CFB锅炉流动密封阀工作特性的影响因素分析
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气
图 ２ Ｃ Ｂ锅 炉 物料 循 环 系 统 示意 图 Ｆ
固定在 某 一 适 宜 数 值 ， 过 调 节 返 料 风 量实 现 回 通 料 量 控 制 。 返 料 风 量大 于 某 一 值 时 ， 料 量 则 当 物 不 再 增 加 ， 想进 一 步增 大 回 料 量 ， 再 适 当 调 若 应 整松 动风量。 因此 ， 动 风 量 和 返 料 风 量 之 和 不 松 可 太 小 否 则 使 回 料 阀输 送 灰 量 减 小 ， 至 不 能 甚 输 送 渐 形 成结 渣 ， 总 风 量 也 不 可 太 大 以 防 逐 但 形成烟气 旁路 、 因风量 太大 造成二次燃 烧。 或
ＣＦ Ｂ锅 炉 流 动 密 封 阀 工 作 特 性 的 影 响 因素 分 析
曹文 亮， 高建 强， 王 兵 树 ， 马 良玉
（ 北 电 力 戈学仿 真 与控 制 技 术研 究 所 ， 河 北 保 定 ０ １ ０ ） 华 ７ ０ ３
关键 词： 循 环 流 化 床 ； 锅 炉 ； 流 动密 封 阀 ；性 能 摘 要 ： 通过 理 论分 析 ， 讨 了 系统 压 力 、 量、 气 方式 、 探 风 充 隔板 孔 口面积 ， 及 飞灰 特 性 等 因 素对 回料装 以
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第３ ２卷 第 １ ０期 ２０ ｏ １年 １
Ｖｏ１３２、 ｏ． ０ ： Ｎ １ Ｏｃ ２ １ ００１
ＢＯ Ｉ ＬＥＲ ＴＥＣＨＮＯ ＬＯＧ Ｙ
文 章 编 号 ： Ｃ １ １ ０ （ ０ １ １ － ０ － ４ Ｎ３ — ５ ８ ２ ０ ） ０ ０ １ ０ ３
大 有 减 小 的趋 势 【 。 图 ５所 示 即 随 返 料 风 ｏ２ 如 增 大 使 孔 口阻 力 △ ３ 大 ， 而 使 回 料 量 也 增 增 从 大 。 之 在 同 一压 降 △ ３ ， 料 风 Ｑ２ 大 ， 反 下 返 增 回 料 量 也 增 大
量高 量中 罱低
收 稿 日期 ：２ ０— ７ ０ ０ １０ — ２
２１系统压 力对回料 阀工作特性 的影响 ．
图 ３示 出 了循 环 固体 物 料 量 与 系统 压 力 和
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１ ４
锅
炉
技
术
第３ ２卷
时 ， 料 开 始 流 化 由于 床 层 膨 胀 及 回路 压 差 关 物
第 １ ０期
曹 文 亮 ， 等 ：ＣＦ Ｂ锅 炉 流 动密 封 阀 工作 特 性 的影 响 因 素 分 析
１ ５
化状 态下 的空隙率。 由 公 式 （ ） 知 可 以 通 过 控 制 孔 口两 端 压 差 】可
（ １） 飞灰 颗 粒 的 尺 寸 、 状 、 径分 布 等 会 形 粒 给 回料 阀 的 运 行 产 生 严 重 影 响 根 据 Ｏｅｄ ｒ 分 ｌａ ｔ 类 法 得 知 ， 径 较 小 的 Ａ 类和 Ｂ类 易 于 被 流 化 ， 粒 而 Ｄ 类 则 不 然 ： 形 颗 粒 的摩 擦 力 较小 ， 易 流 球 故 化 ； 于颗 粒 的 粒 径 分 布 在 同 样 的 条 件 下 ， 筛 对 宽
分 比窄 筛 分 颗 粒 的 物 料 具 有 更 好 的 流 化 性 能 。
（２） 煤 的 热 值 、 发 分 、 分 、 的 软 化 温 挥 灰 灰
度 和 煤 的 种 类 等 也 极 大 地 影 响 着 回 料 阀 的 工 作 性能 。 用热值高 的无烟 煤时， 燃 循环 灰 的可 燃 物 含 量 增 高 ， 增 大 返 料 风 ， 应 以免 高温 热 灰 停 留
＼
鲁
近乎 线性的调 节特性 。
嚣
画
２３隔板对流 动密封阀性 能的影响 。
回 料 阀 的 回料 量 与 孔 口压 差 （ 板 的 孔 隔 口阻 力 Ａ马 ３ 的 关 系 ， 由 以 下 公 式 估 箅 ： ） 可
曙
Ｗ ｃ】 （ ８ 一 ） ＝争ｆ１ × 只１ ＾‘ — 一 ｐ
底部 充气 量 ／ａ ． ｒ
（） １
式 中： 、 分 别 为 隔 板 孔 口 面 积 、 臂 截 ＡｏＡ１ 立 面 积 ，Ｐ为 回料 的密 度 ， ｃ为 阻 力 系 数 ，Ｅ临 界 流
圈 ３ 回科 量 与 系 统 压 力 和风 量 的 关 系
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０
炉 膊
Ｔ． Ｔ ０ 。
图 １ 流 动 密 封 阀 结 构 示 意 图
ｎ ） 管 （ 括 松 动 室 ） 降 ＡＰ 立 包 压 【） ２ 隔板 压 降
ＡＰ２； ３ 返 料 室 压 降 △Ｐ４ （ ） 料 斜 管 压 降 （） ３ ３； ４ 返 △只 ５通 过 合 理 调 整 匹配 回料 阀 内各 段 压 差 ， 。 实
而 变 化 ， 取 决 于 回路 的 压 差 平 衡 而 但 当 松 动风 量大 于 某 定 值 时 ， 无论 增大 松 动 风 量 还 是 增 大 返 料 风 量 ， 会 使 回料 量 下 降 （ 均 如 图 ４所 示 ） 所 以 一 般 在 调 节 时 ， 先 将 松 动 风 量 。 应
了 影 响 回料 装 置 性 能 的 主要 因素
１ 流 动密 封 阀 的工 作 原 理
图 １是 ＣＦＢ锅 炉 上 常 用 的 流 动 密 封 阀 ， 它
２ 影 响流 动密 封 阀流 动特性 的 因素
ＣＦ Ｂ锅 炉 的整 个 物 料 循环 系统 如 图 ２所 示 ， 下 面 分 析 影 响 回 料 阀 工作 特 性 的 主要 因 素 ：
去 调整 回料量 ， 在同 一风量 下随孔 口两端 压差 △ ３
的增 大 ， 环 回料 量 也 增 大 ： 口右 侧 的返 料 室 循 孔
压 降 △ ４ 孔 口出 口颗 粒 流 动 有 阻碍 作 用， 对 但 在 物 料 流化 后 ， 料 室 压 降 △尸 返 料 风 ０ 增 返 ３随 ２
力 减 小 ， 其 发 生 松 动 ， 料 中 的 气 固混 合 物 则 使 物
具 有 类 似 于 流 体 的性 质 ， 受 到 立管 中颗 粒 静 压 在 头 的 作 用 ， 成 固 体 物 料 循 环 … 。 最小 流 化 速 形 而
度 随 系统 压 力 的 增大 而 减 小 ， 压力 越 高 颗 粒越 即
系， 一定量 的物料 从斜 管 流出【 】 续增大 有 继
风 量会 使 流 走 的 物 料 量 逐 步 增 加 ， 增 加 的速 度 且
脱 硫 剂
逐 渐 加快 ， 当该 室 中物 料 完 全 流 化 时 ， 粒 的 但 颗
循环 量基本上 不 随松 动风 量和返 料风量 的变 化
易 流化 ， 同时 气 固 密 度 随 系 统 压 力 的 增 大 而 增
＼
鲁
大 ， 使 在 很 小 的 流 化 风 速 下 ， 能 达 到 较 高 的 即 也 固体 颗 粒 循 环量 。
嚣
互 姆
２２充气■及充气 方式对流动特性的影响 ．
对 于 结 构 一 定 的 回料 器 ， 采 用松 动风 量和 当 返 料 风 量 同时 在 底部 充 气 时 ， 会 使 回料 量 发生 都 变 化 ， 松 动 风 量 的 变 化 对 回料 量 变 化 更 加 敏 但 感 ． 图 ３所 示 ， 松 动 风 量 小 于 某 一定 值 的情 如 在
立管
Ｏ 刖 昌
循 环物 料 回送 系 统 是 循 环 流 化 床 （ ＣＦＢ 锅 ） 炉的重要部件之一， 其能 否 正 常 、 靠 地 工作 ， 可 直 接影响 到锅炉 的安全稳 定和经 济运行。 中， 其 返 料 装 置 的 正常 工作 是 实 现 物 料 循 环 的关 键 ， 主 其 要 作 用是 将分 离 器 分 离 下 来 的物 料 稳 定 、 靠 地 可 送 人 炉 内， 同时 防 止 气 体 反 窜 人 分 离 器。 ＣＦ 锅 炉 物 料 回 送 、 输 送 的 是 高 温 ～ Ｂ 坑 所 以 多 采 用 非 机 械式 的 回 料 阀 ， 中 流 动 密 封 阀 其 具有稳定性好 、 节性能较好、 送 量较大、 调 输 易大 型 化 等 特 点 ， 为 ＣＦ 成 Ｂ锅 炉 中 广泛 采 用 的 物 料 回送 装置。 由于 其 结 构有 多 种 变 化 ， 其 输 送 特 使 性 大 不 一样 验 结 果 也 不 完 全 一致 本 文 在现 试
况 下 ， 充 气 量 小 于 最 小 流 化 风 量 时 ， 体 颗 粒 当 固 流 量 为零 ， 当 充 气 量 达 到 或 大 于 最 小 流化 风量 而
和 斜 管 Ｑ５ 气 等 各 种 组 合 方 式 充 气 。 动 密 封 充 流
阀的 控 制 特 性 较 好 ． 至 可 以得 到类 似 Ｌ阀 那 样 甚
时 间太长 而后燃结 焦． 用灰分 较高 的煤时， 燃 回 料 量 增 大 使 炉 膛 压 降 增 加 ， 应 增大 返 料 风 ０ ， 也 ｚ 甚 至 放 掉 部分 循 环 灰 ， 以便 回料 阀 中 的小 流 化 床 流 化 良好 ； 之 燃 用 灰分 较 低 的 煤 时 ， 适 当 向 反 应 炉 膛 加细 灰 ， 灰 易 携 带热 量 而 使 炉膛 温 度 分 布 细 均 匀 但 当 燃 用挥 发 分 含 量 低 、 含 量 高 的煤 时 ， 碳 细 灰 易 导 致 后 燃 ， 煤 粒 应 粗 细 适 当结 合； 外， 故 另 灰 的 软 化 温 度 低 和 灰 的 粘 度 较 大 ， 易 造成 高 温 也
置 工作 性 靛 的影 响 ， 出 了 一些 有益 的结 论 可 为 ＣＦ 得 它 Ｂ锅 炉 流 动 密 封 阀 的 正 确 调 节 和运 行 提 供 参考 ， 以 保 证 ＣＦ Ｂ锅 炉 及 其 循环 回 路 系 统 的 稳 定运 行 ， 止 堵 塞 、 焦 等 异 常 情况 发 生 ． 防 结 中 圈分 类 号 ：ＴＫ２ ９６ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
充气 量 Ｑ ／ｍ ｓ －－
图 ４ 回料 量 与风 量 ０】 和 的 关 系
图 ２ Ｃ Ｂ锅 炉 物料 循 环 系 统 示意 图 Ｆ
固定在 某 一 适 宜 数 值 ， 过 调 节 返 料 风 量实 现 回 通 料 量 控 制 。 返 料 风 量大 于 某 一 值 时 ， 料 量 则 当 物 不 再 增 加 ， 想进 一 步增 大 回 料 量 ， 再 适 当 调 若 应 整松 动风量。 因此 ， 动 风 量 和 返 料 风 量 之 和 不 松 可 太 小 否 则 使 回 料 阀输 送 灰 量 减 小 ， 至 不 能 甚 输 送 渐 形 成结 渣 ， 总 风 量 也 不 可 太 大 以 防 逐 但 形成烟气 旁路 、 因风量 太大 造成二次燃 烧。 或
ＣＦ Ｂ锅 炉 流 动 密 封 阀 工 作 特 性 的 影 响 因素 分 析
曹文 亮， 高建 强， 王 兵 树 ， 马 良玉
（ 北 电 力 戈学仿 真 与控 制 技 术研 究 所 ， 河 北 保 定 ０ １ ０ ） 华 ７ ０ ３
关键 词： 循 环 流 化 床 ； 锅 炉 ； 流 动密 封 阀 ；性 能 摘 要 ： 通过 理 论分 析 ， 讨 了 系统 压 力 、 量、 气 方式 、 探 风 充 隔板 孔 口面积 ， 及 飞灰 特 性 等 因 素对 回料装 以
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第３ ２卷 第 １ ０期 ２０ ｏ １年 １
Ｖｏ１３２、 ｏ． ０ ： Ｎ １ Ｏｃ ２ １ ００１
ＢＯ Ｉ ＬＥＲ ＴＥＣＨＮＯ ＬＯＧ Ｙ
文 章 编 号 ： Ｃ １ １ ０ （ ０ １ １ － ０ － ４ Ｎ３ — ５ ８ ２ ０ ） ０ ０ １ ０ ３
大 有 减 小 的趋 势 【 。 图 ５所 示 即 随 返 料 风 ｏ２ 如 增 大 使 孔 口阻 力 △ ３ 大 ， 而 使 回 料 量 也 增 增 从 大 。 之 在 同 一压 降 △ ３ ， 料 风 Ｑ２ 大 ， 反 下 返 增 回 料 量 也 增 大
量高 量中 罱低
收 稿 日期 ：２ ０— ７ ０ ０ １０ — ２
２１系统压 力对回料 阀工作特性 的影响 ．
图 ３示 出 了循 环 固体 物 料 量 与 系统 压 力 和
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锅
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第３ ２卷
时 ， 料 开 始 流 化 由于 床 层 膨 胀 及 回路 压 差 关 物
第 １ ０期
曹 文 亮 ， 等 ：ＣＦ Ｂ锅 炉 流 动密 封 阀 工作 特 性 的影 响 因 素 分 析
１ ５
化状 态下 的空隙率。 由 公 式 （ ） 知 可 以 通 过 控 制 孔 口两 端 压 差 】可
（ １） 飞灰 颗 粒 的 尺 寸 、 状 、 径分 布 等 会 形 粒 给 回料 阀 的 运 行 产 生 严 重 影 响 根 据 Ｏｅｄ ｒ 分 ｌａ ｔ 类 法 得 知 ， 径 较 小 的 Ａ 类和 Ｂ类 易 于 被 流 化 ， 粒 而 Ｄ 类 则 不 然 ： 形 颗 粒 的摩 擦 力 较小 ， 易 流 球 故 化 ； 于颗 粒 的 粒 径 分 布 在 同 样 的 条 件 下 ， 筛 对 宽
分 比窄 筛 分 颗 粒 的 物 料 具 有 更 好 的 流 化 性 能 。
（２） 煤 的 热 值 、 发 分 、 分 、 的 软 化 温 挥 灰 灰
度 和 煤 的 种 类 等 也 极 大 地 影 响 着 回 料 阀 的 工 作 性能 。 用热值高 的无烟 煤时， 燃 循环 灰 的可 燃 物 含 量 增 高 ， 增 大 返 料 风 ， 应 以免 高温 热 灰 停 留
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近乎 线性的调 节特性 。
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２３隔板对流 动密封阀性 能的影响 。
回 料 阀 的 回料 量 与 孔 口压 差 （ 板 的 孔 隔 口阻 力 Ａ马 ３ 的 关 系 ， 由 以 下 公 式 估 箅 ： ） 可
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Ｗ ｃ】 （ ８ 一 ） ＝争ｆ１ × 只１ ＾‘ — 一 ｐ
底部 充气 量 ／ａ ． ｒ
（） １
式 中： 、 分 别 为 隔 板 孔 口 面 积 、 臂 截 ＡｏＡ１ 立 面 积 ，Ｐ为 回料 的密 度 ， ｃ为 阻 力 系 数 ，Ｅ临 界 流
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图 １ 流 动 密 封 阀 结 构 示 意 图
ｎ ） 管 （ 括 松 动 室 ） 降 ＡＰ 立 包 压 【） ２ 隔板 压 降
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而 变 化 ， 取 决 于 回路 的 压 差 平 衡 而 但 当 松 动风 量大 于 某 定 值 时 ， 无论 增大 松 动 风 量 还 是 增 大 返 料 风 量 ， 会 使 回料 量 下 降 （ 均 如 图 ４所 示 ） 所 以 一 般 在 调 节 时 ， 先 将 松 动 风 量 。 应
了 影 响 回料 装 置 性 能 的 主要 因素
１ 流 动密 封 阀 的工 作 原 理
图 １是 ＣＦＢ锅 炉 上 常 用 的 流 动 密 封 阀 ， 它
２ 影 响流 动密 封 阀流 动特性 的 因素
ＣＦ Ｂ锅 炉 的整 个 物 料 循环 系统 如 图 ２所 示 ， 下 面 分 析 影 响 回 料 阀 工作 特 性 的 主要 因 素 ：
去 调整 回料量 ， 在同 一风量 下随孔 口两端 压差 △ ３
的增 大 ， 环 回料 量 也 增 大 ： 口右 侧 的返 料 室 循 孔
压 降 △ ４ 孔 口出 口颗 粒 流 动 有 阻碍 作 用， 对 但 在 物 料 流化 后 ， 料 室 压 降 △尸 返 料 风 ０ 增 返 ３随 ２
力 减 小 ， 其 发 生 松 动 ， 料 中 的 气 固混 合 物 则 使 物
具 有 类 似 于 流 体 的性 质 ， 受 到 立管 中颗 粒 静 压 在 头 的 作 用 ， 成 固 体 物 料 循 环 … 。 最小 流 化 速 形 而
度 随 系统 压 力 的 增大 而 减 小 ， 压力 越 高 颗 粒越 即
系， 一定量 的物料 从斜 管 流出【 】 续增大 有 继
风 量会 使 流 走 的 物 料 量 逐 步 增 加 ， 增 加 的速 度 且
脱 硫 剂
逐 渐 加快 ， 当该 室 中物 料 完 全 流 化 时 ， 粒 的 但 颗
循环 量基本上 不 随松 动风 量和返 料风量 的变 化
易 流化 ， 同时 气 固 密 度 随 系 统 压 力 的 增 大 而 增
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２２充气■及充气 方式对流动特性的影响 ．
对 于 结 构 一 定 的 回料 器 ， 采 用松 动风 量和 当 返 料 风 量 同时 在 底部 充 气 时 ， 会 使 回料 量 发生 都 变 化 ， 松 动 风 量 的 变 化 对 回料 量 变 化 更 加 敏 但 感 ． 图 ３所 示 ， 松 动 风 量 小 于 某 一定 值 的情 如 在
立管
Ｏ 刖 昌
循 环物 料 回送 系 统 是 循 环 流 化 床 （ ＣＦＢ 锅 ） 炉的重要部件之一， 其能 否 正 常 、 靠 地 工作 ， 可 直 接影响 到锅炉 的安全稳 定和经 济运行。 中， 其 返 料 装 置 的 正常 工作 是 实 现 物 料 循 环 的关 键 ， 主 其 要 作 用是 将分 离 器 分 离 下 来 的物 料 稳 定 、 靠 地 可 送 人 炉 内， 同时 防 止 气 体 反 窜 人 分 离 器。 ＣＦ 锅 炉 物 料 回 送 、 输 送 的 是 高 温 ～ Ｂ 坑 所 以 多 采 用 非 机 械式 的 回 料 阀 ， 中 流 动 密 封 阀 其 具有稳定性好 、 节性能较好、 送 量较大、 调 输 易大 型 化 等 特 点 ， 为 ＣＦ 成 Ｂ锅 炉 中 广泛 采 用 的 物 料 回送 装置。 由于 其 结 构有 多 种 变 化 ， 其 输 送 特 使 性 大 不 一样 验 结 果 也 不 完 全 一致 本 文 在现 试
况 下 ， 充 气 量 小 于 最 小 流 化 风 量 时 ， 体 颗 粒 当 固 流 量 为零 ， 当 充 气 量 达 到 或 大 于 最 小 流化 风量 而
和 斜 管 Ｑ５ 气 等 各 种 组 合 方 式 充 气 。 动 密 封 充 流
阀的 控 制 特 性 较 好 ． 至 可 以得 到类 似 Ｌ阀 那 样 甚
时 间太长 而后燃结 焦． 用灰分 较高 的煤时， 燃 回 料 量 增 大 使 炉 膛 压 降 增 加 ， 应 增大 返 料 风 ０ ， 也 ｚ 甚 至 放 掉 部分 循 环 灰 ， 以便 回料 阀 中 的小 流 化 床 流 化 良好 ； 之 燃 用 灰分 较 低 的 煤 时 ， 适 当 向 反 应 炉 膛 加细 灰 ， 灰 易 携 带热 量 而 使 炉膛 温 度 分 布 细 均 匀 但 当 燃 用挥 发 分 含 量 低 、 含 量 高 的煤 时 ， 碳 细 灰 易 导 致 后 燃 ， 煤 粒 应 粗 细 适 当结 合； 外， 故 另 灰 的 软 化 温 度 低 和 灰 的 粘 度 较 大 ， 易 造成 高 温 也
置 工作 性 靛 的影 响 ， 出 了 一些 有益 的结 论 可 为 ＣＦ 得 它 Ｂ锅 炉 流 动 密 封 阀 的 正 确 调 节 和运 行 提 供 参考 ， 以 保 证 ＣＦ Ｂ锅 炉 及 其 循环 回 路 系 统 的 稳 定运 行 ， 止 堵 塞 、 焦 等 异 常 情况 发 生 ． 防 结 中 圈分 类 号 ：ＴＫ２ ９６ ２ 文献 标 识 码 ： Ａ
充气 量 Ｑ ／ｍ ｓ －－
图 ４ 回料 量 与风 量 ０】 和 的 关 系
