第八章 回料器.docx

图 8-1 L 型阀h-酬口中桶怖风板蹣度|皿瞬錮布风板曲碍 b-敲到松动床壁面的飜 h-回料端高度图8-2自动调整型回料器第八章 回料器回料器是CFB锅炉主循环回路的重要组成部件它和分离器下的立管一起有以下三个方面的作用：(1) 将循环物料从压力较低的区域(分离器)送到压力较高的区域(炉膛)；(2) 起密封作用，保证立管、回料器中的气固两相流向炉膛方向流动，防止炉膛烟气短 路进入分离器，破坏物料循环；(3) 在有外置换热器时调节物料循环量，适应锅炉 负荷的变化需要8.1 回料器的种类现代大型CFB锅炉中一般都采用非机械型回料器， 非机械型回料器分为阀型和自动调整型两大类阀型回 料器的物料靠重力以非流态化状态沿立管下流，如送入 松动风，则以移动床型式流入阀型回料器，如L型阀， 见图 8-1，然后送入炉膛燃烧自动调节型回料器，见 图 8-2，靠流化空气自动将物料送入炉膛回送装置包括料腿和回料阀料腿的结构尺寸取决 于循环回路的压力分布回料阀是回送装置的主要部分， 其性能决定了物料的稳定回送、防止气体反窜效果循 环流化床锅炉中一般采用密相输送阀，比较成熟的回料 阀有V型阀、U型阀、L型阀、H型阀、N型阀、密封 输送阀、流动密封阀等。

人们对V型阀进行了详细的研 究，该阀的最大特点是可以应用在较大压力差条件下 U型阀的结构类似于V型阀H型阀含有两种流态流 动密封阀由下行立管移动床和上行鼓泡床构成，密封输 送阀与此机理相同N型阀的中间立管的流化状况是启 停开关，物料的回送量与其供风量有关 L 型阀作为典 型的可控回料阀为人们高度重视，冷态实验的良好线性 和重复性鼓励人们在循环流化床锅炉应用，但工业热态装置上发现松动风量与输送能力的关系 并非一一映射，出现输送的稳定性和气体反窜问题，破坏了物料循环系统的可靠性J型阀是 由 V 型阀演化而来，并进行工程简化，其良好的输送能力和简洁的整体结构比较适合循环流 化床锅炉的布置8・2回料器工作原理阀型回料器结构简单，输送能力强，可以通过改变松动风量的大小来调控循环飞灰粒子的 流率；自动调整型回料器没有调控物料流率的功能， 原因造成粒子循环流率的下降，则进入料腿中的物 料量减少，而回料器仍以原来的物料流率输送物料， 必定使料腿中物料量减少，料柱高度下降，这样使 回送的物料流率减少到与循环流率一致，新的平衡 工作状态建立在相反的情况下，料柱高度能自动 升高去适应较大的物料循环流率，达到新的平衡。

很显然，自动调节型流化密封回料器需要一定的料 腿高度，以保证所需的密封能力若改变操作方式，L阀亦可作为自动调整型回 送装置(图 8-1)此时料腿中的物料流动状态不是移 动床形式，而是呈流化状态对应于一定固体物料 流率的松动风，一部分向上流动，流化料腿中的物 料；另一部分向下流动，通过肘管，推动物料进入 流化床显然这时的松动风量要大于作为阀型回料 器时 L 阀的松动风量随着锅炉容量的增大，为了回料均匀常采用分 叉式回料器，见图8-38.3 物料循环系统的压力平衡在循环流化床物料循环系统中，回料器总是与 立管结合在一起来回送固体物料的一个充满气固 混合物的立管能形成一个料柱头在料柱头的作用 下，固体物料向炉膛流动图 8-4 是循环流化床物 料循环回路的系统简图，其压力平衡式为：Ap = Ap + Ap + ApSP CB ST LS(8-1)只有自动适应需送物料的能力如因某种图8-3分叉式回M料器— 高醍烟气JkS CB» CB给煤、回料量5炉膛混合物料腿Hj.>spL綸送风图 8-4 循环床物料循环系统式中 △pcb――返料点以上炉膛的压降，其值取决于炉膛高度Hcb，流化床操作气速、炉膛 粒子浓度和床内的物料总量，锅炉满负荷运行时，△pCB达到最大值；CB△pST――气固两相混合物从炉膛出口流至分离器时的压降，随锅炉的负荷变化而改变;△pLS――物料流过回料器的压降，其值随物料回流量的增加而增加；(8-2)△pSp――立管料柱压头，它等于立管内单位横截面上物料重量与管壁对物料运动摩擦阻力之间的差值。

8.4 流化密封回料器的设计流化密封回料器由移动床和流化床组成移动床的 上部与立管相连，流化床通过出灰管与炉膛 (主床)连接 在一起移动床与流化床由中间挡板隔开由于流化密 封回料器运行稳定性较好，我国开发的各种型式的35 t/h 以上的循环流化床锅炉大都采用了这种物料回送装置 8.4.1 返料口位置的确定返料口位置的选取应保证流化密封回料器出口处的压力不小于返料口处炉膛的压力(图 8-5)当忽略回料器出灰管的压力损失，可以写出压力平衡式：h0p - Ap - Ap > p - Ap - Ap1 d1 h1 0 d0式中#1、p0——回料器风室和主床风室的压力； △pd1、Qd0 回料器和主床的布风板压降;△ph1――回料器的料层压力降；△ph0――主床返料口以下的料层压力降△ p h1 、△ p h0 分别表示为：Ap 二(1 — 8 )p hg (8-3)h1 1 p 1Ap 二(1 -8 )p h g (8-4)h0 0 p 0式中£ 1――回料器空隙率，回料器的流化风速一般都高于最大颗粒的临界流化风速，£ 1 可取为 0.5；£ 0――炉膛空隙率，炉膛返料口以下为湍流床，£ 0可取为0.8；p p 颗粒密度，kg/m3。

返料口的位置确定还受到受热面布置、钢架、施工等因素的影响在实际设计中，特别是 改造设计中要在遵循式(8-5)的基础上，综合考虑Ap 二 H (1 -8 )p g (8-5)Sp Sp min p式中△psP――临界流化状态下立管提供的最大料柱头; HSp——立管中的料柱高度；£ .――临界空隙率min8.4.2 出灰管或立管的设计立管的设计主要是根据循环回路的压力特性和循环回路的循环物料量确定立管的直径和 立管的高度立管的高度主要是根据循环回路的压力平衡确定，根据式(8-1)可知，立管的压力 △PSp需平衡循环床返料点以上炉膛的压降△pCB、炉膛出口至分离器压降仏和回料器的压 降仏，由于△pCB>ApLS均随固体颗粒循环物料量的增大而增大，在设计时应采用最大的 压力降进行设计由前面的介绍知，立管中的压头在立管流化时达到最大值，见式(8-5)，所以 立管的最小高度可采用下式计算：口 (Ap +Ap +Ap )H = CB ST LS max (8-6)SP’min p (1 — £ ) gp mf式中£ f——临界空隙率mf通过床层的压力降△pCB可以由床层载料量求得通过旋风分离器的压降仏 可由下式求 CB ST得：Ap = 26p V2 /D4 (8-7)ST g g式中V――烟气通过旋风分离器的体积流量；gD——分离器的直径；P ——烟气在分离器入口温度下的密度。

g实际立管长度应取HSP>HSP •，一般设计时可取SP SP,minH = (1.5 〜2.0)H (8-8)SP SP, min立管直径的选取应保证固体颗粒的流动在立管内通顺，无搭桥等现象，能够达到足够的固 体颗粒流量立管直径的选取与固体颗粒流量、固体颗粒特性和立管内固体颗粒的流速均有关 系有关立管内固体颗粒流速的选取，对于Geldart分类的B类粒子，浙江大学提出了如下的 计算式：u = (0.95 〜1.6)Jd , m/s,立管直径d < 0.1m< p V LG LG (8-9)u = 0.3 〜0.5, m/s,立管直径d > 0.1mJ p LG在设计计算时，一般已知固体颗粒的质量流量G，利用质量流量转换为体积流量，可以得 到立管流速，即(8-10)4Gu =p (1-£ ) p Kd 2p LG联解式(8-10)和式(8-9)即可得到up和Dst的值由于空隙率差别不大，可以采用颗粒堆积 空隙率代入式(8-10)来进行计算8.4.3 其他尺寸的确定流化密封回料器的其他尺寸可根据立管直径dst来选择并保证最小的密封尺寸回料器长(8-11)a3~2.5DsT回料器宽b3"1.25DsT (8-12)回料器长度方向上可以用隔板分成2个分室，隔板下部留有一固体颗粒流动通道。

狭缝的 宽度与回料器的宽度相同，高度L2(见图8-2)可根据固体颗粒水平流速uh确定，一般选择uh 在0.25〜0.05 m/s的范围内8-13)G(1 - s )p u b1 s h 3式中G——循环流量:G=10003600BR(8-14)式中B '煤耗量，t/hR 外循环倍率回料器的出灰管截面积应不小于立管截面积，其倾角大于所输送物料的自流角8.4.4 回料器的保护为了防止回料器的布风板受热而发生挠曲变形，应在布风板上敷设一定厚度的耐火层和隔 热层，其总厚度一般为50〜80 mm在回料器的四周和顶部的内侧也要敷设耐火层和隔热层, 其厚度应根据所输送物料的温度和耐火隔热材料的性质选定并用钢板把整个回料器密封，保 证回料器有足够的刚度和防止漏风在回料器顶部还应开一个检修孔，以便在停运时捡出回料 器中的小渣块另外，还应在立管、回料器出灰管上设计膨胀补偿装置8.4.5 一些典型回料器设计数据一些典型回料器设计数据见表8-18.5 回料器内进出口物料风量的热平衡由立管下来的物料经布风板下上来的流化风流化后返回炉膛，而流化风在流化物料的同时将部分热量传给返回物料，使物料温度升高，自己的温度降低。

这中间存在一个热量交换问题设进出口的物料焓值为I , I"；进出口的流化风焓值为I F，则有w w F F表8-1，—些典型,CFB锅炉囘料器设计数据序 号名称符号单位B电厂465t/h 炉A电厂440t/h 炉C电厂450t/h 炉D电厂220t/h 炉E电厂410t/h 炉设计值设计值设计值设计值设计值1回料器型式，数量U型,2U型,2J型,2J型,2J型,22风帽型式T型钟罩式蘑菇型小孔蘑菇型3立管直径及高度D xHm1.44x3.1el 3x6 51.41x8.5e780x81.41x8.54回料器松动风布置方式ST SP3层无3层5每台回料器布风板截面尺寸a xbm2.17x4.952xe1 410.78x1.82xe1 416每台回料器风帽数量3 3G个44160567单个风帽小孔数量rmG个44188单个风帽小孔风速W1W ,m/s2435179风室风压W1PPa480004000048600250004860010每台回料器流化风量fsQ 1m3/s(标)1.840.88 kg/s0.1411每台返料口数量W1G个1211112返料口直径fldm1.00.970.8flW+1' 。