循环流化床锅炉冷态实验

张 星

（四川大学化学工程学院，成都 610065）

循环流化床锅炉冷态实验

张 星

（四川大学化学工程学院，成都 610065）

为将循环流化床锅炉应用于煅烧磷石膏，在中试循环流化床锅炉上进行冷态实验，得出了临界流化速度，循环倍率，并对实验过程中出现的问题进行分析说明。

循环流化床；冷态实验；临界流化速度

循环流化床锅炉具有燃烧适应性好，燃烧效率高等其它工业炉不可比拟的优点，目前已广泛应用于化工、热能、电力、冶金等行业［1］。

循环流化床作为煅烧磷石膏的反应炉，尚无可借鉴的经验。必须对磷石膏原料进行冷态实验，以了解流化床设备和石膏颗粒在循环流化床中的一些物性参数，对实验的开展以及设备点火有重要作用。

1 实验过程

1.1 实验装置及物料

循环流化床锅炉由流化床、旋风分离器、回料装置、进料部分组成。流化床内径为600 mm，高6 300 mm。旋风分离器内径480 mm，外径680 mm。布风板为方形，尺寸为440×440 mm，中间有一个φ60的清灰孔，有效面积为0.187 m2，风帽开孔率为3.6%。

实验物料由螺运机送入主床，空气经风室进入主床，物料流化后经旋风分离器分离，分离后的物料经过螺运机返料返回主床，完成固体颗粒的循环。尾气经过布袋除尘后排入大气。

实验物料为半水石膏，堆密度0.766 g／m L，真密度2.248 g／mL，粒度小于37μm。由二水石膏烘干得到，为干燥的粉末。

1.2 实验方法

循环流化床锅炉冷态实验是指锅炉设备在安装完备点火启动前，以及在大、小修或布风板、风帽、送风机等换型或检修后点火启动前，在常温下对燃烧系统，包括送风系统、布风系统、料层和物料循环装置等进行的性能测试，其目的是保证锅炉顺利点火和确定合理的热态运行参数。

循环流化床锅炉冷态实验的主要内容有：

1）考查各送风机性能，主要是考察风量、风压是否能满足锅炉设计运行要求；

2）检查引、送风机系统（风机、风门、管道等）的严密性；

3）测定布风板布风均匀性和布风板阻力、料层阻力，检查床内各处流化质量；

4）测定布风板阻力、料层阻力随风量变化的阻力特性曲线，确定冷态临界风量，用以估算热态运行时的最小风量；

5）检查物料循环系统的性能和可靠性；

6）为锅炉正常运行所需的其它实验（如给煤量的测定、煤和物料的筛分实验等）［2］。

2实验结果及讨论

2.1 给煤量和石膏进料量测定

实验通过调节给煤机和给料机电机的频率，改变管式螺运机的转速，从而调节物料的进料速度。图1为给煤机频率对应给煤量的曲线图，图2为给料机频率对应石膏进料量的曲线图。从图1、图2看出，频率和给料量成正比关系。给煤频率对应给煤量为1 Hz对应10 kg／h，最大可以到

500 kg／h。石膏进料量最大为300 kg／h。

图1 给煤量曲线图Fig.1 The amount of coal curve

图2 石膏进料量曲线图Fig.2 Phosphogypsum feed rate curve

图3 空板阻力曲线图Fig.3 Em pty p late resistance curve

图4 料层阻力曲线图Fig.4 M aterial layer resistance curve

2.2 空板阻力和料层阻力图3为空板阻力曲线。由图3见，随着风量的增大，空板阻力逐渐增大。图4为料层阻力曲线。从图4中看出，1～3mm粒度的颗粒，临界流化风量为250 m3／h，临界流化风速为0.7 m／s，

1.18 mm粒度的颗粒，临界流化风量为100～150m3／h，临界流化风速为0.35m／s。

2.3 一次风机风量测定

图5 风量曲线Fig.5 Air volume curve

一次风机风量测定结果见图5。从图5看出，鼓风机风门的开度到45%时候，对应的风量为800m3／h。整个风机的最大风量为2200m3／h。能够满足使床层物料完全流化的条件。

2.4 循环量和循环倍率测定

实验结果见表1、表2。

表1 循环量测定Table 1 Determ ination cycle

表2 循环倍率测定Table 2 Circulation ratio measurement

从表1、表2得出，物料在冷态情况下，随着风量的增大，循环量逐渐增大。随着实验时间的增加，循环量的比例由原来的8.0%增加到15.4%。说明物料能够在系统中循环。至于循环量的大小，和物料的特性有着密切的关系。

在鼓风风量为371.1 m3／h，给料量在29.4 kg／h的条件下，连续进料30 min，根据系统各部分的物料量，计算出循环倍率为0.74。从这个数据看出，在冷态情况下，循环倍率很低。应该对设备进行改造，加快返料的速度，提高循环倍率，使系统能够正常的运行。

3 结论

根据实验数据，可以得出该循环流化床锅炉能够正常运行的结论。临界流化速度根据不同粒度的物料各不相同。1～3mm粒度的颗粒，临界流化风量为250 m3／h，临界流化风速为0.7 m／s，1.18 mm（16目）粒度的颗粒，临界流化风速为100～150 m3／h，临界流化风速为0.35 m／s。

该循环流化床锅炉存在的问题是循环倍率过低，必须对设备进行改造，提高循环倍率。

［1］ 常耀超，王云，袁朝新，等.循环流化床冷态试验［J］.有色金属，2007，（3）：2-5.

［2］ 朱皓强，芮新红.循环流化床锅炉设备及系统［M］.北京：中国电力出版社，2008：209-218.

Circulating Fluidized Bed Boiler Cold Test

ZHANG Xing

（School Chemistry and Chemical Engineering，Sichuan University，Chengdou 610065，China）

In order to apply the circulating fluidized bed into calcined phosphogypsum，cold testwas carried out.By experiment，critical fluidizing velocity and circulating ratio in CFB were obtained.The problems in experimentwere analyzed.

circulating fluidized bed；cold test；critical fluidizing velocity

TQ051

A

1004-275X（2015）03-0031-03

12.3969／j.issn.1004-275X.2015.03.009

收稿：2014-09-19

张星（1979-），男，云南玉溪人，工程师，主要从事肥料研究工作。