循环流化床锅炉沸上结灰焦特性及防止方法

维普资讯 http://www.cqvip.com 第１３卷第５期　２Ｏ０７年１０月　燃烧科学与技术　Ｖ０１．１３　Ｎｏ．５　ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｏｍｂｌｌｌｔ￣ｉｏｎ　Ｓｃｉｅｎｏｅ　ａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｏｃｔ．２００ｒ７　循环流化床锅炉沸上结灰焦特性及防止方法　王裕明，张力，冉景煜　（重庆大学能源与环境研究所，重庆４０００４４）　摘要：在着重研究分析了两台３５　ｔ／ｈ链条锅炉改造为循环流化床锅炉后的炉膛结构、运行缺陷基础上，分析了沸　上绝热段的低温灰焦特性和成因，在理论分析和运行实验的基础上，采用降低绝热段烟气温度和提高烟气流速两　种方法，研究防止烟气结灰焦的方法．结果表明，当沸上绝热段处烟气温度过高或烟气流速过低时，易结低温灰焦；　增加绝热段的受热面吸热以降低烟气温度或减少绝热段的截面积以提高烟气流速，减少内循环量及燃烧份额均能　防止结灰焦；流经绝热段的烟气温度低于煤灰软化温度２００℃或烟气流速大于３．５　ｍ／ｓ时，能有效防止结灰焦．　关键词：绝热段；灰焦特性；实验研究；效果分析　中图分类号：ＴＱ０３８．７　文献标志码：Ａ　文章编号：１００６－８７４０（２００７）０５一Ｏ４Ｏ７—０７　Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　Ａｓｈ　Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　Ｗａｌｌ　ｏｆ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　Ｂｏｉｌｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　Ｐｒｅｖｅｎｔｉｎｇ　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ＷＡＮＧ　Ｙｕ—ｍｉｎｇ，ＺＨＡＮＧ　Ｌｉ，ＲＡＮ　Ｊｉｎｇ－ｙｕ　（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｂｏｎ￣ｎｇ　４ＯＯＯ４４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｉｔｎｇ　ａｎｄ　ａｎａｌ￣ｎｇｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆｆｕｒｎａｃｅ　ｃｈａｍｂｅｒ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｄｅｆｅｃｔ　ｏｆｔｈｅ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｇｆｎｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄｂｏｉｌ—　ｅｒｓ　ｕｐｓｒ￣ｅｄｆｒｏｍｔｗｏ　３５　ｔ／ｈ　ｃｈａｉｎｂｏｉｌｅｒｓ，ｔｈｅ　ｐａｐｅｒ　ｓｈｏｗｓｔｈｅ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｓｈ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｏｎｔｈｅｉｎｓｕ—　ｌａｔｅｄ　ｗａｌｌ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　Ｐ＿，ａＬＩＳｑ￣．Ｔｈｅｎ，ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒｓ　ｓｕｇｇｅｓｔ　ｔｗｏ　ｍｅｔｈｅｄｓ－－ｌｏｗｅｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆｆｌｕｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｓｔａｔｅｄ　ｗａｌｌ　ａｎｄ　ｒａｉｓｉｇ　ｉｔｎｓ　ｓｐｅｅｄ　ｔｏ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ａｓｈ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｆｏｒｍｉｇ，ａｎｎｄ　ｃａｒｒｙ　ｏｕｔ　ｒｅｌｅｖａｎｔ　ｒａｎｎｉｎｇ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ｉｎｄｉｃａｔｅ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｅａｓｙ　ｔｏ　ｆｏｒｍ　ｌｏｗ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｓｈ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｉｔｏｎ　ｗｈｅｎ　ｔｈｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆｆｌｕｅ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｉｎｓｄａｔｅｄ　ｗａｌｌ　ｉｓ　ｔｏｏ　ｈｉｓｈ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｌｆｕｅ　ｓｐｏ￣ｄ　ｉｓ　ｔｏｏ　ｌｏｗ．ｔｈａｔ　ｉｔ　ｃａｎ　ｐｒｅｖｅｎｔ　ｓｈ　ａａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｆｒｏｍ　ｆｏｍｉｒｇ　ｎｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｌｆｕｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｂｙ　ｉｍｐｒｏｖｉｇ　ｎｈｅａｔ　ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ　ｏｆ　ｈｅｔ　ｉｎｓｌｕｔａｅｄ　ｗａｌｌ　ｏｒ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｌｆｕｅ　ｃｉｒｃ￣ａｆｉｏｎ　ｎｄ　ａｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｒａｔｉｏ　ｙ　ｂｌｏｗｅｒｉｇ　ｎｈｅ　ｔｓｅｃｔｉｏｎａｌ　ａｒｅａ　ｏｆｔｈｅ　ｉｎｓｄａｔｅｄ　ｗａｌｌ　ｎｄ　ａｉｎｃｒｅａ—　ｉｌｌｇ　ｔｈｅ　ｆｌｕｅ　ｅｅｄ，ａｎｄ　ｔｈａｔ　ｉｔ　ｉｓ　ｅｎｏｕｇｈ　ｔｏ　ａｖｏｉｄ　ａｓｈ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｔｏ　ｍａｋｅ　ｔｈｅ　ｌｆｕｅ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｌｏｗｅｒ　ｔｈａｎ　２００℃ｏｆａｓｈ　ｓｏｆｔｅｎｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｒ　ｔｈｅ　ｆｌｕｅ　ｓｐｏ￣ｄ　ｍｏｒｃ　ｔｈａｎ　３．５　ｍ／ｓ．　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｗａｌｌ；ａｓｈ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ；ｅｆｆｅｃｔ　ａｎａｌｙｓｉｓ　循环流化床（ＣＦ’Ｂ）燃烧技术是一种高效清洁的燃　烧方式，采用各种ＣＦＢ燃烧技术改造低效的锅炉得到　了广泛应用．ＣＦＢ燃烧是在一个特殊的气固两相流动　分重要的作用　．　ＣＦＢ锅炉的结焦机理是十分复杂的物理化学过　程．一种是当床层整体温度低于灰渣变形温度，由于局　部超温，引起低温结焦；当床层整体温度超过灰熔点而　流化正常时，形成高温结焦；针对其特性，采取保证床　料良好流化的工况、防止床料沉积、控制给煤粒度、改　体系中发生的物理化学过程，大量的循环灰在由燃烧　室、炉膛、分离和返料系统所组成的回路中循环，其内　部的气体和固体颗粒运动对于燃烧过程的进行具有十　收稿日期：２Ｏ０７—０３．２３．　作者简介：王裕明（１９６＆一　），男，博士，高级工程师　通讯作者：王裕明，ｗｙｒｒＯ８８０＠１６３．ｏｏｍ．　维普资讯 http://www.cqvip.com 燃　烧　科　学　与　技　术　第ｌ３卷第５期　变燃煤的结焦特性、均匀排渣等措施可防止床料的结　焦．另一种是在运行过程中，因炉膛内的烟气温度较　锅炉密相区设计流化风速为４．４１　ｍ／ｓ，床温９００　９６０　ｏＣ，沸上绝热段及炉膛烟气流动速度为２．７６　ｍ／ｓ，　高，部分灰呈熔融或半熔融状态，若这部分灰到达受热　燃用烟煤，其中粒径小于１　ｒａｉｎ的颗粒质量比大于　面前，未得到足够的冷却成为凝固状态，而仍具有较高　的黏结能力，就容易黏附在受烟气冲刷的受热面、炉墙　上和一些涡流区内而形成低温灰焦　Ｊ．多年理论研　究和实践认为，影响ＣＦＢ锅炉结低温灰焦的主要因素　是煤质特性、炉膛结构参数、炉内温度、炉内烟气动力　场、燃烧气氛条件等，故降低炉内温度、改善烟气动力　场等可有效防止低温灰焦的形成＿卜”Ｊ．　两台３５　ｔ，ｈ链条锅炉改造为带斜埋管的中温上排　气旋风分离及返料结构的ＣＦＢ锅炉，存在着沸上绝热　段结灰焦等问题，本文着重研究分析了锅炉炉膛结构、　运行缺陷、绝热段结低温灰焦特性及成因，介绍了采用　降低绝热段烟气温度和提高烟气流速两种不同改造技　术方案，并对改造后的运行效果进行了分析．　１　炉膛结构及运行缺陷　１．１炉膛结构　链条锅炉为矮胖型结构，为满足ＣＦＢ燃烧中飞灰　燃尽的要求，改造时将布风板布置在原运行层下３．００　ｍ，使炉膛净高为１１．５　ｍ，绝热燃烧段净高达到６　ｍ．　ＣＦＢ锅炉燃烧室截面为３．５６　ｍ×３．２　ｍ，沸上绝热燃烧　段截面为３．８１　ｍ×４．７７　ｍ，高均为３．０　ｍ，绝热燃烧段　上部是同截面水冷壁重型炉墙炉膛．低温过热器后左　右对称布置２个中温旋风分离器，在燃烧室后墙距布　风板０．９　ｍ高处布置了返料管人口，ＣＦＢ锅炉炉膛结　构见图１．　５【Ｘ　ｌＪ　　－　。…Ｉ　１５１　Ｉ　Ｉ丌ｌ　Ｉ＿３ｃ　４　３｛　１０　∞０＿ｒ　％０００　§　Ｉｌ　３：　００　２６０　　‘＿６ｏｏｑ　一　ｒ（１Ｌ　—０　ｌ　—ｊ　　——　１一布风装置；２一燃烧室；３一斜埋管；　４一沸上绝热段；５一水冷壁炉膛；６一返料管入口　图１　ＣＦＢ锅炉炉膛结构示意（单位：ｌｒｌｍ）　６０％（偏大，一般要求小于３５％），煤质特性见表１．　表１煤质特性　名称　ＷＣ．　／％　ＷＨ，ａｒ／％　ＷＯ．　／％　ＷＮ．　／％　”ｓ．　／％　数值　４９．５　３．０８　２．９７　１．２　３．５　名称　Ａ　／％　Ｍ　／％　Ｑ　．　／（ｋＪ・ｋｇ　）　灰软化温度／　数值　３１．３　８．０　１９　０００　１　２０Ｏ　１．２运行缺陷　运行床温为９００—９４０　ｏＣ，风室压力为６　５００　６　８００　Ｐａ时，在不投返料的情况下，锅炉能稳定燃烧，　但负荷仅在２２—２５　ｔ，ｈ，且沸上绝热段烟气温度偏高，　达到９４０　９６０　ｏＣ．　在返料灰投入约３０％时，绝热段烟温迅速达到　９８０—１　０００℃，炉床上开始出现少量小块灰焦，与床料　混合，床料的流化状态被恶化；随着返料灰投入加大，　灰焦量随之快速增加，且灰焦块的尺寸变大，运行控制　变得困难，短时间内被迫停炉．　由此可见，必须将沸上温度控制在１　０００℃以内　（低于煤灰软化温度２００℃），且返料灰投入量不超过　３０％，锅炉才能正常运行．　２绝热段灰焦成因及特性分析　２．１成因分析　ＣＦＢ锅炉的人炉燃料粒度在０　１０　ｒａｉｎ，颗粒终端　速度小于流化速度的细颗粒将被气流携带出燃烧室，　大颗粒停留在床内长时间燃烧．被气流携带走的颗粒　中粒径大于分离器临界分离直径ｄ　的那些颗粒被捕　集下来，并循环燃烧．因此只有那些颗粒粒径小于ｄ　的煤粒要求在一次通过燃烧室时就能实现完全燃烧．　当一球形颗粒在静止的流体中自由下落，所受到　的力有重力、浮力和阻力，按力的平衡关系可得到颗粒　的运动方程　ｍ　鲁＝吉兀ｄ　ｇ一吉兀ｄ　ｇ—　ＣｏＴｒ手　Ｕｐ　（１）　当颗粒在气流中加速达到一最终的稳态速度（即　颗粒终端沉降速度）时，警＝０，则终端沉降速度Ｉｔｔ　（ｍ／ｓ）为　维普资讯 http://www.cqvip.com ２Ｏ０７年１０月　王裕明等：循环流化床锅炉沸上结灰焦特性及防止方法　・４０９・　（２）　的质量流．实验结果表明，向上的质量流与内部的流量　相比是比较小的，故固体颗粒的内循环率是ＣＦＢ锅炉　的一个重要特性，当炉膛内烟气流速一定时，炉膛高度　将成为内循环量的决定因素＿１　．　据研究，在其他条件不变时，离床层表面ｈ　和ｈ　式中：ｍ。为颗粒质量，ｋｇ；Ｃ。为颗粒的阻力系数；／／，为　速度，ｍ／ｓ；ｄ。为颗粒粒径，ｎｌｉｎ；ｇ为重力加速度，Ⅱ　２ｓ；Ｐ为密度，ｋｇ／ｍ￣；下标Ｐ代表颗粒，ｇ代表烟气．　实际上颗粒终端沉降速度除受上述几种力外，还　高度处，某档颗粒夹带速率，（ｋｇ／（舶ｎ２・ｓ））的差值为　，】一Ｆ２＝（　一，　）ｅ一。（ｈ】一ｈ２）　存在着压力梯度力、萨夫曼升力、虚假质量力、贝塞特　力、热泳力等，为处理方便，一般将它们都归结到曳引　式中：Ｆ　为扬析速率，是一常数；Ｐｏ为床层表面处的　力或阻力中，并统一集中在阻力系数ｃ　上来考虑．表　２是燃烧温度为８００℃时一组煤粉颗粒（Ｐ　＝２　０００　ｋｇ／　）终端沉降速度的试验数据＿２ｊ．　表２煤粉颗粒的终端沉降速度ｌｆ　ｍ／ｓ　煤粒直径／／ａｎ　４０　５０　６０　７０　８０　９０　１０ｏ　Ｕｔ　０．０３　０．０６　０．Ｏ９　０．１２　０．１５　０．２１　０．２４　煤粒直径／／ａｎ　２ｏ０　３０ｏ　４００　５０ｏ　６００　８０ｏ　１　Ｏ０ｏ　Ｕｔ　０．８５　１．６　２．５　３．３５　４．２０　５．８３　７．４１　通常带斜埋管锅炉的炉膛截面风速为３—３．５　ｍ／ｓ，由此可知当炉膛出口高度大于输送分离高度时，　粒径５００／ａｎ左右的颗粒将被携带出炉膛进人分离器．　采用旋风分离器其临界分离直径约为５０／ａｎ左　右，即粒径５０／ａｎ以下的颗粒将一次性地通过炉膛而　飞走，因此它们在炉内停留时间必须不小于其燃尽时　间．表３是一组不同床温．不同粒径的颗粒燃尽时间　表　．　表３不同粒径的颗粒燃尽时间　ｓ　ｄｔ／／ａｎ　床温／℃　２５　５０　７５　１０ｏ　２ｏ０　３ｏｏ　４００　９００　２．７　５．９　９．５　１７．２　２９．６　４７．４　６６．２　９５０　１．４　３．１　５．０　９．１　１５．７　２５．１　３５．０　文献［２］着重研究了炉膛临界高度、煤粉颗粒的终　端沉降速度与炉膛的截面风速、燃煤颗粒大小与燃尽　时间的关系等因素对循环流化床锅炉结构选型和设计　参数取值的重要影响．从表３可见，在带埋管ＣＦＢ锅　炉中，分离器捕集粒径在５０／ａｎ以下的细颗粒的燃尽　时间为３—５　ｓ，流化速度按３．０　ｍ／ｓ计算，燃烧室高度　为９—１５　ｍ，该高度值正好是细煤粒一次性通过炉膛　燃尽的临界高度．为确保一次性通过燃烧室的细颗粒　能燃尽，．燃烧室的最小高度应大于临界高度．　从循环角度考虑，ＣＦＢ锅炉存在着两个循环，即由　分离和返料系统组成的固体颗粒的外循环和炉膛内循　环，即在稀相区内的某一高度上，可观察到向上和向下　夹带速率；ｎ为常数，为６．４　ｍ～．　可见当炉膛出口高度增加时，烟气中携带灰量将　急剧减小，即外循环灰量下降，内循环灰量增加．　综上所述，煤中的细颗粒比例偏大，大量人炉细颗　粒随烟气上升；绝热段内的烟气上升速度较低，高度较　高，其贴壁内循环灰量较大；内循环灰和上升气流中的　细煤粒在绝热段内发生燃烧混合，烟温升高；这３个因　素造成了绝热段炉墙上结灰焦．　为了更清楚地分析其结焦机理与特性，应用ＣＦＤ　软件ＦＬＵＥＮＴ，对本ＣＦＢ锅炉在过渡段不同流化速度　下颗粒体积分数分布进行了研究．如图２所示，在Ｚ－正　方向上高１３　ｍ，负方向上一３　ｍ，底部　方向上长３．２　ｍ，在Ｙ方向深３．５６　ｍ，上部　方向上从一３０５　ｎｌｉｎ到　３　５０５　ｎｌｉｎ，在Ｙ方向从一６０５　ｎｌｉｎ到４　１６５　ｎｌｉｎ，二次风　布置在一１００　ｎｌｉｎ的位置．　图２　ＣＦＢ物理模型和网格划分示意　在建立数学模型时，基于颗粒在循环流化床内气　固多相流复杂的运动特征，结合对象特点，对其进行合　理简化．假设：①设流场中的颗粒尺寸均匀，即将颗粒　视为一相，整个流场共有气一固两相；②流场中的流动　视为定常流动；③忽略气体因流速变化引起的密度变　化，认为气体不可压；④忽略气体密度的脉动、颗粒质　量的脉动、阻力相的脉动和非定常相关项；⑤假设空间　各处各颗粒相与流体相共存，相互渗透，各相具有各自　维普资讯 http://www.cqvip.com 燃　烧　科　学　与　技　术　第１３卷第５期　不同的群体速度及体积分数，但同一尺寸组同一半径　面上的颗粒有相同的速度；⑥各颗粒相在空间中有连　续的速度及体积分数分布；⑦炉膛、　阀段采用直角坐　标，分离器筒体、风帽等采用圆柱坐标等．采用双流体　要分布在２００～８５０／ａｎ，表明灰焦全部由返料灰和燃煤　中上升的颗粒组成，灰焦的筛分特性见表４．　料床上的中、小灰焦块是由绝热段的灰焦掉落下　来形成的，在料床上经高温燃烧后虽然还有一些孔隙，　但质地比较坚硬，不易碎，灰焦块表面为土黄色细颗　粒，内部夹杂的黑色细颗粒量大大减少．　在绝热段内，灰焦分布于两侧墙中后部的局部区　域内以及后墙的大部分面积中，两侧墙中后部从燃烧　模型，模型封闭采用ｔｃ－￣／ＲＮＧ模型，具体可参见文　献［１３］．　整个计算区域采用分块的网格划分方法．把炉膛　下部较不规则的密相区分为一个区，其余炉膛为一个　区，旋风分离器作为一个区域，立管和返料器作为一个　区．对于每个区采用不同的网格划分方法，对于外形较　不规则的密相区、旋风分离器、立管以及返料器划分采　用四面体网格；对于稀相区由于形状比较规则，划分成　六面体网格；整个模拟对象共划分网格４５３　５４８个，见　图２．　用控制容积法和全隐式、上风差分和源项线性化　等措施获得拟线性差分方程组，利用压力校正方程对　迭代计算进行不断校正，使其迭代解向真实解收敛．求　解方法采用ＳＩＭＰＬＥＣ方法进行【】引，拟线性方程组运用　ＡＤＩ法多交替迭代次扫描求解．　不同流化速度下的横向颗粒浓度分布特性见图　３．从图中可看出，在流速大于３．５　ｍ／ｓ时，近壁面处颗　粒浓度较小，有利于防止结焦．　籁　求　匠　巢　睡　图３不同流化风速下横向颗粒体积分数分布特性　２．２特性及分布　结焦后停炉检查发现，在绝热段两侧墙的中后部　和后墙面上黏附着不同厚度的灰焦；炉膛侧面和后部　的斜埋管上局部堆积了从炉墙表面垮落下的大块灰　焦；同时，在炉膛的床料中混杂着大量的中、小灰焦块．　在绝热段，黏附在墙壁上的灰焦以及因体积太大　重量超过黏附力垮落而堆积在埋管上或卡于埋管间的　焦块大都为疏松型，焦块中有许多孔隙，易碎，为低温　灰焦；焦块以土黄色细颗粒为主，夹杂着部分黑色细颗　粒；灰焦的筛分特性中，粒径小于７４／ａｎ的颗粒量极　少，证实了分离器对颗粒的临界捕集能力，颗粒粒径主　室至绝热段炉墙的缩放口２００～３００　ｍｉｌｌ以下无灰焦，　后墙返料管至绝热段炉墙的缩放口下４００～５００　ｍｉｌｌ的　范围内无灰焦．　表４灰焦的筛分特性　粒径／ｔａｎ　≤７４　７４—１００　１００—１４Ｏ　１４ｏ一２００　质量分数／％　０．４０　３．６６　４．４５　２．００　粒径／ｔａｎ　２０ｏ一２５０　２５０—３５０　３５０—８５０　￣＞８５０　质量分数／％　９．８Ｏ　１９．３０　５６．９　３．４９　灰焦主要集中在绝热段缩放口的斜面上，且以此　为界面在厚度上向上递减至水冷壁穿墙管的下部，灰　焦高度近３　ｍ，最厚处达２００　ｒｎｍ；向下快速递减，后墙　灰焦高度近４００～５００　ｍｉｌｌ，侧墙中后部灰焦高度近　２００～３００　ｍｍ．灰焦的特性和分布见图４一图９．　对灰焦的特性和分布情况分析表明：　（１）因沸上绝热段的结构所致，加之燃煤的软化　温度较低，使得上升过程中的返料灰颗粒和煤中的细　颗粒在流经此段时具备了结低温灰焦的条件；　（２）水冷壁炉膛的炉墙上未结灰焦且灰焦均分布　在穿墙管以下部位，表明因水冷壁吸收了大量的热量　而使烟气温度迅速下降后未能在水冷壁炉墙上结灰　焦，故绝热段烟气温度高于煤灰变形温度是结灰焦的　条件之一；　图４斜埋管上的大块灰焦　维普资讯 http://www.cqvip.com ２ＯＯ７年１０月　王裕明等：循环流化床锅炉沸上结灰焦特性及防止方法　图５斜埋管间的大块灰焦　图６料床中的中、小块灰焦　图７绝热段形成的灰焦　（３）燃烧室至缩放口的高度上大部分区域内无灰　焦，表明燃烧室的烟气流速能及时地将烟气中的飞灰　携带进入绝热段，缩放口下沿形成的局部灰焦是因烟　气形成涡流所致；而缩放口至水冷壁穿墙管的下部结　满灰焦，特别是缩放口处的灰焦厚度最厚，表明从燃烧　室到绝热段因截面变大导致烟气流速降低，使绝热段　处飞灰内循环量加大，煤灰贴壁浓度增加，正常运行时　烟气温度比床温稍低，满足煤灰的燃烧．煤灰在此段的　燃烧强度增大，特别是当返料灰量增大时，飞灰的贴壁　图８后墙面上黏附的灰焦　图９侧、后墙面上黏附的灰焦　浓度急速增加，燃烧强度进一步加大，温度快速上升，　灰焦量骤然加大，故绝热段烟气流速过低也是结灰焦　的条件之一．　３技术改造方案　针对锅炉绝热段灰焦的特性、分布情况以及形成　的条件，改造方案必须实现流经绝热段的烟气温度降　低或流速增加．　将两台锅炉的返料灰入口位置由原距布风板０．９　ｍ上移至１．７　ｍ．并在返料管进入炉膛处加￣Ｐ５７　ｍｍ的　一次风管，以起到播散并将返料灰吹离炉膛后部的　作用．　对１号锅炉采用了降低流经绝热段的烟气温度的　改造方案，即将１号锅炉的后墙５１根　６０　ｍｍ的水冷　壁管向下加长３．０　ｍ，使后墙绝热段高度由原６．０　ｍ降　到３．０　ｍ．　因１号锅炉改造后出现了汽、水系统不平衡的问　题，故对２号锅炉采用了增加烟气流速的改造方案：即　将２号锅炉绝热段的四壁炉墙从原标高３．０　Ｉｎ处开始　维普资讯 http://www.cqvip.com

维普资讯 http://www.cqvip.com ２ＯＯ７年１０月　王裕明等：循环流化床锅炉沸上结灰焦特性及防止方法　［１０］姜秀民，杨海平，刘１４２－１４６．　・４１３・　辉，等．煤粉颗粒粒度对燃烧特性　Ｌ力．Ｊｏｕｍａ／ｏｆＳａｆｅｑ　Ｔ￣ｈｎｏ／ｏｇｙ　ｏｆ　Ｓｐｅｃ／ａ／Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，２ＯＯ５　（１）：１．７（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　影响热力分析［Ｊ］．中国电机工程学报，２ＯＯ２，２２（１２）：　ＪｉａｎｇＸｉｕｍｉｎ，Ｙａｎｇ　ｒｔ￣ｉｐｉ，ｌｇ，ＬｉｕＨｕｉ，ｅｔ　ａ１．Ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆｔｈｅ　ｅｌ－　ｆｅｅｔ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ｐｏｗｄｅｒ　ｇｒａｎｕｌａｒｉｔｙ　ｏｎ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｂｙ　［３］王智微，张岩丰，张彦军，等．循环流化床锅炉燃料适应　性的研究分析［Ｊ］．锅炉制造，２ＯＯ２（１）：１－３。　Ｗａｎｇ　Ｚｈｉｗｅｉ，　Ｙａｎｆｅｒｌｇ，　＂／ａｎｊａｎ，ｅｔ　ａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈ　ａｎｄ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｆｕｅｌ　ａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ　ａｂｏｕｔ　ｃｉＩｃｕ１ａ　ｌ培ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ　ｔｈｅｍａｏｏ＇ａｖｉｍｅｔｒｙ［Ｊ］．　∞蜘１４２－１４６（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅ￣）．　ｏｆｔｈｅ　ＣＳＥＥ，２ＯＯ２，２２（１２）：　￣ｉｌｅｒ［Ｊ］．Ｂｏ／／ｅｒ　眦扣咖，２００２（１）：１－３（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　［４］刘锐．煤质结焦特性分析及防止结焦的措施［Ｊ］．应用　［１１］李玮琪，吕俊复，凌晓聪，等．循环流化床中飞灰碳形成　的模型研究［Ｃ］／／中国电机工程学会第七届青年学术会议　论文集．西安，２ＯＯ２：３８－４１．　Ｌｉ　Ｗｅｉｑｉ，Ｌｔｉ　Ｊｕｎｆｉｌ，Ｉｉｌｌｇ　Ｘｉａｏｅｏｒｌｇ，ｅｔ　ａ１．Ｍｏｄｅｌ　ｓｔｕａｙ　ｏｎ　ｃａｒ－　能源技术，２ＯＯ３（４）：１７．１８．　Ｌｉｕ　Ｒｕｉ．Ｔｈｅ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｐｒｅ－　ｖｅｌ３ｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄｓ［Ｊ］．ａｐｐｔ／￣Ｅｎｅｒｇｙ　Ｔ￣ｈｎｏ／ｏｇｙ，２ＯＯ３（４）：１７－　１８（ｉｎ　Ｃｈｉｎ￣）．　ｂｏｎ　ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆｔｈｅ　ａｓｈｆｒｏｍ　ｃｉＩｃｌｌｌｊ缸ｎｇｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ［Ｃ］／／ｅｒｏ．　ｏｆ７ｔｈ　Ｙｏｕｔｈ　Ｓｙｍｐｏｓ／ｕｍ　ｂｙ　Ｃｈ／ｎｅ．￣ｅ　Ｓｏｃ／，ｎｙｆｏｒ　Ｅ／ｅａｒ／ｃａ／　咖．Ｘｉ’ｉｆｌｌ，２００２．＊３８－４１（ｉｎ　Ｃｈｉｎｅｓｅ）．　［５］　张全胜，田卫东．４４０　ｔ／ｈ循环流化床锅炉结焦原因分析　及对策［Ｊ］．节能技术，２００５（２）：３４－３７．　Ｑｕａｎｓｈｅｒｌｇ，Ｔｉａｎ　Ｗｅｉｄｏｒｌｇ．Ｃａｕｓｅｓ　ｏｆ　ｃｏａｌ　ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　４４０　ｔ／ｈ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ　ｂｏｉｌｅｒｓ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｕｎｔｅｒｍｅａ－　［１２］陈鸿伟，吕玉坤，阎顺林．煤粉流化床悬浮燃烧区内可燃　・物的分布特性［Ｊ］．华北电力大学学报，２ＯＯＯ，２７（２）：３２．　３５．　ｓｕ麟［Ｊ］．Ｅｎｅｒｇｙ　Ｃｏｎｓｅｍａ／ｏｎ　Ｔ￣ｈｎｏ／ｏｇｙ，２ＯＯ５（２）：３４－３７　（ｉｎ　Ｃｈｉｎ￣）．　ＣｈｅｎＨｏｎｇｗｅｉ，１．１１　Ｙｕｋｕｎ，Ｙａｎ　Ｓｈｕｎｌｉｎ．Ｔｈｅ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ　ｃｈａｒ－　ａｃｔｅｒｉｓｔｉｅｓ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｂｌｅ　ｓｕｂｓｔａｎｃｅ　ｉｎ　ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ－ｃｏａｌ　ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　［６］　Ａｌ－Ｏｔｏｏｍ　Ａｗｎｉ　Ｙ，Ｅｌｌｉｏｔｔ—ＩｉＴ．ｑ　Ｋ，Ｂｅｈｄａｄ　Ｍｏｇｈｔａｄｅｒｉ，ｅｔ　ａ１．　Ｔｈｅ　ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ｏｆａｓｈ，ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｄｅｆｌｕｉｄｉｓａ－　ｂｅｄ’ｓ　ｆｒｅｅｂｏａｒｄ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ础［Ｊ］．Ｊｏｕｍａ／ｏｆ　Ｎｏｒｔｈ　Ｃｈ／ｎａ　Ｅ／ｅｃｔｒ／ｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎ／ｖｅｒｓ／Ｏ＂，２ＯＯＯ，２７（２）：３２－３５（ｉｎ　Ｃｈｉｎ￣）．　ｄｏｎ　ｉｎ　ａ　ｂｅｎｃｈ　ｓｃａｌｅ　ＢＣ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２０Ｏ５，８４（１）：１０９－１１４．　［７］Ｎｏｕｋａｌｌｅｄ　Ｆ，ＤａｒｗｉｓｈＭ，ＳｅｋａｒＢ．Ａ　ｐｒｅ鲫ｌｒｅ－ｂａｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍ　ｆｏｒ　ｍｕｌｔｉ—ｐｈａｓｅ　ｌｆｏｗ　ａｔ　ａｌｌ　ｓｐｅｅｄｓ［Ｊ］．Ｊｏｕｒｎａ／ｏｆＣｏｍｐｕｔａｔ／ｏｎａ／　Ｐｈｙｓｉｃｓ，２００３，１９０（２）：５５０－５７１．　［１３］冉景煜．固态医疗垃圾循环流化床气固流动与燃烧特性　数值分析及实验［Ｄ］．重庆：重庆大学动力工程学院，　２００Ｂ．　［８］Ｂｅｎａｈｉａ　Ｓ，Ａｒａｓｔｏｏｐｏｕｒ　Ｈ，Ｋｎｏｗ］ｔｏｎｔ　Ｍ，ｅｔ　ａ１．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｐａｒｔｉｄｅｓ　ａｎｄ　ｇａｓ　ｆｌｏｗ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｒｉｓｅ　ｓｅｃｔｉｏｎ　ｏｆａ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｌｆｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ　ｕｓｉ，￣ｔｈｅ　ｋｉｎｅｔｉｃ　ｔｈｅｏｒｙ　ａｐｐｒｏａｃｈ　ｆｏｒ　ｔｈｅ　ｐａｒｔｉｃｌｅ　Ｒａｎ　Ｊｉｎｇｙｕ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｇａｓ　Ｓｏｌｉｄ　Ｆｌｏｗ　ａｎｄ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｃｈｌｔ１．＂ａｃ￣ｒ　ｉｎ　Ｃｉｒｅｕｌａｔ￣ｇ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｓｏｉｆｄ　Ｗａｓｔｅ［Ｄ］．Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ：Ｃｏｌ－　ｌｅｇｅ　ｏｆＰｏｗｅｒ　ｒ．ｎｊｉｎｅｅｒｉ￣，Ｃｈｏ．ｇｑｉｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，２００３（ｉｎ　Ｃｈｉ－　ｎｅｓｅ）．　ｐｈａｓｅ［Ｊ］．Ｐｏｗｄｅｒ　Ｔｅｃｈｎｄｏｇｙ，２ＯＯＯ，１１２：２４－３３．　［９］Ａｒａｓｔｏｏｐｏｕｒ　Ｈ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｌｄＡｉｆｏｎ　ａｎｄ　ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ　ａｎａｌｙｓｉｓ　ｏｆ　ｇａ　ｓｏｌｉｄｆｌｏｗ　ｓｙｓｔｅｍｓ：１９９９　ｌｆｕｏｒ－ｄａｎｉｅｌ　ｐｌｅ，ｌ￣ｌｅｅｔｕｒｅ［Ｊ］．　Ｐｏｗｄｅｒ　Ｔ￣ｈｎｏ／ｏｇｙ，２００１，１１９：５９－６７．　［１４］Ｐａｔａｎｋｅｒ　Ｓｕｌ１ａｓ　Ｖ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｈｅａｔ　ｒｒｏ．－￣ｆｅｒ　ａｎｄ　Ｆｌｕｉｄ　Ｆｌｏｗ　［Ｍ］．Ｃｏｌｕｍｂｕｓ：Ｍｅ　Ｇｒａｗ－ｈｉｌｌ，１９８ｏ．