循環流化床鍋爐技術600問(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 的炭粒一般將保留在床料內；而磨損則是由于煤粒間的相互摩擦，以及煤粒對其他固體物質或燃燒室壁面的摩擦引起，它導致細粒從炭粒上分離下來，磨損產生的炭粒很快會被揚析掉。4床溫對煤粒破碎特性的影響是什么？答：床溫主要是通過影響揮發分析出過程的快慢而對煤粒的破碎特性產生影響的。隨著床溫的升高，煤粒的破碎程度加劇。這是由于床溫升高后，粒子內部有更高的壓力梯度。4煤的熱解過程指的是什么？答：煤的熱解過程是指煤粒受到高溫加熱后分解并產生大量氣態物質的過程，熱解產物由焦油和氣體組成。4煤的熱解一般可分為哪幾類？答：就煤的熱解過程所涉及的環境因素而言，一般煤的熱解可分為兩類：①在惰性氣氛中加熱時煤中揮發分的析出過程，如煤的液化、煉焦過程等均屬于此類；②在氧化氣氛中加熱時煤中揮發分的析出的過程，如煤的燃燒過程初期經歷的熱解就屬于此類。50、影響煤熱解特性的因素有哪些？答：煤的熱解特性除與煤種本身反應性質有關外，還顯著地受到加熱速率、環境壓力、煤粒尺寸及煤粒內部結構特性的影響。5煤粒在流化床內的熱解過程有哪兩個典型特性？答：煤粒在進入高溫流化床后，受到熾熱床料的快速快速加熱，首先是水分的蒸發，然后當煤粒溫度達到熱解溫度時，煤粒發生脫揮發分反應。由于熱解的作用，顆粒物理化學特性發生急劇的變化，對有些高揮發分煤，熱解期間將伴隨一個短時發生的擬塑性階段，即顆粒在熱解期經歷了固體轉化為塑性體，又由塑性體轉化為固體的過程。5揮發分的析出對煤的著火性能有哪些影響？答：揮發分析出過程對煤種著火性能有兩方面的影響：大量揮發分的析出并燃燒，反過來加熱了煤粒，使煤粒溫度迅速升高；揮發分的析出也增加了焦炭的孔隙率，改變了焦炭的反應活性。因此，揮發分含量越高的煤，其著火性能也就越好。5煤粒在流化床內的熱解過程具有什么特性？答：揮發分析出主要有兩個穩定階段，第一個穩定析出階段在500～600℃范圍內，第二個穩定析出階段在800～1000℃范圍內。　　　煤粒在流化床內熱解過程具有典型的兩階段析出特性，即低溫的高速揮發分析出階段及高溫的緩慢析出階段。揮發分高速析出階段的持續時間在10s左右，因不同煤種而異。并且粒徑越大持續時間越長，揮發分總量中的大部分在該階段析出。而第二階段，即高溫的緩慢析出揮發分階段，主要以H2O為主，并且持續時間很長，有時可達數分鐘之久。根據煤粒在流化床中的燃燒過程，可知在揮發分析出的后期，焦炭燃燒和揮發分析出將重疊發生。5為什么說小粒度比大粒度更易著火？答：通常，由于小粒度與氧氣產單位質量的接觸面積較大，且在同樣的流化速度條件下，其顆粒的運動活潑程度很高，形成了更加強烈的傳熱與傳質過程，所獲得的與灼熱物料進行熱交換的機會比大顆粒大了許多，容易產生快速溫升。因此，一般小粒度煤粒比大顆粒更易著火。5焦炭顆粒的燃盡取決于什么條件？答：焦炭的顆粒的燃盡取決于顆粒在爐膛內的停留時間和燃料特性所決定的燃燒反應速率。焦炭顆粒在爐膛內部的停留時間越長、燃燒反應速率越高，顆粒就越容易燃盡。顆粒的燃燒反應速率是由顆粒本身的化學反應活性決定的，活性越高，反應越快。提高爐膛溫度、增加循環倍率、改善爐內配風方式、適當提高有效高度和減小顆粒粒徑，可以提高低反應活性燃料的燃燒速率；減小顆粒粒徑，可增大焦炭顆粒的燃燒反應表面積，提高燃燒反應效率；提高循環倍率，增加顆粒的反復燃燒次數，間接成倍增加反應時間；而爐膛調度的提高，可以增加內循環效率并直接增加顆粒在爐膛內的停留時間；改善爐內配風方式，可以促進顆粒橫向水平流化湍動，實現分級送風，增加氧氣穿透作用，消除貧氧區，優化爐內空氣動力場，達到提高顆粒燃燒效率的目的。5焦炭顆粒的燃燒速率受到哪些因素的影響？答：焦炭顆粒的燃燒速率受到顆粒外部流動邊界層傳質阻力，氣相主流區氧含量、焦炭顆粒內孔隙率（即顆粒內傳質阻力）和焦炭顆粒溫度四個因素的影響。5CFB燃燒份額的定義是什么？答：CFB燃燒份額是指CFB燃燒室各個區域中燃燒過程釋放的熱量占整個爐內燃料總量釋放熱量的百分比份額。5影響密相區燃燒份額減少的因素有哪些？答：以下因素可以明顯減少密相區燃燒份額：　　（1）流化風速的增加。流化風速增加時，大量的細微被拋散到懸浮段部分，造成空間可燃物濃度顯著提高和懸浮段溫度上升，使上部的燃燒份額也隨之增加。　（2）料層厚度降低。料層減薄后，揚析作用強化，使料層的蓄熱　能力和捕捉顆粒效果增加減弱，降低了料層本身的燃燒份額。　（3）燃料中細微顆粒過多。細顆粒增加時，懸浮段可燃物濃度增大，使參與懸浮段與循環過程物料增多，降低了料層燃燒份額。　（4）床溫降低。床溫降低時，燃料燃燒反應速度下降，推遲了料層燃燒物的反應過程，形成燃燒后移現象。　（5）煙氣再循環的使用。煙氣再循環使得料層的氧氣含氧量顯著下降，在同樣的床溫、料層條件下，限制了料層內部燃燒量，使其燃燒份額下降。　（6）燃料揮發分含量增加會使燃燒份額上移，相對密相區燃燒份額會降低。5流化床鍋爐結焦的形式有哪幾種？答：結焦的直接原因是局部或整體溫度超出灰熔點或燒結溫度。依此標準，常將結焦分為高溫結焦和低溫結焦兩種。另一種叫漸進性結焦。60、什么叫高溫結焦？答：當料層或物料整體溫度水平高于煤質變形或熔融溫度時所形成的結焦現象。高溫結焦的基本原因是料層含碳量超過了熱平衡所需要的數量。6高溫結焦的特點是什么？答：高溫結焦的特點是結焦面積大，焦塊硬度高，區域之間互相邊片甚至波及整個床面。從高溫焦塊的表觀來處，基本上是熔融狀態冷卻后的堅硬焦塊。其內外部包含相當多的琉璃質光滑焦狀積瘤，冷卻后呈深褐色，質堅塊硬，并夾雜一些熔融過程的爆破氣孔，不易被外力破碎。此時，僅有很小比例的料層區域出現松散低溫焦，局部焦塊可以看出一些原來顆粒的形狀。6什么是低溫結焦？答：當料層或物料整體溫度水平低于煤質變形溫度，但局部超溫而引起的結焦現象。低溫結焦的基本原因是局部流化不良使局部熱量不能迅速傳出。6低溫結焦的特點是什么？答：低溫結焦的特點是結焦僅波及爐內料層、分離器、返料器、冷渣器等局部范圍，焦塊硬度較低，區域之間互相的連片程度較差，結焦區域焦塊松散。從低溫焦塊的靜觀來看，色澤與正常床料的基本顏色接近，可以明顯地分辨出原來的顆粒形狀，彼此松散地黏結在一起，而不是高溫結焦那樣熔化成不定性組織形態。另外，低溫結焦的料層塊狀物種，分層現象明顯，可以清晰地分辨出深黑色的富煤區域夾層和磚紅色、灰色的純灰區域，在外力的擊打下容易破碎，低溫焦塊質地松散，密度要比高溫焦塊小一些。6產生結焦的主要原因是什么?答：（1）布風板及其部分體系設計、插、投訴制造安裝質量不好，布風嚴重不均勻，風平衡關系較差。　（2）固體燃料存在大粒徑的粗大顆粒，無法形成良好的流化料層，產生底部弱流化黏滯層，造成結焦傾向。 (3)風門擋板開關位置不正確、嚴重的布風板漏灰、漏渣或操作員誤操作，產生風量或風壓偏離正常值，不能形成良好的料層流化。 (4)一次風機跳閘，很容易結焦。在熱態運行、嚴重缺水后的緊急停爐處理或者在壓火過程中，當爐溫來不及降至合適溫度且煙氣氧量小于16﹪時，一旦突然意外或主動地跳閘，就容易結焦。 (5)燃料特性突然發生變化，造成結焦。這一過程主要是指由低熱值燃料瞬間變化為高熱值燃料，沒有來得及減少給煤量，造成溫升過快，料層溫度瞬間達到結焦溫度，出現結焦。 (6)耐火澆注料脫落，淡、沉降在料層內影響流化，產生結焦。 (7)啟動前沒有很好地清理布風板風帽，使得局部耐火澆注料涂層、安裝膠帶或其它異物堵塞了一部分風帽小孔，布風板下部風帽根部過渡管內壁通道，嚴重影響流化效果。 (8)一次風機出口側膨脹節突然爆裂，或者出口段風道漏風太大，都會造成風壓風量的缺失，引起結焦。 (9)在CFB鍋爐點火過程中，尤其在床上油槍、木材或木炭點火方式下，很容易在即將形成穩定著火溫度之前，由于風量跟蹤不合適，使得風量對料層的溫度抑制效果沒有達到，產生迅速的漫長，造成大面積的料層結焦國。 (10)對沸騰爐型的CFB鍋爐來說，埋渣管布置面積不足，往往也是產生結焦的一個設備性根源。 (11)排渣不及時或返料器塌灰，形成很厚的料層厚度，不能夠產生良好流化，在燃燒過程中局部固定床燃燒，形成結焦。 (12)返料器斜腿后墻給煤方式下，由于密封風、足量的給煤和預熱段回料斜腿實際上構成了類似于煤粉爐預燃室燃燒器，很容易一百萬局部明火，造成會料口附近結焦。 (13)對于灰量很大、灰熔點低且細顆粒居多的高濃度稀相區來說，強烈的脈動性懸浮段燃燒，往往會形成1100℃以上的懸浮段和分離器區域的高溫，非常容易出現分離器體系的結焦。有時，還可以產生焦塊雨狀下落，跌落到主料層中，引起主料層流化問題，使之結焦。 (14)返料器風源消失時，會產生分離器下部堆灰，引起區域結焦。 (15)料層溫度未達到正常燃燒溫度之前，床上油槍一旦漏油，會滲透到料層中使局部滲透了液態油的顆粒團出現流化問題，而燃油較低的著火溫度產生局部燃油爆燃，形成局部結焦。6CFB鍋爐燃燒過程中燃燒份額的分配與哪些因素有關？答：燃燒份額的分配取決于燃料粒度分布，燃料揮發分含量循環床內的物料濃度分布及一、二次風比例。6影響CFB鍋爐燃燒的主要因素有哪些？答：影響流化床鍋爐燃燒因素很多，主要有燃煤特性，燃煤寬篩分粒徑分布特性，料層厚度，料層的平衡程度，床溫水平，物料流化狀態，給煤方式，煙風道漏風，燃燒室結構，爐膛出口氧量，一、二次風配風方式，播煤風等輔助風量的控制水平，循環倍率，脫硫劑用量，運行工況的穩定性，爐內空氣動力場，氣固兩相流均勻性和爐膛結構設計合理性等因素。6在CFB密相區，煤燃燒所釋放出的熱量由哪幾部分吸收？答：在CFB密相區，煤燃燒所釋放出的熱量被以下幾部分介質所吸收： （1）通過料層和密相區的一次風、二次風、石灰石風、落煤口播煤風、冷渣器回料風形成的熱煙氣氣流所帶走的熱量。 （2）四周水冷壁以及布置在密相區的其它汽水系統受熱面所吸收的熱量。 （3）J閥回料口返回的循環灰帶走的熱量。 （4）密相區持續上升顆粒所攜帶的熱量。 （5）布風板排渣口排出的爐渣所帶走的熱量。 （6）入爐燃料、脫硫劑（石灰石）加熱、燃燒與反應教程中所消耗的熱量。6入爐煤粒度對流化床鍋爐的燃燒有哪些影響？答：入爐煤的粒度直接影響到爐內的物料的粒徑大小和分布，因此，對流化床鍋爐的燃燒具有較大的影響，具體產生影響如下： （1）原煤粒度分布異常時，會造成燃燒室配風異常。由于料層臨界流化風速隨粒徑的增大而增加，隨粒徑的減小而降低。因此，粒徑過大時，二次風率下降，造成一、二次負配風方式偏離合理的運行工況，形成配風不良，影響燃燒效率和環保排放；而粒徑過小時，不易形成料層穩定，配風敏感性增加。 （2）原寬粒度分布異常時，會造成料層流化程度的變化。粒徑過大時，同樣一次風量的條件下，局部流化會不良，局部床溫升高，易發生床內結焦；而粒徑過小時，料層流化增強，床溫降低，容易發生滅火。 （3）原寬粒度分布異常時，會造成磨損加劇。粒徑過大時，一次風量的增加使粗大顆粒濃度增加，會加速爐膛下部區域水冷壁、埋渣管、耐火層的磨損；而粒徑過小時，又會產生懸浮段密相區顆粒濃度上升，形成上部爐膛內部受熱面的磨損加劇。 （4）原煤粒度分布異常時，會造成飛灰和灰渣含碳量的增加。細顆粒居多時，造成大量的未燃盡細小顆粒碎末逸出，增加了飛灰可燃物含量；而粗大顆粒居多時，料層顆粒可燃物燃盡率降低，灰渣含碳量增加。 （5）原煤粒度分布異常時，會造成爐內各段受熱面的傳熱分配關系嚴重失衡。細顆粒居多時，循環倍率增加，爐內吸熱量加大，后續對流煙的對流換熱減小，容易出現低汽溫；粗大顆粒居多時，循環倍率下降，爐內吸熱降低，后續對流換熱增加，容易出現高汽溫。 （6）原煤粒度分布異常時，會造成床溫異常。一般情況下，細床料料層溫度偏低，床上點火困難且易滅火，低溫結焦傾向明顯；而粗大顆粒料層溫度偏高，高溫結焦傾向明顯。 （7）原煤粒度分布異常時，會造成循環倍率顯著變化。粗大顆粒居多時，循環倍率下降；細小顆粒居多時，循環倍率增加。 （8）原煤粒度分布異常時，會造成爐內顆粒濃度變化。顆粒過細時，爐膛懸浮部分濃度增加，顆粒過粗時，料層密度增加。6CFB鍋爐冷態空氣動力場試驗目的是什么？答：通過測定流化床鍋爐的空板阻力和料層阻力的特性試驗，初步判斷和檢查布風板的布風均勻性，確定不同的料層厚度下的臨界狀態流化風量、風機電流和對應擋板開度組合，為鍋爐的點火啟動和熱態運行提供參考，確定熱態運行時的最低一次風量要求，保證鍋爐在完全流化燃燒下的可靠性，防止床面結焦、過量漏渣、流量不均和設備燒損。70、什么叫CFB空板阻力？如何進行空板阻力特性試驗？答：CFB空板阻力指的是對應一定的流化風量，布風板所具有的無物料狀態下的結構性流化介質流通阻力。隨著流化介質風量逐漸增加或減少，繪制出的布風板阻力與流化風量、流化風機電流或擋板開度的對應關系曲線即為CFB的空板阻力特性。對于一臺CFB鍋爐來說，主要指的是主燃燒室的流化床鍋爐布風板空板阻力。實際上，以對于大型CFB機組的返料器、外置換熱器和流化床式冷渣器來說，其空板阻力特性試驗對于判定這些部位的物料量也同樣具有至關重要的意義，往往會直接指導這些附加設備的運行調整。CFB主流化床阻力特性試驗應按照以下步驟和要求進行： （1）首先確保布風板風帽全部徹底得以清理，無堵塞、泄漏和異常安裝錯誤。同時要求所有風門擋板開度指示與內部實際位置對應一致、調節靈敏、定位靈活、關閉嚴密。 （2）風煙系統調節壓力、溫度指示正確無誤，信號一、二次管線無泄漏、堵塞。 （3）空板阻力試驗至少應當進行兩種風量配置狀態的試驗分析，工況1主流化風擋板微開0﹪～5﹪，開大點火中心風風門、夾層助燃風風門；工況全開主流化風門，點火中心風風門和夾層助燃風風門微開0﹪～5﹪。如有時間所有這三種風門均為全開，進行工況試驗。（4）建議檢查DCS主調整畫面和風煙系統畫面完善，指示精確，數據全面，具備上述條件，以