多流程循环流化床锅炉循环灰对炉膛温度的影响
摘要：在循环流化床锅炉炉膛设计时，为简化计算可不考虑循环灰的数值，但本多流程循环流锅炉炉型有其独特的特点，通过本文研究，发现考虑循环灰后会使炉膛、副燃室、燃尽室温度下降，使炉膛至副燃室的温度温降比例变小，经过第一次循环灰分离后，循环灰量变小，使副燃室至燃尽室的温度温降比例比上一级变大（但比未考虑循环灰时要小），所造成各室的温度变化已经很大，所以循环灰对锅炉各室温度的影响已经不能单纯的进行忽略。
关键词：多流程循环流化床锅炉；循环灰；炉膛温度
多流程循环流化床锅炉是创新性地将立式循环流化床锅炉单级炉膛修改为三级炉膛，将一级灰循环修改为两级灰循环，由风室、风冒、主燃室、副燃室、燃尽室、料腿、分离器等组成。燃料由料斗送入炉膛内，沿着炉膛和物料进行混合，在主燃室内循环上升进入副燃烧室，在副燃室底部，物料分为两部分，一部分物料从一次物料循环入口返回主燃室形成第一级物料循环；另一部分物料从副燃室进入燃尽室，然后由分离器进行分离，经料腿返回，形成第二级物料循环。整个燃烧过程中，物料在燃烧设备中形成了一个两级物料循环。
现阶段设计循环流化床锅炉炉膛时，为简化计算可不考虑循环灰的数值，但是本多流程循环流锅炉炉型有其独特的特点，不考虑循环灰会对炉膛温度有影响，所以在些研究一下考虑循环灰对炉膛温度的变化。
1 研究对象
1.1 锅炉参数
额定蒸发量15T/h
额定压力1.25MPa
额定给水温度104℃
饱和蒸汽温度193.3℃
排烟温度150℃
热空气温度100℃
1.2 锅炉燃料
Car=43.55%Har=3.54%Oar=7.23%
Nar=0.77% Sar=1.66%Aar=27.92%
Mar=15.33%Qnet，ar=16849.1KJ/kg
1.3 锅炉热平衡
Q2=7.18%；Q3=0.5%；Q4=4.44%；
Q5=1%；Q6=0.32%； η=86.56%
锅炉的燃料消耗量B=2433.8kg/h；
飞灰份额afh =0.65； α″L=1.2
2 循环灰对炉膛温度的影响
在锅炉炉膛设计时，对1kg燃料，炉膛燃烧产物热平衡方程式和传热方程式为：
由公式（1）可以看出，假设可以忽略4的影响和灰料未进行进一步燃烧增加灰温的情况下， I″mz-I′ZE=0（循环流化床锅炉沿整个炉膛高度的温度分布是均匀的，即炉膛进、出口循环灰焓相等），不管循环灰量Bs为何值，灰循环对炉膛温度都没有影响（在此，仅从其他条件不变的情况下作对比说明，其实循环灰量对其他数值还有影响，从而引起对炉膛温度的影响，现不做太多分析）。
以下表格为额定蒸发量15 T/h多流程循环流化床锅炉的炉膛、副燃室、燃尽室的设计计算数值（假定传热系数K、H、ΔT不变）：
先假定一、二级分离器效率为60%，92%，求得一、二级循环灰量为13366.1kg/h，4918.7kg/h，返料循环灰温度为490.6℃。
表1、2是在未考虑、考虑循环灰的情况下，得出的炉膛、副燃室、燃尽室的数值。
通过分析表12的数值可以看出，锅炉运行时，多流程循环流化床锅炉在考虑循环灰时：
当循环灰温度490.6℃进入炉膛温度905.1℃后由于循环灰温度比炉膛温度低很多，进而对炉膛温度进行中和，炉膛出口的温度下降至766.3℃，循环灰由主燃室至副燃室的时候，温度由905.1℃下降至608.2℃变为766.3℃下降至572.7℃，温降由296.9℃变为193.6℃，温降比例由0.33变为0.25；循环灰由副燃室至燃尽室的时候，经过一次分离器后循环灰量由13366.1 kg/h变为4918.7kg/h，温度由608.2℃下降至410.1℃变为572.7℃下降至399.3℃，温降由198.1℃变为173.5℃，温降比例由0.33变为0.3；炉膛、副燃室、燃尽室温降由0.33和0.33变为0.25，0.3。
多流程循环流化床锅炉考虑循环灰后，由于循环灰温度比炉膛温度低的多，循环灰会使炉膛、副燃室、燃尽室温度下降，使炉膛至副燃室的温度温降比例变小，经过第一次循环灰分离后，循环灰量变小，使副燃室至燃尽室的温度温降比例比上一级变大（但比未考虑循环灰时要小），所造成各室的温度变化已经很大，这种现象随着循环物料倍率、循环灰量的增大，对各室温度的影响还会更大，所以循环灰对锅炉各室温度的影响已经不能单纯的进行忽略。
3 结论
多流程循环流化床锅炉是新型发明锅炉，由于结构的独创性，以上循环灰的影响均是在假定第一、二级循环灰分离效率的情况下作出的结论，真实的循环灰量、第一、二级分离器的效率尚缺乏真实数值，随着我公司在浙江富阳15 T/h锅炉的运行和数据的进一步增多，会对以后进一步分析锅炉的性能做出更多的结论。
参考文献：
[1]清华大学，北京热华能源科技有限公司.一种多流程循环流化床锅炉[P].中国专利.ZL201010110352.4.2011，07，20.
[2]朱国桢，徐洋.循环流化床锅炉设计与计算[M].北京：清华大学出版社，2004，11.
[3]《工业锅炉设计计算方法》编委会.工業锅炉设计计算方法[M].北京：中国标准出版社，2005.
