循环流化床锅炉运行料层厚度测算和控制的分析

1、电大理工2006 年 11 月 Dianda Ligong 第 4 期总第 229 期循环流化床锅炉运行料层厚度测算和控制的分析刘欣本溪广播电视大学(本溪117000)摘要从用户实际出发，介绍了料层厚度的形成、控制及表现机理，提出了锅炉 热态运行时料层厚度的计算公式与控制范围。关键词料层阻力料层差压布风板阻力风机喘动0引言近年来，循环流化床锅炉以其优越的环保性能，市场占有率逐年提高，经过走访 锅炉用户，我们发现许多用户对运行中料层厚度的控制认识不足，致使锅炉的大 渣含碳量较高，影响了锅炉的节能效果。现以YG-35型循环流化床锅炉为例， 对运行中料层厚度的测算及合理控制进行分析。1锅炉运行的初始

2、条件锅炉布风板面积Ab二3.6 m2 ；开孔率耳二4% ； (2)燃用煤种的热值Q二22 280 KJ/Kg ；堆积密度 pb = 1 022 Kg/ m3 ；(3) 计算燃煤量B二4 850 Kg/h ；理论空气量V0K二5.9 m3/Kg (30°C时)；(4) 锅炉一次风机风量为28 000 Nm3/h ；全压为12 800 Pa ；二次风机风量为20 000 Nm3/h ；2料层厚度的形成、控制及表现机理(l) YG-35型循环流化床锅炉空气、烟气压力测(3) 热态运行时料厚的控制，是通过与布风板相连接的两根放渣管的放渣来实现 的。(4) 热态运行料层厚度的多少是以料层阻力的

3、形式来表现的，在实际运行中是以料 层差压表的数值来显示。但应注意，料层差压与料层阻力有如下关系： ApOl=Apd + ApO3 (1) ApOl-料层差压，Pa ； Apd -布风板阻力，Pa ； Ap -料 层阻力，Pa。料层阻力与风室风压有如下关系：p 1 = Apd + ApO3 + Ap02 = ApO 1 + Ap02 (2) pl-风室风压，Pa ； 02-炉月堂差 压，Pa。3料层阻力的理论计算与冷态测量(1) 循环流化床锅炉在运行时，炉膛内的物料是处于流态化状态，可以认为是理想 状态。此时的料层阻力Ap应等于单位面积布风板上的料层重量，即Ap = Gb/Ab = HO(pb

4、- pg)g(l - eb) (3) sb = 1 - pg/pb (4) Ap-料层阻力，Pa ； Gb-料层重量，N； HO-静止料层厚度，m；pb, pg-颗粒和气体的密度kg/ m3 ； eb -静止料层堆积空隙率；因为 pg < < pb ,由式(1)得：Ap 二 HOpbg (5)实际上 ApvHOpbg,可写为 Ap 二 nHOpbg (6)式中n为压降减弱系数，n< lo(2) 本文中举例煤种的n值取为0.9时，与实际情图1空气、烟气压力测点布置简图况符合较好。(3) 料层阻力的冷态测量可以在锅炉点火之前的冷态试验中进行。先做出空布风板 时，料层差压数值(即布

5、风板阻力)与一次风量的关系曲线；然后(2) 点火前一般铺设400 mm厚的底料，运行时由于投煤量的关系，料厚大于400 mmo.12 .电大理工总第229期铺设一定厚度(如400mm)料层，做出料层差压数值与一次风量的关系曲线，料 层阻力等于料层差压数值减去相应风量下的布风板阻力值。(4) 本文中举例煤种的多次冷态试验表明，随着一次风量的增加，当料层达到临界 流化状态后，料层阻力稳定在3780 Pa ；与理想状态下的料层阻力3606 Pa相符。Ap = nHO pb g = 0.9x0.4x1022x9.8 = 3606Pa4热态运行时料层厚度的计算与控制范围4.1运行流化风量的确定(DYG-

6、35锅炉满负荷运行时，考虑炉膛岀口过量空气系数a二1.17,经计算总风 量为33500m3/h ；冷态试验表明，最低流化风量为11000 m3/h ；实际运行时，风 量只要大于H000m3/h,物料均能流化正常。(注：本文中流化风量指30°C,常 压下风量表的显示值。)多数锅炉的运行实践表明，一次风量与二次风量比为5 ： 5 6 ： 4时，锅炉运 行最经济。故锅炉运行流化风量应为16750 20100 m3/h。4.2布风板阻力的计 算(1) 资料给出如下公式，Apd 二 cu2orpg /2 (7) uor 二风量 Q/风帽小孔总面积 Aor 二 Q/(Abi)(8)pd-布风板阻

7、力，Pa ； uor-风帽小孔风速，m/s ； ©-布风板阻力系数，取为2 ； pg-风室进风的密度，Kg/m3 ；(2) 取风室风温160°C,风室风压平均值8500 Pa,由完全气体的状态方程知:pg 二0.884Kg/m ；进入风室热态风量的温度修正系数k二1.32。(3)布风板阻力简化 公式为：pd 二 ©pg (Q/3600) 2/ (Abq) 2 /2 (9)由上述公式求知表 1,3U)H0= (pl-Apd-ApO2) / (npbg)(由公式41知,风室风温160°C时不 同流化风量对应料层厚度如表2 :表2流化风量与料层厚度流化风料层量

8、 m3/h ApOl ,Pa6000 7000 8000 9000 10000 10500最大16750 H,mm 487 598 709 820 931 986料层厚度18500 448 559 670 781 892 947 20100 409 520 631 742 853 908 28000 167 278 389 500 611 667(3) 因为一次风机全压3风道阻力+风室风压pl二风道阻力+料层ApOl +炉膛 Ap02,大量的运行实践表明，炉膛Ap02 -般在500Pa,而风道阻力一般在1 500 Pa左 右，实际运行中，由于其它未知因素(如漏风或风道布置不合理)的存在，最大

9、风室风压pl在11 000 Pa,故最大料层差压ApOl为I0500Pao(4) 实践证明，风室风压达到11000 Pa时，继续开大一次风，则一次风机发生喘动 现象。4.4G-35锅炉用户的调查情况如表3表3 YG-35锅炉用户的调查情况用户名称静止料厚料层差压大渣情况煤矿电厂横电厂矿电厂石棉矿热电厂800mm 540mm 500mm 650mm 700mm 9800 Pa 8200 Pa 8100 Pa 8500 Pa 9500 Pa 8500 7500 7300 7500 8500山东岭子山东石陶庄煤青海茫芽河南许昌色暗白较黑较黑尚可尚可 很好，颜颜色颜色颜色颜色 表1实际热态风量与布风板

10、阻力 注：静止料厚的测量验证，是在正常停炉后打开炉门进行简单计量的。流化风量(30°C) 16750 m3/h 18500 m3/h 20100 m3/h 28000 m3/h 实际热态风量 (160°C)22110 m3/h 24420 m3/h 26532m3/h 36960m3/h Pa 1962 Pa 2316 Pa 4494Pa 布风板阻力Apd 16085结论和建议(DYG-35锅炉正常运行控制料层厚度范围是500 980mm ；但考虑锅炉的稳定性 和经济性，料层厚度宜控制在800 mm左右。料厚800mm Bj",料层差压的控制应与一次风量相适应。当

11、流化风量应为16 750 20 100 m3/h时，料层差压应控制范围宜为8 800-9500Pae (下转第14页) 4.3料层厚度的计算由式得出料层厚度的计算式：HO = (ApOl - Apd) / (n pb g)(10)；.14 .电大理工总第229期现代建筑是一种过分依赖有限能源的建筑。能源对于那些大量使用人工照明和机 械空调的建筑意味着生命，而高能耗、低效率的建筑，不仅是导致能源紧张的重 要原因，而且是使之成为制造大气污染的元凶。为了减少对不可再生资源的消 耗，绿色建筑主张调整或改变现行的设计观念和方式，使建筑由高能耗方式向低 能耗方向转化，依靠节能技术，提高能源使用效率以及开发

12、新能源，使建筑逐步 摆脱对传统能源的依赖，实现一定程度上能源使用的自给自足。首先必须注重研 制、优化保温材料与构造，提高建筑热环境性能。其次，研制再生能源(如太阳 能、核能、风力、水力)的收集，储存装置和热回收装置。在建筑节能方面，总 能源放在维护结构的保温、隔热上，使建筑节能满足国家现行标准。常规能源系 统建设必须优化，应避免因多种能源结构形式的重复建设而造成浪费，应充分利 用绿色能源。室内装饰和装修设计要考虑到资源的综合利用和节能问题；要充分 考虑室内空间的承载量和通风量，提高室内空气质量，要使房间拥有充分的空 间，来容纳大自然的光线与色彩，巧用自然光源，减少电耗，创造质朴、自然情 趣的生

13、活环境。(2) 水环境系统水是绿色住宅建设的灵魂。因此，水环境系统的建设应放在节水、水的重复利用 与水循环系统集成三个方面。根据国家节水条例及节水型城市必备的条件，在节 水方面应重点加强节水器具的使用。在水的重复利用方面，重点应放在中水系 统、雨水收集利用系统等方面；景观用水系统要专门设计并将其纳入中水系统一 并考虑。水环境系统的建设目标应符合以下两个基本要求：一是小区的整体节水 量应能达到30%.二是各类水质必须符合国家标准。(3) 绿化系统与我国目前住宅小区绿化建设相比，绿色住宅的绿化系统更强调其生态功能，因 此，它的建设重点应满足绿化率40%、种植保存率与优良率、植物配置的丰实 度、植物

14、种类等指标要求外，更应注重绿化系统的防晒、防尘、降噪、通风、水 土涵养、空气保湿等生态功能的建设。应减少硬质铺地，加强垂直绿化。在强调 “以人为本”的同时还要让每花的一分钱都物有所值。(4) 废弃物管理与处置系统绿色住宅的废弃物管理与处置应遵循资源化、减量化、无害化原则。小区垃圾的 收集、处置率应达到100%.回收利用率应达到50%,各种垃圾处理、处置措施应配套、齐全。 小区内垃圾可在小区内处理，有条件的地方应充分利用城市垃圾处理设施。实现 垃圾分类收集，并由小区就地进行无害化处理，从而最大限度地实现垃圾的减量 化、无害化、资源化。(5) 绿色建筑材料系统传统的建筑材料在生产、运输和使用过程中

15、，不仅要消耗大量的资源和能源，而 且污染非常严重，破坏生态环境。绿色住宅是以协调于自然为宗旨，它应大量采 用更适合人类生存、更有利于人类健康的新型建材，又称为绿色环保型建材。它 包括新型墙体材料、新型防水密封材料、新型保温隔热材料和新型装饰材料。和 传统建材相比，绿色环保性材料不仅可以降低自然资源和能源的消耗，而且使大 量工业垃圾得以重新利用，既可以减少环境污染，又有利于人体健康，且有肋于 改善建筑功能。“绿色住宅”是一个新兴的、动态的和发展中的概念，它将随着社 会的进步，技术的发展而曰趋完美。当前中国的房地产业已经进入到理性发展阶 段，已从开发项目之间的竞争，上升到企业之间的实力较量，尤其是生产力层面 上的竞争，同时，随着人们对环境要求的呼声越来越高，都市人越来越向往人居 与自然的和谐，“绿色住宅''走进人们的生活已是必然的趋势，因此，社会各方面 应制定相应对策，迅速做出反应，促进绿色住宅健康快速发展。(上接第12页)5.