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很长的一段时间内,我国能源消耗仍以煤炭为主,电力行业仍以火力发电为主。随着环保法规的日益严格和电煤煤质的变化,循环流化床(CFB)燃烧技术以其燃料适用性广、负荷调节范围大、污染物排放量低等优点已经迈入电力行业的主流。本课题通过对循环流化床锅炉启动中床料粒度分布的动态平衡规律进行研究,旨在为炉内物料浓度分布的研究、优化CFB锅炉的启动以及自启动系统的投入提供理论参考和可行性建议。基于“一进二出”物料平衡系统和CFB锅炉启动运行情况,建立了循环流化床锅炉物料动态平衡模型,其中,子模型包括入炉灰模型、飞灰模型、排渣模型和磨耗模型,入炉灰模型采用给煤的本征成灰粒度分布,飞灰模型将分级分离效率表述为切割粒径和截止粒径的函数,并采用输送分离高度(TDH)以上区域的饱和夹带流率计算炉膛出口的各档物料流率,排渣模型基于CFB锅炉密相区床料的分层现象计算各档颗粒的底渣流率,磨耗模型考虑了因磨耗而导致的颗粒退档现象,磨耗速率与过于流化风速(u0—umf)成正比。本文开发了循环流化床锅炉启动床料粒度分布动态平衡分析软件。通过分析软件,研究了循环流化床锅炉启动中各档床料质量份额随时间的变化规律,并分析煤质、分级分离效率、初始床料粒度分布、床存量(料层差压)和流化风速等参数对启动床料粒度分布动态平衡的影响。结果显示,这些因素对启动床料的动态平衡呈现出不同程度的影响。在不影响流态的前提下,流化风速对启动床料的动态平衡几乎没有影响。床存量越少,料层越薄,启动时间越短,但对稳定后的床料粒度分布影响很小。分级分离效率与分离器的设计参数、进口物料浓度和运行温度有关,减小切割粒径和截止粒径,床料得到优化,同时启动加快。初始床料粒度分布越合理,启动过程越快,但对稳态时的床料粒度分布影响很小。若输入的煤质成灰特性差,难以形成循环灰,床料筛选过程难以在较短时间内稳定下来,需要通过惰性物料输送系统向炉内输送循环灰,以形成运行所需的床料粒度分布,缩短锅炉启动时间,降低启动能耗。CFB锅炉的物料浓度分布对循环流化床锅炉的运行起着至关重要的作用。启动过程中的床料粒度分布决定了启动过程中的物料浓度分布和循环灰量,决定了负荷的增加速度,从而也决定了启动控制规律,故循环流化床锅炉启动床料粒度分布动态平衡规律的研究有着重要的理论价值和工程应用价值。