粉煤流化床燃烧PCFBC炉膛烟温试验研究欧式插头

粉煤流化床燃烧(PC-FBC)炉膛烟温试验研究

粉煤流化床燃烧(PC-FBC)炉膛烟温试验研究 2011年12月09日 来源： 分类号：TK229.6＋6∶TK224.1＋1　文献标识码：A文章编号：1001－2060（2000）02－0128-03Experimental Study of the Flue-gas Temperature Distribution in a Pulverized Coal-fired Fluidized Bed FurnaceChen Hongwei　Ding Changfu　Yan Shunling, et al（North China Electric Power University）Abstract：Pulverized-coal fluidized-bed (PC-FB) combustion pertains to a new type of efficient clean-coal combustion method. Presented in this paper are the results of a study concerning the flue-gas temperature distribution characteristics in a PC-FB furnace. The main contents of the study include: the stability and uniformity of flue-gas flow in the PC-FB furnace, the bed temperature, fluidized speed, the particle average diameter of the bed material, secondary air flow rate, the effect of the secondary-air feed location on the flue-gas temperature distribution in the furnace. In addition, a rational furnace flue-gas temperature distribution is also given on the basis of the above study.Key words：pulverized-coal, fluidized bed, combustion, temperature distribution.▲1　引言　　随着人类对全球生态环境和大气环境污染的日益严重，高效、清洁的燃煤技术已成为动力工程领域开发研究的重点与前沿。基于此背景，我们首先提出了单烧煤粉的粉煤流化床(PC-FB)这一高效、低污染的煤利用方法［1］。　　作为进一步研究PC-FB的燃烧特性，污染物生成与控制规律的基础，从而指导PC-FB锅炉的设计、运行，在原热态试验研究的基础上，对其悬浮空间烟气温度的分布特性进行了系统而详细的实验研究。本文所使用的试验台，测点布置、测量系统以及燃用煤种见文献［1］。PC-FB燃烧试验台炉内烟温测点布置标高/m1.41.812.1452.593.74.75.7烟温测点T4Tf1Tf2Tf3Tf4Tf5Tf6　　本文主要介绍PC-FBC悬浮空间(FCZ)烟温的稳定性与均匀性，以及床层温度，流化速度，床料的平均粒径，二次风率，二次风的投入位置对FCZ内烟温分布的影响，并总结出合理的FCZ烟温分布。此研究对PC-FBC的工业应用有着重要意义。 2　炉膛空间烟温的稳定性与均匀性　　粉煤流化床床温、流化速度、静止床层高度一定时，整个粉煤流化床炉膛内温度分布具有良好的稳定性。　　另外，通过调整各层二次风的风量，调节煤粉在各悬浮空间区段的燃烧份额，从而把粉煤流化床炉膛空间的温度分布控制在一个合理的、相对均匀的水平。所谓合理，指的是就某个煤种而言，保证粉煤流化床具有高燃烧效率的同时，具有低的污染物排放特性。均匀则指的是沿炉膛空间轴向温度分布均匀，在整个炉膛内均形成适合低污染燃烧的温度场。　　图1表示的是Ⅰ、Ⅱ两个煤种某个相近的工况下，粉煤流化床悬浮空间沿轴向各烟气温度测点的温度值随时间的变化规律。由此可以看出，各点烟气温度值基本不随时间发生变化，其值只在±20℃的范围内波动，并且，沿炉膛高度方向烟气温度的最高值与最低值相差仅为200℃左右。图1　粉煤流化床的FCZ内各点烟温的稳定分布　　由于煤种Ⅱ的灰分高于煤种Ⅰ，且其挥发分与发热量均低于煤种Ⅰ，为了使PC-FB燃用煤种Ⅱ时同样具有高的燃烧效率，就必须相应提高其燃烧的温度水平。从图1可以看出，燃用煤种Ⅱ时Tf1温度值高于燃煤种Ⅰ时的Tf1，并且整个FCZ的平均烟温有所提高。实现这一温度变化时，包括二次风率R2（％）、床温Tb(℃)在内的其它参数基本不变，而只是调节增大了第一层二次风流量，即二次风的投入位置较燃用煤种Ⅰ时略有下移。　　PC-FBC悬浮空间烟气温度的稳定性和均匀性特点，可以大大减轻沿炉膛高度的热偏差，及炉内的结渣，对水冷壁工作的稳定性及寿命都是有益的。3　炉膛空间烟温分布的影响因素3.1　床层温度Tb　　图2是R2＝50％(其中R21＝25%、R22＝15%、R23＝10％)、床料平均粒径dp=0.7mm的条件下，不同床温下悬浮空间烟气温度沿轴向的分布曲线。从图中可以看出，(a)随着床温的升高，悬浮空间的烟温水平随之上升；(b)床温越高，Tf2、Tf3点烟气温度的上升幅度增大，而其各点烟气温度的上升幅度减小。现象(b)的主要原因是床温越高，生成的CO等可燃气体越多，这些气体成分较容易地与一、二层二次风发生燃烧反应释放热量促使Tf2、Tf3的升高，而使得进入后续区段的煤灰中可燃物含量减少，燃烧所放出的热量也相应减少，因而减弱了Tf4、Tf5的升高。

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