煤煙污染、脫硫與大型循環流化床鍋爐技術

4．3．4 背景

　　法國普羅旺斯電廠的AC陽項目，經過技術、經濟、環保三方面比較，尤其是可靠性和經濟性論證，特別是由該國艾米路希電廠125朋W常壓循環流化床鍋爐成功運行業績所證實，才確定本項目采用了ACFB爐。爭論的焦點依然是采用高效率的濕式PGD技術還是AC四，使得使用當地高硫煤，又能達到歐洲環保標準。
　　4．4 大型ACFB鍋爐的技術細節
　　4．4．1 五種等級大型ACFB鍋爐的結構特點見表9。
　　4．4．2 ACFB鍋爐本體的流體動力特性
(1)概述

　　ACFB鍋爐爐膛內流體動力特性很復雜，至今仍沒有被完全了解。唯爐膛內存在著底部密相區和上部稀相區的觀點已被普遍接受。一般以爐膛二次風引入截面以下為密相區，以上為稀相區。密相區的主要動力源是一次風，床料大部分儲存于該區；稀相區的動力源主要來自返料系統的L型聞立管處的鼓風，燃料的大部分燃燒及吸收劑的脫硫反應均在稀相區內進行和完成。

　　(2)循環流化床的流體外部循環與內部循環
　　在循環流化床鍋爐爐膛內，稀相區床是在一定固體顆粒循環倍率(Cs)下運行的。試驗研究表明，當固體顆粒循環倍率較高時，湍流床轉化為稀相區床時的氣體速度也較大，反之亦然。但當氣體速度小于某一臨界值時，不管固體顆粒循環倍率如何變化，稀相區床都不可能形成。若把這一速度臨界值定義為稀相區床的形成速度，稱作輸送速度并U表示。當氣體速度大于輸送速度時，稀相區床同時進行著固體頤粒的兩種循環，一種是經氣固分離器、返料系統L型閥形成的環形運動稱作外部循環；另一種是固體顆粒在稀相區床核心部分的向上或向下運動以及床橫截面上的橫向運動組成的復雜的內部循環。試驗表明，內部循環比外部循環強烈得多，其循環倍率約為外部循環倍率的2．5～3．5倍。內部循環的主要動力來源于一次風。因此，當氣體速度小于輸送速度時，就無法形成標志著稀相區床特征的內部循環，更不可能形成稀相區流化床。

　　(3)密相區床與稀相區床的特征
①密相區床特征
在底部密相區接近于鼓泡床，該區內氣固兩相混合劇烈，由于布風系統，給煤、返料系統及底部區域的結構形狀等因素的影響，會使固體顆粒濃度和氣體濃度分布的不均勻。顆粒被揚析離開密相區后，經很短的過
渡區進入具有核心--邊壁區段的流動結構的稀相區。稀相區的流動結構會受爐膛出口結構二次風、短形截面及其角落膜式水冷壁附近的顆粒再分布、爐膛尺寸等因素的影響。
②稀相區床特征
a．根據流體動力學特征，稀相區床是介于湍流床與氣力輸送之間的一種氣固流動狀態。
b．對于通常采用的具有因體顆粒篩分特性的稀相區床，其氣體速度大致在7～12m/s，固體顆粒容積份額約0．1～0．04，在這樣的氣固兩相連續流中，有一定量的固體顆粒作向上或向下的聚集運動，使稀相區床呈現出固體粒子的不均勻懸浮特性，從而使稀相區床懸浮密度在爐膛的縱向和橫向分布產生差異。
c．造成固體顆粒懸浮密度縱向分布特征的主要因素是在床南方向上存在的輸送梯度。造成稀相區床空隙串橫向分布特點的主要原因是在床的橫向截面上，固體顆粒存在橫向運動及固體顆粒在床中的內部循環。