CFB传热

CFB主要参数的调整一、料层温度料层温度是密相区内流化物料的温度，一般控制在900±40℃之间。

温度过高易造成结焦停炉事故，过低易发生低温结焦或灭火。

调整方法：超温时，适当减少给煤量与返料量，减加一次风量。

料层温度偏低时，检查是否有断煤现象，适当增加给煤量与返料量，减少一次风量，使料层温度升高。

二、返料温度自返料器回到燃烧室的循环灰的温度，可起到调节料层温度的作用。

一般控制在比料层温度高20-30℃之间，可起到调整燃烧的作用，保证锅炉稳定燃烧。

当此温度过高时，可适当减少给煤及加大返料风量，同时应检查返料器有无堵塞，确保返料器的通畅。

三、料层差压是反映料层厚度的量，料层差压是风室与燃料室上界面间的压力差，料层厚度越大，差压值越高，此值应控制在7-9Kpa。

通过放渣管排放底料的方法来调节。

通常根据所燃煤种和粒度，设定料层差压的上下限，做为开始与结束排放灰渣的基准点。

四、炉膛差压炉膛差压是反映炉膛内物料浓度的参数。

燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差。

此值高，说明物料浓度高，炉膛传热系统大，所带负荷可以提高。

调节炉膛差压的方法：通过分离器下放灰管排放的循环灰量的多少来控制。

炉膛差压一般应控制在0.5-2Kpa之间，根据煤种和粒度，设定一个上下限，做为开始或结束放灰的基准点。

五、返料量：调整返料量可以控制料层温度和炉膛差压并进一步调节锅炉负荷。

六、调风一次风-满足流化，二次风-依据烟气中的含氧量，控制在3-5%，如果含氧量过高说明风量大，会增加锅炉的排烟损失。

如过小会引起燃烧不完全。

以上对于CFB安全稳定运行是非常关键的参数，在运行中要结合煤质及负荷情况，严格监控料层差压、料层温度、炉膛差压和返料温度，通过不断调整给煤量、风量及返料量，使锅炉达到最佳运行状态。

循环流化床锅炉内的传热模拟解东来传热强化与过程节能教育部重点实验室华南理工大学化工与能源学院广州天河区五山路， 510640dlxie@1. 前言气固两相反应器是化工，石油化工，金属加工，超细粉/陶瓷生产以及燃烧等领域的关键设备。

其中的循环流化床（CFB）反应器更由于其高效的气固接触，灵活的可操作性而应用广泛。

大部分的循环流化床反应，如燃烧，煅烧，碳氢化合物裂解等，都是在高温下运行，从而需要外部换热面向反应区传热或吸热以维持反应温度。

通常换热面可分为以下几类：A）反应器外壁作为换热面B）在反应区增挂换热面C）在反应器外增加低速鼓泡床换热器D）下游换热面，如过热器等。

在反应区增挂换热面易引起换热面腐蚀，影响物料径向混合及循环，同时也易引起物料磨损。

增加鼓泡床换热器，过热器等要增加设备投资。

最理想的换热面是以反应器外壁作为换热面。

但是，单位反应器体积的换热面随着反应器规模的扩大而减少，最终当反应器体积大到一定程度时，反应器壁表面就不足以提供反应所需的换热面积。

所以，如果能够强化反应器壁表面与反应物料之间的换热，可以有效地降低单位反应器体积所需要的壁表换热面积，减少外部换热部件，降低设备投资。

对传热强化的前提是需要对循环流化床内传热机理进行深入的理解，尤其是气固两相混合物与膜式壁表面的对流，辐射，及热传导，以及热在膜式壁中的传导。

本文叙述了一个集成了传导，对流及辐射传热的综合传热模型，与众多的实验室实验数据及工业测试数据的比较证实，该模型能较好地预测循环流化床锅炉内的局部传热。

2. 模型简介2.1. 循环流化床的流体力学特性循环流化床壁表面与物料之间的换热取决于床内物料的流体力学特性。

循环流化床的典型流动结构是中心-边界层（CORE-ANNULUS）结构[1]。

即在床的中心，物料较稀，被强大的气流带动向上流动，在反应器壁周围，物料较密而气体速度较低，所以物料向下流动。

热量的吸收一般是通过膜式壁来实现的。

本文摘自1995年《电站系统工程》第11卷第2期循环流化床锅炉炉膛内辐射换热计算方法探讨湖北省燃烧工程学会田正渠对比了两种循环流化床(CFB)锅炉炉膛内求取辐射换热系数的方法；计算表明：炉内稀相区辐射换热系数占总传热系数的65%左右。

下面只摘了第二种方法,也就是最简便的计算CFB锅炉炉膛内辐射换热系数方法。

床层有效黑度法俄学者勃洛东尼教授等提出，正确计算CFB炉内辐射换热系数的问题，可归结为求取流化床层的辐射有效黑度a*，然后按辐射热计算公式来求得辐射换热系数αt，即αt=a*(T∞2+T w2) (T∞+T w)式中：T∞为床层核心层温度，K；T w为炉内壁面温度，K。

对于流化床炉膛a*=σ/[(1/εw)＋( 1/εe)－1]；对于循环流化床炉膛a*=σ/[(1/εw)＋( 1/εb)－1]。

式中：σ——斯蒂芬-波尔兹曼常数，σ= 5. 67×10-8，W/(m2·K4)。

εw——炉膛壁面黑度，在前苏联BTTI-9HIIH热力计算标准方法中(1973年)取其为常量，即εw = 0.75或0.8；εb——为床层等温黑度；εe——为床层有效黑度。

关于εb与εe关系式如下：εe/εb=A+(1－A)( T w/ T∞)^4；当( T w/T∞)≤1时，εb=εs^0.4。

其中εs为床层颗粒物料黑度(可据工作温度查有关手册)；A为反映床层等温性的参数，A=1－exp(－0. 16Ar^0.26 )，A r≥122这里Ar由床层温度T∞算出。

当Ar≥10^5，等温性参数A≈1，且εe≈εb，这时对应于充分掺混的等温床层。

对于快速循环流化床炉膛的稀相区，实为一空隙度很大的物料弥散系统，可允许使用εb=εs^0.31式作计算。

〔举例]援引文[1]中74页例题CFB炉在床温850℃及流化速度6米/秒下运行。

床砂粒200微米，膜式壁温360 ℃，在给出了一系列的物性和热工参数条件下，问求总传热系数。

第一章、基础知识（1-59）1第二章、锅炉结构和原理（60-148）13第三章、锅炉运行（149-241）35第四章、锅炉附件、仪表、电气（242-280）61第五章、锅炉事故处理（281-313）70第一章、基础知识1、什么叫工质？火力发电厂常用的工质是什么？答：能实现热能和机械能相互转换的媒介物质叫工质。

火力发电厂常用的工质是水蒸汽。

2、什么叫工质的状态参数？工质的状态参数是由什么确定的？答：凡是能表示工质所处的状态的物理量叫工质的状态参数。

工质的每一状态参数都具有确定的数值，而与达到这一状态变化的途径无关。

3、工质的参数有那些？其中哪几个是最基本的状态参数？答：工质的状态参数有压力，温度，比容，内能，焓，熵等，其中压力，温度，比容为基本的状态参数。

4、什么叫温度？什么叫摄氏温度？什么叫热力学温度？答：温度是表示物体冷热程度的物理量。

在标准大气压下，纯水的固，液，气三相共存点（冰点）时的温度为“0”度，沸水的温度为“100”度，把“0”度和“100”度之间分成100等分，每一等分代表一度，这种方法表示称为摄氏温度，符号t，单位℃。

热力学温度也称为决定温度，它与摄氏温度分度相同，但计量的起点不同，它把-273.15作为0度，符号T，单位K。

即00K=-273.150C。

5、什么叫压力？压力常用的表示单位及其换算？答：压力（实为压强）的含义是指垂直的均匀地作用在物体上的力。

单位是Mpa（国际单位制）工程上常用还有公斤力/厘米2。

锅炉技术中，常用的计量单位有：物理大气压，工程大气压，水银柱高(mm)水柱高（m或mm），巴。

工程上近似认为：1Mpa=9.8公斤力/厘米21物理大气压=1工程大气压=1巴=10米水柱高6、什么叫表压力，真空度，决定压力？它们之间有何关系？答：表压力，绝对压力和真空度是测量压力的常用标准。

所谓表压力是指压力表显示出来的数值，是指高于大气压的数值，不是压力的真正值。

绝对压力（压力的真正值）=表压力+大气压。

大连理工大学硕士学位论文循环流化床锅炉(CFB)炉膛内流动结构与温度分布数值模拟计算姓名：***申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：李维仲;崔峨20000601摘要＼厂循环流化床（ＣＦＢ）是近年来在国际发展起来的新一代清洁燃烧技术，循环流化床技术由于其高效、低污染、煤种适应广等优点受到各国学者普遍关注，成为发展清洁煤燃烧技术的主导发展方向之～。

丫。

根据循环流化床锅炉特点及国内外的研究开发现状，本文在不考虑沿炉膛高度方向上流动参数变化的情况下，提出了一个描述循环流化床上部稀相区流动结构和混合过程的稳态模型一一“连续扩散模型”，即认为床内存在着向上运动的气固悬浮相和低速下降的颗粒絮团相，在此基础上建立了流动结构与温度分布的数值模拟计算模型。

利用所提出的模型和编制的通用程序，对哈尔滨锅炉厂设计的７５ｔ／ｈ循环流化床锅炉内气固流动和温度分布情况进行数值模拟和计算分析。

得出了主要运行参数（循环物料率、循环风量、颗粒直径和煤种等）对循环流化床锅炉炉膛上部稀相区内流动结构和温度场的影响规律，从而加深了对循环流化床锅炉炉膛内的流动、传热的认识与了解，为其进一步开发利用及运行管理提供一些有益的理论依据。

ＡｂｓｔｒａｅｔＣｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＦｌＵｉｄｉｚｅｄ１３ｅｄ（ＣＦＢ）ｔｅｃｈｎｏｌ０９ＹｈａＳｂｅｅｎｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉ１１ｔｅｒｎａｔｉ０ｎａｌｌＹａＳａ１３ｅｗｔＹＰｅｏｆＣ１ｅａｌ３ｃｏａｌ一ｃｏｍｂｕＳｔｉ０ｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇＹＢｅｃａｕｓｅｏｆｉｔＳｈｉｇｈｅｆｆｉＣｉｅｎｃＹ、１０ＷＰ０１１１．１ｔｉ０ｎａｎｄ，ｗｉｄｅｓｏｒｔｓ０ｆＣ０ａ１Ｓ，ＣＦＢｔｅｃｈｎｏｌｏｇＹｄｅｓｅｒｖｅｄＳｃｈ０１ａｒＳ’ｇｒｅａｔ１９．ｔｔｅｌ３ｔｉ０ｒｌｆｒｏｍｍａｎＹＣｏｕＥｌｔｒｌｅｓａｎｄｉｔｈａＳｂｅｅｎａｐｒｉｒｌｌａｒＹｇｕｉｄｅｔｏｃｏａｌ～ｃｏｍｂｕＳｔｉ０ｎｔｅｃｈｎ０１０９Ｙ．ＡｃＣ０ｒｄｉｎｇｔ０ｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｏｆＣＦＢａｎｄＣＵｒｒｅｒｌｔｒｅＳｅａｒＣｈ．ａＳｔｅａｄＹＳｔａｔｅｎｌｏｄｅｌ０ｆｔｈｅｆ１０ｗＳｔｒｕＣｔＵｒｅ８．１－１ｄｍｉｘｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｉｎｔｈｅｕｐｐｅｒｄｉ１ｕｔｅｚｏｒｌｅｏｆａＣＦＢ，ｗｈｅｒｅｖａｒｉａｔｉ０ｒｌｓｉｎｆ１ＯＷｐａｒ８．ｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｈｅｉｇｈｔａｒｅ１３ｅｇｌｅｃｔｅｄ，“Ｃ０ｎｔｉｎｕｏｕｓ—ＤｉｓＰｅｒｓｉ０ｒｌＭｏｄｅｌ”ｉＳｐｒｅｓｅｌ３ｔｅｄ．ＴｈｅｍｏｄｅｌｉｓｂＥ１．Ｓｅｄ０ｎａｔｖｖ－ｏ－ＰｈａｓｅｓｔｒＬ１ＣｔＵｒｅ，ｃｏｎｓｉＳｔｉｒｌｇ０ｆａｎｕｐｆｌＯＷｉｎｇ１ｅａｎｓｕｓｐｅｌ３ｓｉｏｎａ．ｎｄａｄｏｗｎｆｌＯｌｇｉｎｇｐａｒｔｉＣ１ｅｃｌｕｓｔｅｒｓ．Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓ０ｆｔｈｉＳｍｏｄｅｌ，ａｎｕｍｅｒｉｃａｌＳｉｍＬＩｌａｔｉ０ｒｌｃ８１ｃｕｌａｔｉｏｎ１１１０ｄｅｌａｂ０１３ｔｆ１ＯＷｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｔｅｍｐｅｒａｔＬ１ｒｅｆｉｅ１ｄｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＵＳｉｎｇｔｈｉｓｍｏｄｅｌａｎｄｃｏｍｍｏｒｌｐｒｏｇｒａｍｓ，ｔｈｅｇａＳ—ｓ０１ｉｄＳｆｌＯＷＳｔｒＵＣｔｕｒｅａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｔｌｒｅｆｉｅｌｄａｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｉｎｔｈｅ７５ｔ／ｈＣＦｌ３ｂｏｉｌｅｒｆｒｏｍＢｏｉｌｅｒＰ１ａｎｔ．Ａ１Ｓ０ｔｈｅｒｕｌｅｓｏｆｆ１ＯＷＳｔｒｕｃｔｕｌｅａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒｌ９．ｔｕｒｅｆｉｅｌｄｗｉｔｈｔｈｅｒｕｌｌｌ３ｉＦ１９ｐａｒａｒｎｅｔｅＩ＂ｓ（ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇＳ０１ｉｄｓｆｌｕｘ、ａｉｒｆｌｕｘ、ｄｉ８．ｍｅｔｅｒｏｆＳ０ｌｉｄｓ８，ｎｄＳ０ｒｔＳ０ｆｃｏａｌ）８．ｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｉＳＰａｐｅｒ．ＴｈｅｆｌＯＷａｎｄｈｅａｔｔｒａｌｌｓｆｅｒｉｓｆｕｒｔｈｅｒｕｎｄｅｒｓｔ００ｄａｎｄＣＯｆｉｌｐｒｅｈｅｒｌｄｅｄａｌｑ＇ｄｔｈｉｓｔｈｅｓｉＳｐｒｏｖｉｄｅａｔｈｅｏｒｅｔｉｃｂａＳｉＳｆｏｒｆｕｒｔｈｅｒｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＣＦＢｂｏｉｌｅｉ＇－．第一章绪论本章总结与ｑ．，－ｊ－论了循环流化床锅炉技术的发展概况和研究结果．分析了上部稀相区气固流动与＂ｌ＇ｒｒ热结构模型的裳展。

CFB锅炉炉内传热计算目录⒈ 100%负荷全炉膛传热计算 (2)⒉ 100%负荷全炉膛传热计算结果的校核 (6)⒊低负荷传热计算 (7)CFB 锅炉与煤粉锅炉的显著不同是CFB 锅炉中的物料（包括煤灰、脱硫添加剂等）浓度C p ，大大高于煤粉炉，而且炉内各处的浓度也不一样，它对炉内传热起着重要作用。

为此首先需要计算出炉膛出口处的物料浓度C p ，此处浓度可由外循环倍率求出。

而炉膛不同高度的物料浓度则由内循环流率决定，它沿炉膛高度是逐渐变化的，底部高、上部低。

在计算水冷壁、双面水冷壁、屏式过热器和屏式再热器时需采用不同的计算式。

物料浓度C p 对辐射传热和对流传热都有显著影响。

炉内受热面的结构尺寸，如鳍片的净宽度、厚度等，对平均换热系数的影响也是非常明显的。

鳍片宽度对物料颗粒的团聚产生影响；另一方面，宽度与扩展受热面的利用系数有关。

至于炉内的温度水平与煤粉炉一样，对辐射传热有着重要的影响。

清华大学对CFB 锅炉炉膛传热作了深入的研究，长江动力公司、华中理工大学、浙江大学等单位也对CFB 锅炉炉膛中的传热过程进行了有益的探索。

根据已公开发表的文献报导，考虑工程上的方便和可行，本节根椐清华大学提出的方法，进一步分析整理，对某台440 t/h CFB 锅炉进行了计算，其结果见表1～表4。

⒈ 100%负荷全炉膛传热计算CFB 锅炉炉膛受热面的吸热量按下式计算：T H K Q ∆⋅⋅= （1）式中 Q ——传热量，W ；K ——基于烟气侧总面积的传热系数，W/m 2·K ； △T ——温差，K ； H ——烟气侧总面积，m 2。

（1） 受热面结构尺寸对传热的影响传热系数K 按式（3-40）计算，其中分母包括四部分热阻：烟气侧热阻b1α''；工质侧热阻和受热面本身热阻ft f1H H ⋅α；λδ1；以及附加热阻as ε。

λδεαα1a f tf b 111+++''=s H H K （2）式中bα''——烟气侧向壁面总表面的名义换热系数，W/m 2·K ； f α——工质侧换热系数，W/m 2·K ，可按苏1973年热力计算标准求取；t H ——烟气侧总面积，m 2；f H ——工质侧总面积，m 2；as ε——附加热阻； 1δ——管子厚度，m ；λ——受热面金属导热系数，W/m 2·K ；bs bb1]1)1([αεαηα⋅++-=''P （3）式中 P ——鳍片面积系数，tfmH H P =；fmH——鳍片面积，m2；tH——受热面外部面积，m2。

关于循环流化床运行原理知识，全都在这里了！一、 CFB锅炉的基本组成二、 CFB锅炉原理简述1、流化原理：当气体或液体以一定的速度向上流过固体颗粒层时，固体颗粒层呈现出类似液体状态的现象，称为流态化现象。

流化速度：一般是指假设床内没有床料时空气通过炉膛的速度。

U0表示，单位m/s。

临界流速是床料开始流化时的一次风速，此时一次风量为临界流量。

2、燃烧原理：燃烧过程循环流化床锅炉采用流态化的燃烧方式，即半悬浮燃烧方式。

在一定的燃烧设备内，正常燃烧应具备的条件：高温环境；必需的空气量及空气与燃料的良好混合；燃料的供应机灰渣和烟气的排放；3、脱硫原理：利用石灰石炉内燃烧中脱硫；给煤中的硫在炉膛内反应生成SO2及一些硫化物；同时一定粒度的石灰石被给入炉膛，这些石灰石被迅速加热煅烧反应，产生多孔疏松的CaO，CaO 吸收SO2 并生成CaSO4，生成的CaSO4 逐渐地把孔隙堵塞，并不断地覆盖在新鲜的CaO 表面。

达到脱硫的目的。

4、传热原理1、颗粒对流换热2、气体对流换热3、辐射传热三、 CFB锅炉的结构分析循环流化床锅炉包括锅炉本体和锅炉辅助设备两部分1、本体部分（1）汽水系统：它的任务是吸收燃料燃烧放出的热量，使水蒸发并最后成为规定压力和温度的过热蒸汽。

主要由汽包、省煤器、再热器、过热器、空气预热器等组成。

汽包的作用：连接；汽水分离；储水和储气。

省煤器的作用：提高给水温度；降低烟气温度；回收烟气热量；提高锅炉效率。

再热器的作用：将汽轮机中做功后的蒸汽重新加热到符合要求的过热蒸汽。

过热器的作用：将汽包起来的干饱蒸汽进一步加热使之成为过热蒸汽。

降低烟气温度，回收烟气的热量，提高锅炉效率。

空气预热器：提高燃烧空气温度，减少燃料的热损失；回收烟气热量，提高锅炉效率。

（2）燃烧系统：任务是使燃料在炉内进行良好的燃烧，放出热量。

主要由燃烧器、布风板、分离器、回料装置主要装置组成。

燃烧器：燃烧物料，提供热量。

布风板的作用：支撑固体物料；保证固体颗粒的均匀流化。