固定床数据区和流化床数据区的点各自划线（撇开中间区数据），两条曲线的交点即是临界流态化点，其横坐标值就是mf。

2.散式流化床及鼓泡流化床的主要特点。

3.颗粒终端速度的意义。

颗粒在降落过程中，当流体对颗粒的阻力等于颗粒的浮重（重力与浮力之差）时，颗粒即以等速度降落，这个速度称为颗粒的终端速度或自由沉降速度t。

假设供应床层确定量的颗粒，当气速大于颗粒终端速度时，流化床内中能维持确定厚度的浓稠颗粒床层。

4.颗粒种类分为哪几种煤颗粒属于哪一种有何特点四类大致的颗粒群即A、B、C、D四类某种固体颗粒属于哪一种，主要取决于颗粒的尺寸和密度，同时也取决于流化介质的性质，因而与它的温度和压力有关。

（1）A类和B类最常见。A类颗粒粒径一般为20-100μm；

气固密度差小于1400kg/m3；

裂化催化剂是典型的A类或B类颗粒。这类颗粒在中断送气后有缓慢排气的趋势，由此可鉴别A类颗粒。

（2）B类主要是砂粒和玻璃球，粒径主要在40-500μm；

气固密度差为14004000kg/m3；

B类颗粒床易于鼓泡，气速一旦超过umf，床内马上展现两相气泡相和乳化相。

（3）C类颗粒难于流化，粒径一般小于20μm；

具有粘结性，易受静电效应和颗粒间作用力的影响，难以达成正常流化状态，常通过搅拌和振动方式使之正常流化。

（4）D类颗粒较大，通常≥1mm，虽会鼓泡，但固体颗粒的混合相对较差，更易产生喷射流。

煤颗粒粒度分布较宽，同时具有A颗粒和B颗粒的属性。气速较低时，充分表现B类颗粒的鼓泡特征；

气速高时，A颗粒特征占主导地位；

也可以是下部为鼓泡流态化，上部为湍流或快速流态化。

5.简述两相理论模型（给出公式并解释各项意义）。

气泡相和乳化相多于临界流化的气体量都以气泡的形式窜过床层，即式中b气体量（1）buubu-umf2-10Aumf临界流化速度u颗粒速度A床面积/A的实测值通常小于式（2-10）的计算值。式（2-10）与气栓流的实测值对比接近，但在布风板上方邻近和高速处境下，其实测值与u-umf的区别更加大。

（2）存在无法实测的两相之间气体流通分量。对气泡相，气体能够通过气泡边界；

对乳化相，气体从颗粒间隙流入气泡。

6.解释颗粒的扬析和夹带的意义。

-2-扬析表示从混合物中分开和带走细粉的现象。

夹带一般指在单一颗粒或多组分系统中，气流从床层中带走固体颗粒的现象。

当自由空域高度低于输送分开高度TDH时，自由空域内固体的粒度分布随位置而变；

当自由空域高度接近输送分开高度时，夹带裁减；

当气流在输送分开高度以上离开容器时，颗粒分布和夹带速率都变成常数，其大小由气流在气力输送条件下的饱和夹带才能来确定。

而扬析不管高于或低于TDH时都存在。

7.什么是自由空域高度什么是输送空域高度（TDH）自由空域高度密相外观以上至容器出口之间的空间称为自由空域，其高度称为自由空域高度。

输送分开高度（输送空域高度-TDH）当自由空域高度达成某一值之后，夹带量为常数，此高度称为输送分开高度。

8.循环流化床主循环回路的组成片面及其作用。

主循环回路主要由四片面组成下部床层颗粒密集区，可以是鼓泡床、湍流床或快速床，它起稳定燃烧和组织物料循环的作用。煤受热分解，释放出挥发分，同时片面挥发分和固定