一灰平衡与灰循环倍率
在循环流化床锅炉中,燃料进入炉膛燃烧成灰。一部分从炉膛底部排出,称为底灰。另一部分飞出炉膛,进入分离器,其中小于切割半径d99的细灰飞出分离器,飞离锅炉,成为飞灰。而大于切割半径d99的灰,被分离器分离下来,经返料器返回炉膛燃烧,称为循环灰。由于燃烧,粒子间相互碰撞和磨耗,以及粒子和锅炉内壁的磨耗,使大的灰粒逐渐变小,当小于切割半径时这部分循环灰又成为飞灰。灰循环倍率主要取决于分离器效率和燃料的飞灰份额。
循环流化床锅炉的炉膛大致可分为密相区,过度区,稀相区三个区域。
1密相区位于炉膛底部。在该区域内,灰粒度粗,大小不一。床料密度最大,气泡尺寸较大,速度不快,类似鼓泡床动力学特征。
2稀相区位于密相区上面,遍布于整个炉膛。在该区域灰粒度较细,大小均匀,气泡尺寸不大,速度较快,床料密度随炉膛高度增加而迅速下降(大型循环流化床锅炉循环倍率高300稀相区密度分布变化不大)。
3过度区在密相区和稀相区之间,位置范围不固定。(随料层高度和一次风和二次风配比变化)大致在二次风口附近。在该区域,物料波动,二次风扰动剧烈。
4在过度区和密相区和过度区水冷壁布置抓钉,浇注耐火,防磨材料。炉膛底部和中部形成到锥体,过度平稳,弧线平滑。此处是物料强烈混合反应区,内循环和外循环物料在此被加入的二次风,炉膛收口的作用下换热后继续循环。
在炉膛四周的近壁区,存在灰粒下降区域。在此区域,颗粒沿水冷壁下降,速度较快,象是一道帘墙。这部分灰属于锅炉内循环。不好计算,好在分析的整个系统是锅炉,输入的和输出的灰量都可测定。因此循环灰量指外循环灰量,而且只有分离器前的受热面才涉及循环灰量,需计入循环灰焓。循环灰的热容量虽小,而灰量却大的惊人,因此灰焓必须计入,不得略去。
灰的循环倍率--循环灰量/入炉灰量(入炉燃料*燃料收到灰份)
灰流程图:当循环流化床锅炉达到平衡时,加入的灰量为B.Aar,其中af.B.Aar.100/(100-Cf)飞出炉膛,进入分离器。其中an.BAar.100/(100-Cn)被分离器分离下来,经回料器返回炉膛。
灰的循环倍率简化为==飞灰份额.分离器效率/(1-分离器效率)
由此可知,灰的循环倍率仅与飞灰份额和分离器效率有关。也就是灰的循环倍率是不可人为选取(设计决定)。前提:假定底灰和飞出分离器的飞灰从不参与灰循环。
灰的循环倍率〈10称为低循环倍率。分离器效率〉93.5%
20〈灰的循环倍率〉40称为中循环倍率。分离器效率>96.62%
灰的循环倍率〉80称为高循环倍率。分离器效率>99.1% 假定飞灰份额.=0.7
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