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1、循环流化床锅炉基础知识循环流化床锅炉基础知识技术问答题1、流态化的基本定义是什么？答：气体或液体以一定速度穿越固体颗粒层时，当气体或者液体对固体颗粒产生的作用力与固体所承受的其它外力相平衡条件达到后，就形成气固两相或液固两相混合介质的类似于纯液体流动的流态化现象，这一现象就称为气固或液固两相流介质的流态化。在工业应用的场合下，一般多指气固两相混合两相介质的流态化过程，传统意义上以垂直方向上的流态化现象为主。最近的研究表明，各层截面受限范围内还在存在水平流化湍动过程，同样也是非常重要的一个方面。2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种？颗粒状态如何？答：从狭义角度讲，物料达到临界流化点后流化的形
2、成有五种，即散式流态化、鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化。其中鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化四种方式统称为聚式流态化。从广义的角度讲，固定床和气力输送也可以归入流化状态的种类，因此广义上有七种，如图 1-1 所示，其速度范围和基本特征见表 1-1。不是在任何情况下都能够观察到表中所列的各种形式。因为这些形式之间的过渡点不仅取决于气固系统的特性，也取决于其它条件。Vmf 和 Vmb 只取决于气体和固体的性质，Vms 取决于床直径和床的深度，Vt 取决于颗粒进入床的速度。如果床的直径小到足以产生腾涌，Vk 则与床的直径有关，在许多气固系统中，Vmf 与 Vmb 基本相等，散式流态
3、化通常是观察不到的。与引起相反，大多数液体流化床在正常操作条件下只能观察到散式流态形式。对于浅的或大直径的床层，或者是已经达到最大稳定气泡尺寸的系统，鼓泡方式有可能直接过渡到湍流方式而不会出现腾涌。表 1-1 床层不同流化方式的基本特征速度范围 方式基本特征0VVmf固定床颗粒静止，气体从间隙中流过VmfVVmb 散式流态化床层平稳，均匀地膨胀；上部有一个确定的界面；颗粒有一些小幅度的运动；颗粒聚集的倾向很小；存在很小的压力波动。VmbVVms 鼓泡流态化布风板附近形成空穴，主要由于合并而长大，并升至床面。床面是确定的界面，周期性地有气泡破裂穿出；有一个较明显辐度的压力波动。VmsVVk腾涌气
4、泡充满床体截面的大部分；床面以某种有规律的频率上升、破裂；存在较大、有规则的压力波动。VkVVC湍流流态化小气泡和颗粒群来回运动；上表面难以确定；压力仅有小幅度的波动。VCVVt快速流态化床面难以直观确定；颗粒飞出床的上部并由床底或接近底部的新加入的颗粒所代替；集中在靠近壁面处的颗粒团向下运动，整床内的气体和分散的颗粒一起向上运动；在不变的给料速率下，由于 V 的增加使颗粒愈加稀薄。VtV 气力输送 流化风速上升到一定水平时，气体对颗粒的携带作用足以克服颗粒所受的重力，颗粒随气体流动而流动。但是，颗粒在空间的浓度又不足以引起明显的颗粒间相互作用和团聚。这种状态称为气力输送。颗粒尺寸越小，密谋越
5、小、表面粗糙度越大，则相对的气力输送最小速度越低。3、什么是气固流态化？答：在流体介质的作用下，固体颗粒表面表现出流体的宏观特性，称为流态化。如果该流体介质为气体，则生成的流化状态即为气固流态化。流化床锅炉中固体燃料的燃烧是以空气为流化介质的，因此流化床锅炉内的流化即气固流态化。4、什么是柱塞流态化？答：如果鼓泡床的深度与直径比较大，气泡上升合并，长大到几乎占据整个床层的截面，气泡上部那部分床层，会象活塞一样被气泡推举上升，然后颗粒从柱塞的顶部向下降落，最后柱塞消散，而由下向上另一个柱塞形成，重复上述过程。这种床层内部稳定脉动、依次重复的流动现象，称为“柱塞”流动。很多场合下，人们更多地称这种
6、现象为“节涌” 。5、什么是湍流流态化？答：鼓泡床在气流速度增大到一定程度时，床中大气泡完全消失，破碎成小的空隙，气流夹带固体颗粒以曲折线路身上急速运动穿过床层，原来连续的乳化相弥散成了颗粒团或颗粒带，大量的固体颗粒被夹带到床层上部，原来悬浮段内的固体颗粒深度大大增加；床层阻力波动大到最大值后开始下降；床层表面已很难确定，性质和大小不同的颗粒团体和气流团紊乱运动，流化运动进入“湍流流态化” 。6、影响物料与受热面换热的因素有哪些？答：对鼓泡床的受热面而言，影响床层与受热面间换热的主要因素有：物料的流化速度，物料粒度分布，物料自身的原始物理特性，床层温度，受热面的表面温度，受热面的布置方式和几何
7、尺寸。对循环流化床而言，物料对垂直受热面换热的控制因素为：床温，颗粒当地空间浓度，粒度分布及受热面表面温度。7、什么是颗粒终端速度？答：当固体颗粒在空气中自由下落时，随着下降速度的加快，所受到的空气对颗粒的曳力最终与颗粒所受的浮升力和重力平衡，颗粒下降速度不再变化。此时的颗粒下降速度称为颗粒终端速度。8、什么是空塔速度？答：空塔速度也称空塔流化速度、表观速度、空床速度。其定义为床截面空气的名义速度。此时，在计算中不考虑固体颗粒所占据的体积，认为在整个从布风板到炉膛出口的所有截面和流动空间上，完全被气体介质所占据。实际的流化床锅炉的设计中，一般将循环床上部垂直部分的截面与一、二次风总风量作为计算
8、基准，计算出的截面流速称为该循环床锅炉的设计流化速度。即该流化床的空塔流化速度。目前最常用的流化速度为 3.06.0m/s。用公式可表达为W=Q/A式中 W-流化速度，m/s；Q-总风量；A-床层截面积，m29、什么是耐火浇注料的重烧变化率？答：耐火浇注料施工结束后，经热养生过程所产生的浇注料收缩量变化率，称为耐火浇注料的重烧变化率，热养生后，浇注料收缩，在表面将产生浅层龟裂，但不允许产生贯穿性的龟裂。10、什么是物料的循环倍率 K？物料 的循环过程由哪些过程组成？答：单位时间内 CFB 外循环物料量与入炉固体燃料的比值，称为物料的循环倍率 K，或称 CFB 锅炉的循环倍率。公式表述为 K=G
9、/BG循环物料的质量流速，B燃料的质量流速。物料循环过程由内循环和外循环两部分组成。内循环主要指循环床燃烧室内部流化的物料沿高度自身存在的颗粒上下质交换现象。由于循环床燃烧室边壁效应的原因，沿边壁存在着较为明显的下降流，而燃烧室中心区颗粒上长趋势较为明显。人们从这个现象引申颗粒在燃烧室内的上下质交换为内循环。而烟气携带的物料从燃烧室出口进入循环床分离器被分离后送回燃烧室则称为外循环。11、什么叫钙硫摩尔比？答：通过氧化钙成分与燃料中硫分进行热化学反应生成固态硫酸钙，可以达到脱硫的环保要求。理论上，1mol 硫分反应生成稳定的硫酸钙需要 1mol 的钙。而在实际使用的石灰石脱硫反应过程中，由于反
10、应速率、质交换速率、逆反应等因素，石灰石中 1mol 的钙并不能够将燃料中的 1mol硫分完全反应掉。这样，就把实际所运用的钙摩尔粗线条适当增加，以提高脱硫效率。此时，加入的钙摩尔数与煤中需要脱除的硫分 S之比，称为钙硫摩尔比，用 Ca/S 表示。它越高，表示燃烧设备中石灰石的利用率越低。12、什么是流化床的阻力特性？答：所谓流化床的阻力特性，就是指流化气体通过料层的阻力压降与按床层截面积计算的冷态流化速度之间的关系。对于颗粒堆积一定、厚度一定的料层，其阻力在没有达到初始流化速度时遵循二次方规律的。在达到初始流化速度后，阻力几乎与流化不相关，基本上等于床层物料重力。13、什么是空床阻力特性试验
11、？答：在布风板不铺床料情况下，启动引风机、一次风机，调整一次风量，记录水冷风室压力与炉内密相区下部床压，二者差值即为布风板阻力。根据这些数据绘制冷态一次风量与布风板阻力的关系曲线，通过温度修正，可相应得出热态的一次风量与布风板阻力的关系曲线。14、什么是临界流化速度？临界流化风量是如何确定的？答：料层由静止状态转变为完全流化状态时的最小料层断面空塔速度，称为对应固体颗粒宽筛分和料层厚度睛的临界流化速度，而此时所对应的流化风量即为临界流化风量。在运行料层厚度下，通过冷态试验和热态核算所确定的这一临界风量，也叫最低流化风量，是 CFB 锅炉的一项重要的风量控制指标。15、影响临界流化速度的因素有哪
12、些？答：（1）床料颗粒的宽筛分粒度分布。粗大颗粒越多则流化风速越高，而细颗粒越多则流化风速越低。（2）颗粒静态堆积密度。料层颗粒群静态堆积密度较大者所需要的流化速度越高，较轻的颗粒所需的流化速度越低。（3）布风均匀性较差的流化床达到完全流化所需要的流化速度较高。（4）较高温度睛，空气黏度增大，临界流化速度降低。（5）流化风介质的物理特性。黏度较高、密度较大、压力较高的介质所需要的临界流化速度较低。16、流化床锅炉受热面的磨损形式主要有哪几种？其机理各是什么？答：（1）冲击磨损。冲击磨损是指烟气、固体物料的流动方向与受热面（或管束）呈一定的角度或相垂直时，固体物料冲击、碰撞受热面而造成的磨损，颗
13、粒切身或垂直掠过受热面。（2）微振磨损。微振磨损是指传热条件下传热管与支撑之间产生垂直运动而导致的传热管壁损耗现象。（3）冲刷磨损。冲刷磨损是指烟气、固体物料的流动方向与受热面（或管束）平行时，固体物料冲刷受热面面造成的磨损，如受热面凹凸部分、平台处产生的涡流。17、什么是扬析？答：流态化领域中的扬析专指鼓泡床表面不同粒径大小的颗粒运动行为的差异。那引起终端速度小于床层静观气流速度的细粒子被上升气流带走，从而产生细颗粒从床料混合物中分离的现象；而其中较大尺寸的颗粒，依照原始上抛速度可以脱离料层表面进入悬浮段的某一高度，然后回落到密相区。这一分离过程被称为颗粒的扬析。18、流化床颗粒扬析的机理有
14、哪些？答：（1）气泡在达到料层表面时，把表面处的颗粒相升举，形成波浪形的不稳定料层表面。（2）当气泡在界面上突出到某个高度时，气泡破裂，把被长举的颗粒向上、向处抛入床上面的空间，并在其间产生气流脉动。（3）相邻与相随的气泡在料层表面处会发生聚合或分裂，气泡爆破时会相互影响，给予逸出颗粒初始动量，颗粒轨迹三维方向上呈随机运动状态。（4）气流的携带力使具有初始动量的颗粒继续上升，而颗粒自身重力和已回落颗粒的碰撞作用却力图使颗粒从气流分离出来并回落到料层表面。（5）发生扬析现象后，较细微的颗粒随气流携带出，而粗大一些的颗粒只能在上升到某一力学平衡高度后脱离气流返回料层。19、什么是夹带？答：在流态化
15、领域夹带专指在上升气流作用下，所有终端沉降速度小于气流上升速度的颗粒被上升气流携带，以一定的速度随气流运动的现象。20、产生夹带的原因有哪些？答：夹带的根本原因是气体的上升速度超过颗粒在静止气体中的自由沉降速度。（1）由于气泡内的压力高于料层表面，当气泡到达料层表面时，因破裂将气泡顶部的一层颗粒喷入悬浮空间形成扬析。（2）此时，气泡尾涡相对滞止的颗粒群和气泡的上升流速高于周围烟气平均流速，使得气泡在到达料层表面爆破后，这些尾涡颗粒群被喷入悬浮空间。（3）对于自由上抛的颗粒，如其自由沉降速度小于气体上升速度时，颗粒会继续上升运动形成夹带。而自由沉降速度大于气体上升速度的颗粒，上升运动到一定高度后
16、，最终会回落到床层，不能参与夹带。21、循环流化床锅炉流化料层类似流体的性质有哪些？答：（1）浮力定律。密度小于料层表观密谋的物体会浮在料层表面；而密度高于料层表观密度的物体在床内会下沉。（2）液面特性。密相区及其界限以下的沸腾床面保持一定水平分界表面，保持容器的形状。（3）小孔射流。在流化床侧面开孔，流化床固体物料象流体一样射流，离料层上表面越近，射流距离越小，越靠近流化床试问，射流距离越大，也可以从底部流出去。（4）液柱原理。流化料层内部任意点上的静压力的数值计算，可以表述为1=+2式中 h该点上方距离料层表面的高度，m 沸腾层范围内料层气固两相介质密度，kg/m32料层表面附近的炉内烟气
17、侧压力同样的料层厚度睛，料层压差随着料层表凤密度的变化而成正比例变化；同样的料层表观密度下，褡差压随着料层厚度的变化而成正比例变化。（）连通效应。几个流化床询问连通后，床层表面高度形成自然平衡分布，保持同一水平高度。无论循环流化床锅炉布风板和料层内的燃烧室询问或侧面如何倾斜、凹凸，料层表面始终在流态化过程中保持水平，当停止供风时，料层静止后，如水面一样平。（）压力多样性。进入涨势料层内任意一点的压力具有三维颁布的多向性，即该点颗粒随的静压在任何方向上都是一致的，与液体原理一样。（）均匀混合的颗粒自然分布特性。处于流化过程的料层，完全处于强烈的物料均匀混合状态，颗粒群被非常均匀地分布在整个料层之
18、中。而相对粗大的颗粒如同沸腾液体的底部残渣一样，限制在下部靠近布风板处作小范围的布朗运动，构成所谓的“黏滞层” 。而绝大多数颗粒已被整体分散，形成气固两相流态化。22、固定床的特征是什么？答：固定床的特征是在燃烧层内的固体颗粒基本处于静止不动状态，气流从颗粒间隙中渗透性流过。期间只有极其微小份额的微小细微碎末燃料和细灰被拾到悬空部分。23、湍流床的特征是什么？答：（1）料层流化速度相当高，已实现料层的湍流流化状态，使料层内部气泡消失，变成细碎的气流进入悬浮段。（2）相当多的细微颗粒在湍流流化中已经具备逸出料层界面的条件，构成浓度很高的悬浮段颗粒群，使得密相区与稀相区之间的界面很模糊，颗粒弥散于
19、整个炉膛内部空间浓度场呈上稀下浓状况，颗粒尺寸自下而上逐渐减小。（3）由于颗粒的强烈混合、撞击，以及较高浓度的传热传质过程，使得炉膛内部温度场非常均匀，形成较高的传热系数。（4）燃烧份额按照密相区料层、稀相区悬浮段和循环返料体系三大部分分配，使料层内部的燃烧份额大大降低。（5）外置分离器所构建的循环返料体系是湍动床维持物料平衡的必要条件。24、什么是密相气力输送？其特征是什么？答：在快速流态化的基础上继续增大流化风量或减少床料加入量，床内颗粒浓度将变稀，床内颗粒呈上下均匀分布状态，此时即为密相区气力输送。其特征是单位高度料层的压降不随料层高度的变化而变化。25、什么是稀相气力输送？其特征是什么
20、？答：在密相气力输送的基础上继续增大风速，就转变为稀相气力输送。其特征是增大风速后，由于摩擦压降随风速增大而增加，促使料层压降上升。26、什么是异重流化床？其特点是什么？答：所谓的异重流化床，是指由密度差异较大的不同颗粒组成的流化床系统。在由密度不同的颗粒组成的流化床系统中，床内颗粒沿高度的分布将主要受床内颗粒密度的支配，即密度大的颗粒将趋于在料层下部分布，而密度小的颗粒将趋于在料层上部分布，尽管它们的粒度有时要比密度大的那部分料层下部颗粒还要大一些。27、什么是快速流化床？答：循环床中上部区域达到快速床状态的循环床称作快速循环流化床。达到快速床的基本条件是参与物料循环的细物料床存量达到一个最
21、低限度（即极限床存量） 。第二个基本条件是风速要达到该粒度床料的最小快床起始速度。达到快速床状态的循环床，其特征在于床上部要有颗粒团形成。28、什么是循环流化床锅炉？答：循环流化床锅炉一般泛指以流化床形式运行的燃烧室，出口带气固分离器，可将分离的固体物料把返送回燃烧室的装置。按照目前国际公认的观点：循环流化床锅炉应当指燃烧室内的流化形态为快速床或至少在燃烧室中上部为快速床太太的流化床，为维持快速床的物料平衡，燃烧室出口必须设置气固分离器和物料返送装置。29、循环流化床锅炉的特点是什么？答：（1）循环流化床内部的流化形态由下部的鼓泡床与中上部的快速床复合构成。其物料平均粒度仅为 0.2mm 左右
22、。运行中的循环床不再有鼓泡床那样清晰的界面，固体颗粒组成的物料充满整个上升段空间很难区分密相区和稀相区的分界线。物料浓度沿床高呈指数型分布，其浓度取决于燃烧室内细物料的床存量。（2）循环流化床的流化速度选取在该循环床物料平均粒度颗粒的最小快床起始速度以上，一般为 46m/s。（3）气体与颗粒或颗粒团间产滑移速度较大。（4）循环床上部沿床高存在强烈的物料返混，颗粒团不断形成和解体。循环床下部为鼓泡床，垂直水平混合均很强烈。（5）燃烧室内沿高度燃料燃烧份额按照指数分布。一般来说，燃料粒度小，燃料挥发分含量高，则燃烧室上部燃烧份额大。（6）循环倍率的提高，增加了固体物料在炉内的停留时间，尤其是对细颗
23、粒燃料的反复燃尽大有好处。（7）强烈的颗粒传热传质过程，会形成良好的气固两相流混合均匀性，使得整个上升段内温度分布均匀。（8）在不同负荷状态下，炉内物料分别呈鼓泡床、低倍率鼓泡床、湍流床和快速床几种流化过程状态。30、循环流化床锅炉在运行中要遇到哪几种流态？答：循环流化床锅炉在运行中要遇到四种流态。（1）压火过程中，物料处于固定床状态；（2）启动和低负荷过程中，锅炉实际运行在鼓泡床状态；（3）在达到中负荷或高负荷时，循环流化床锅炉锅炉上部处于快速床状态，下部处于鼓泡床状态，炉膛上、下部温度基本均匀，循环倍率显著提高。（4）当运行中出现物料不平衡、煤质变化或瞬间温升过快时，会出现大一次风量运行情
24、况。此时如分离效率下降、物料补充不及时，便会出现密相、稀相气力输送燃烧，这时锅炉接近于煤粉炉运行工况。31、什么叫起始流态化？答：气流通过物料床层速度增加到一定值时，气流对颗粒的曳力达到颗粒所受重力。此时，床层微微膨胀，颗粒可以在原有位置自由转动，但尚不能移动。通过料层任意两个截面的压降与此两截面间单位截面上的颗粒和气体的质量之和相等时，称为起始流态化。32、什么叫流化极限风速？答：当流化床的颗粒流态化过程转变为气力输送时，相应措施的截面气体平均速度称为流化极限风速。33、什么是流化料层的阻力特性？答：所谓流化料层的阻力特性是指空气通过料层的阻力与按截面积计算的冷态流化风速之间的关系。34、什
25、么叫气泡相？答：鼓泡床的料层内，固体颗粒浓度很底的区域，其行为类似于上长的气泡，称为气泡相。35、什么叫乳化相？答：鼓泡床局部区域颗粒浓度较高，但是仍然含有少量气体，其行为类似液体，称为乳化相。36、什么叫分层？答：当宽筛分床料中细颗粒含量缺少时，会出现料层流态化下较粗颗粒沉底、较细颗粒上浮的床料自然分配状况，这种现象就称为料层的分层。37、什么叫节涌？答：在床料被流化过程中，当一次风流化形式主要以“气泡”形式在床料中向上运动并在上部小气泡聚集成大气泡时，气泡尺寸等于容积的截面尺寸。当气泡向上运动到某一高度时崩裂，气泡中所包含的固体颗粒喷涌而下，料层由于气泡运动所引起的波动达到最大，这种现象叫
26、节涌。38、流化床内的压力分布反映了什么？答：流化床内的压力分布在一定程度上反映了床内物料质量（即平均粒度）和物料循环量的大小。39、影响循环倍率的运行因素有哪些？答：影响循环倍率的运行因素很多，主要有以下几个方面：（1）分离器的效率，燃料粒度，燃料含灰量，燃料的成灰特性，灰颗粒的磨耗特性对循环倍率有决定性影响。（2）锅炉负荷的影响。随着机组负荷的降低，即锅炉蒸发量的减少，锅炉整体风量和烟气流速必然降低，促使循环流化床锅炉循环倍率也相应地降低。40、循环流化床锅炉的物料平衡指的是什么？答：循环床的燃烧室、分离器和返送装置构成的循环系统，就物料而言，是一个开口系统。物料平衡指的是包括燃料灰分、焦
27、炭脱硫剂及添加剂在内的固体糜烂在炉膛、分离器和回料装置组成的系统中形成的动态平衡。41、循环流化床锅炉内的颗粒大致可分为哪三种形式存在？答：（1）第一种是较粗大的硬颗粒，构成了床料的组成，主要在料层内停留，形成快速翻滚与流态化料层燃烧，不易被破碎成细微颗粒扬析，最终以底渣的形式排到炉外。这部分颗粒的尺寸一般为0.28.5mm。（2）第二种是中间尺寸的细颗粒，它作为中间载体，构成了循环流化床锅炉的循环物料，这部分颗粒的尺寸一般为0.070.2mm。（3）第三种是经过多次循环燃烧破裂、磨损形成的或直接送入炉内的更加细小的细微颗粒，它作为飞灰，从炉膛和旋风分离器出口直接排出锅炉燃烧段，进入尾部烟道被
28、除尘器所捕捉，这部分颗粒的尺寸一般小于 0.1mm。42、床料层中各物理因素对临界流化风量的影响有哪些？答：（1）料层堆积高度对临界流化风量（风速）影响较小。料层厚度增加时，料层阻力显著增加。（2）料层的当量平均粒径增大时，临界流化风量（风速）增大。（3）料层中颗粒密度增大时，临界流化风量（风速）增大。（4）流体物理性质的影响。流体的运动黏度增大时，临界流化流量减小。料层的温度增高时，临界流化流量明显减小，热态下的临界流化风量（风速）约为冷态下的 1/41/5。43、在循环流化床锅炉中，固体颗粒起什么作用？答：（1）燃料颗粒作为燃烧反应物，成为产生热量的基础。（2）脱硫剂石灰石颗粒作为脱硫反应
29、物质与 SO2 反应，完成炉内脱硫。（3）在良好的流态化过程中，颗粒在炉内形成强烈垂直与横向传质和热交换过程，使床内温度分布均匀。（4）通过颗粒的快速、高频率布朗运动和定向滑移，提高颗粒与受热面之间的接触概率，使传热能力极大地增强，使得炉膛内水冷壁的热流增加，事实上增大了区域内的传热系数。（5）流态化两相流介质在构成循环流化床锅炉料层、悬浮段和循环的三大区域内，产生了高效的高温区域固体颗粒与空气介质氧气的有效接触与混合，产生快速热解、挥发分与焦油的着火与燃烧、焦炭粒子的着火与燃尽过程，强化了炉内燃烧，提高了燃料燃尽率。（6）外置流化床换热器、INTEX 换热器和冷渣器内的细灰热流，直接构成了对
30、其内部受热面核心作用的固相接触型传导热过程。44、煤粒在流化床内的破碎的主要原因是什么？答：煤粒在流化床内的破碎分为一次爆裂破碎和二次燃烧碎裂。燃料颗粒进入循环床，在热颗粒环境下被环境下被快速加热，煤颗粒中的挥发分析出，诞生颗粒的内压，如果内压超过颗粒强度承受能力，刚颗粒发生爆裂。别处，颗粒形状的不稳定性，使得颗粒局部受热升温不均匀，产生热应力，也是颗粒一次爆裂的基本原因。挥发分析出一次爆裂完成后的焦炭颗粒在后续的燃烧过程中，由于燃烧的非均匀性及颗粒之间的物理碰撞，焦炭颗粒会继续碎裂，这种碎裂称为燃烧碎裂或一次破碎。45、影响磨损速度的主要因素有哪些？答：烟气、物料的流速；烟气中物料的浓度、粒
31、度及硬度；被磨损元件的表面形状、硬度；物料与被磨损元件的相对运动方向。影响最大的因素是气流的速度，磨损与速度的三次方成正比。46、流化床中煤粒的破碎和磨损有什么区别？答：流化床中煤粒的破碎是在瞬时无规则地发生的，而磨损却长期较规则地遍布于颗粒所涉及的每一炉内区域。尽管破碎和磨损都能产生细颗粒，介破碎和磨损不是同一现象。破碎与挥发分的析出有关，是由挥发分析出时造成的内部压力、热应力、和冲击力所引起的，也可因为颗粒的连接“骨架”被烧断而发生，破碎产生的炭粒一般将保留在床料内；而磨损则是由于煤粒间的相互摩擦，以及煤粒对其他固体物质或燃烧室壁面的摩擦引起，它导致细粒从炭粒上分离下来，磨损产生的炭粒很快
32、会被扬析掉。47、床温对煤粒破碎特性的影响是什么？答：床温主要是通过影响挥发分析出过程的快慢而对煤粒的破碎特性产生影响的。随着床温的升高，煤粒的破碎程度加剧。这是由于床温升高后，粒子内部有更高的压力梯度。48、煤的热解过程指的是什么？答：煤的热解过程是指煤粒受到高温加热后分解并产生大量气态物质的过程，热解产物由焦油和气体组成。49、煤的热解一般可分为哪几类？答：就煤的热解过程所涉及的环境因素而言，一般煤的热解可分为两类：在惰性气氛中加热时煤中挥发分的析出过程，如煤的液化、炼焦过程等均属于此类；在氧化气氛中加热时煤中挥发分的析出的过程，如煤的燃烧过程初期经历的热解就属于此类。50、影响煤热解特性
33、的因素有哪些？答：煤的热解特性除与煤种本身反应性质有关外，还显著地受到加热速率、环境压力、煤粒尺寸及煤粒内部结构特性的影响。51、煤粒在流化床内的热解过程有哪两个典型特性？答：煤粒在进入高温流化床后，受到炽热床料的快速快速加热，首先是水分的蒸发，然后当煤粒温度达到热解温度时，煤粒发生脱挥发分反应。由于热解的作用，颗粒物理化学特性发生急剧的变化，对有些高挥发分煤，热解期间将伴随一个短时发生的拟塑性阶段，即颗粒在热解期经历了固体转化为塑性体，又由塑性体转化为固体的过程。52、挥发分的析出对煤的着火性能有哪些影响？答：挥发分析出过程对煤种着火性能有两方面的影响：大量挥发分的析出并燃烧，反过来加热了煤
34、粒，使煤粒温度迅速升高；挥发分的析出也增加了焦炭的孔隙率，改变了焦炭的反应活性。因此，挥发分含量越高的煤，其着火性能也就越好。53、煤粒在流化床内的热解过程具有什么特性？答：挥发分析出主要有两个稳定阶段，第一个稳定析出阶段在500600范围内，第二个稳定析出阶段在 8001000范围内。煤粒在流化床内热解过程具有典型的两阶段析出特性，即低温的高速挥发分析出阶段及高温的缓慢析出阶段。挥发分高速析出阶段的持续时间在 10s 左右，因不同煤种而异。并且粒径越大持续时间越长，挥发分总量中的大部分在该阶段析出。而第二阶段，即高温的缓慢析出挥发分阶段，主要以 H2O 为主，并且持续时间很长，有时可达数分钟
35、之久。根据煤粒在流化床中的燃烧过程，可知在挥发分析出的后期，焦炭燃烧和挥发分析出将重叠发生。54、为什么说小粒度比大粒度更易着火？答：通常，由于小粒度与氧气产单位质量的接触面积较大，且在同样的流化速度条件下，其颗粒的运动活泼程度很高，形成了更加强烈的传热与传质过程，所获得的与灼热物料进行热交换的机会比大颗粒大了许多，容易产生快速温升。因此，一般小粒度煤粒比大颗粒更易着火。55、焦炭颗粒的燃尽取决于什么条件？答：焦炭的颗粒的燃尽取决于颗粒在炉膛内的停留时间和燃料特性所决定的燃烧反应速率。焦炭颗粒在炉膛内部的停留时间越长、燃烧反应速率越高，颗粒就越容易燃尽。颗粒的燃烧反应速率是由颗粒本身的化学反应
36、活性决定的，活性越高，反应越快。提高炉膛温度、增加循环倍率、改善炉内配风方式、适当提高有效高度和减小颗粒粒径，可以提高低反应活性燃料的燃烧速率；减小颗粒粒径，可增大焦炭颗粒的燃烧反应表面积，提高燃烧反应效率；提高循环倍率，增加颗粒的反复燃烧次数，间接成倍增加反应时间；而炉膛调度的提高，可以增加内循环效率并直接增加颗粒在炉膛内的停留时间；改善炉内配风方式，可以促进颗粒横向水平流化湍动，实现分级送风，增加氧气穿透作用，消除贫氧区，优化炉内空气动力场，达到提高颗粒燃烧效率的目的。56、焦炭颗粒的燃烧速率受到哪些因素的影响？答：焦炭颗粒的燃烧速率受到颗粒外部流动边界层传质阻力，气相主流区氧含量、焦炭颗
37、粒内孔隙率（即颗粒内传质阻力）和焦炭颗粒温度四个因素的影响。57、CFB 燃烧份额的定义是什么？答：CFB 燃烧份额是指 CFB 燃烧室各个区域中燃烧过程释放的热量占整个炉内燃料总量释放热量的百分比份额。58、影响密相区燃烧份额减少的因素有哪些？答：以下因素可以明显减少密相区燃烧份额：（1）流化风速的增加。流化风速增加时，大量的细微被抛散到悬浮段部分，造成空间可燃物浓度显著提高和悬浮段温度上升，使上部的燃烧份额也随之增加。（2）料层厚度降低。料层减薄后，扬析作用强化，使料层的蓄热 能力和捕捉颗粒效果增加减弱，降低了料层本身的燃烧份额。（3）燃料中细微颗粒过多。细颗粒增加时，悬浮段可燃物浓度增大
38、，使参与悬浮段与循环过程物料增多，降低了料层燃烧份额。（4）床温降低。床温降低时，燃料燃烧反应速度下降，推迟了料层燃烧物的反应过程，形成燃烧后移现象。（5）烟气再循环的使用。烟气再循环使得料层的氧气含氧量显著下降，在同样的床温、料层条件下，限制了料层内部燃烧量，使其燃烧份额下降。（6）燃料挥发分含量增加会使燃烧份额上移，相对密相区燃烧份额会降低。59、流化床锅炉结焦的形式有哪几种？答：结焦的直接原因是局部或整体温度超出灰熔点或烧结温度。依此标准，常将结焦分为高温结焦和低温结焦两种。另一种叫渐进性结焦。60、什么叫高温结焦？答：当料层或物料整体温度水平高于煤质变形或熔融温度时所形成的结焦现象。高
39、温结焦的基本原因是料层含碳量超过了热平衡所需要的数量。61、高温结焦的特点是什么？答：高温结焦的特点是结焦面积大，焦块硬度高，区域之间互相边片甚至波及整个床面。从高温焦块的表观来处，基本上是熔融状态冷却后的坚硬焦块。其内外部包含相当多的琉璃质光滑焦状积瘤，冷却后呈深褐色，质坚块硬，并夹杂一些熔融过程的爆破气孔，不易被外力破碎。此时，仅有很小比例的料层区域出现松散低温焦，局部焦块可以看出一些原来颗粒的形状。62、什么是低温结焦？答：当料层或物料整体温度水平低于煤质变形温度，但局部超温而引起的结焦现象。低温结焦的基本原因是局部流化不良使局部热量不能迅速传出。63、低温结焦的特点是什么？答：低温结焦
40、的特点是结焦仅波及炉内料层、分离器、返料器、冷渣器等局部范围，焦块硬度较低，区域之间互相的连片程度较差，结焦区域焦块松散。从低温焦块的静观来看，色泽与正常床料的基本颜色接近，可以明显地分辨出原来的颗粒形状，彼此松散地黏结在一起，而不是高温结焦那样熔化成不定性组织形态。另外，低温结焦的料层块状物种，分层现象明显，可以清晰地分辨出深黑色的富煤区域夹层和砖红色、灰色的纯灰区域，在外力的击打下容易破碎，低温焦块质地松散，密度要比高温焦块小一些。64、产生结焦的主要原因是什么?答：（1）布风板及其部分体系设计、插、投诉制造安装质量不好，布风严重不均匀，风平衡关系较差。（2）固体燃料存在大粒径的粗大颗粒，
41、无法形成良好的流化料层，产生底部弱流化黏滞层，造成结焦倾向。(3)风门挡板开关位置不正确、严重的布风板漏灰、漏渣或操作员误操作，产生风量或风压偏离正常值，不能形成良好的料层流化。(4)一次风机跳闸，很容易结焦。在热态运行、严重缺水后的紧急停炉处理或者在压火过程中，当炉温来不及降至合适温度且烟气氧量小于 16时，一旦突然意外或主动地跳闸，就容易结焦。(5)燃料特性突然发生变化，造成结焦。这一过程主要是指由低热值燃料瞬间变化为高热值燃料，没有来得及减少给煤量，造成温升过快，料层温度瞬间达到结焦温度，出现结焦。(6)耐火浇注料脱落，淡、沉降在料层内影响流化，产生结焦。(7)启动前没有很好地清理布风板
42、风帽，使得局部耐火浇注料涂层、安装胶带或其它异物堵塞了一部分风帽小孔，布风板下部风帽根部过渡管内壁通道，严重影响流化效果。(8)一次风机出口侧膨胀节突然爆裂，或者出口段风道漏风太大，都会造成风压风量的缺失，引起结焦。(9)在 CFB 锅炉点火过程中，尤其在床上油枪、木材或木炭点火方式下，很容易在即将形成稳定着火温度之前，由于风量跟踪不合适，使得风量对料层的温度抑制效果没有达到，产生迅速的漫长，造成大面积的料层结焦国。(10)对沸腾炉型的 CFB 锅炉来说，埋渣管布置面积不足，往往也是产生结焦的一个设备性根源。(11)排渣不及时或返料器塌灰，形成很厚的料层厚度，不能够产生良好流化，在燃烧过程中局
43、部固定床燃烧，形成结焦。(12)返料器斜腿后墙给煤方式下，由于密封风、足量的给煤和预热段回料斜腿实际上构成了类似于煤粉炉预燃室燃烧器，很容易一百万局部明火，造成会料口附近结焦。(13)对于灰量很大、灰熔点低且细颗粒居多的高浓度稀相区来说，强烈的脉动性悬浮段燃烧，往往会形成 1100以上的悬浮段和分离器区域的高温，非常容易出现分离器体系的结焦。有时，还可以产生焦块雨状下落，跌落到主料层中，引起主料层流化问题，使之结焦。(14)返料器风源消失时，会产生分离器下部堆灰，引起区域结焦。(15)料层温度未达到正常燃烧温度之前，床上油枪一旦漏油，会渗透到料层中使局部渗透了液态油的颗粒团出现流化问题，而燃油
44、较低的着火温度产生局部燃油爆燃，形成局部结焦。65、CFB 锅炉燃烧过程中燃烧份额的分配与哪些因素有关？答：燃烧份额的分配取决于燃料粒度分布，燃料挥发分含量循环床内的物料浓度分布及一、二次风比例。66、影响 CFB 锅炉燃烧的主要因素有哪些？答：影响流化床锅炉燃烧因素很多，主要有燃煤特性，燃煤宽筛分粒径分布特性，料层厚度，料层的平衡程度，床温水平，物料流化状态，给煤方式，烟风道漏风，燃烧室结构，炉膛出口氧量，一、二次风配风方式，播煤风等辅助风量的控制水平，循环倍率，脱硫剂用量，运行工况的稳定性，炉内空气动力场，气固两相流均匀性和炉膛结构设计合理性等因素。67、在 CFB 密相区，煤燃烧所释放出
45、的热量由哪几部分吸收？答：在 CFB 密相区，煤燃烧所释放出的热量被以下几部分介质所吸收：（1）通过料层和密相区的一次风、二次风、石灰石风、落煤口播煤风、冷渣器回料风形成的热烟气气流所带走的热量。（2）四周水冷壁以及布置在密相区的其它汽水系统受热面所吸收的热量。（3）J 阀回料口返回的循环灰带走的热量。（4）密相区持续上升颗粒所携带的热量。（5）布风板排渣口排出的炉渣所带走的热量。（6）入炉燃料、脱硫剂（石灰石）加热、燃烧与反应教程中所消耗的热量。68、入炉煤粒度对流化床锅炉的燃烧有哪些影响？答：入炉煤的粒度直接影响到炉内的物料的粒径大小和分布，因此，对流化床锅炉的燃烧具有较大的影响，具体产生
46、影响如下：（1）原煤粒度分布异常时，会造成燃烧室配风异常。由于料层临界流化风速随粒径的增大而增加，随粒径的减小而降低。因此，粒径过大时，二次风率下降，造成一、二次负配风方式偏离合理的运行工况，形成配风不良，影响燃烧效率和环保排放；而粒径过小时，不易形成料层稳定，配风敏感性增加。（2）原宽粒度分布异常时，会造成料层流化程度的变化。粒径过大时，同样一次风量的条件下，局部流化会不良，局部床温升高，易发生床内结焦；而粒径过小时，料层流化增强，床温降低，容易发生灭火。（3）原宽粒度分布异常时，会造成磨损加剧。粒径过大时，一次风量的增加使粗大颗粒浓度增加，会加速炉膛下部区域水冷壁、埋渣管、耐火层的磨损；而
47、粒径过小时，又会产生悬浮段密相区颗粒浓度上升，形成上部炉膛内部受热面的磨损加剧。（4）原煤粒度分布异常时，会造成飞灰和灰渣含碳量的增加。细颗粒居多时，造成大量的未燃尽细小颗粒碎末逸出，增加了飞灰可燃物含量；而粗大颗粒居多时，料层颗粒可燃物燃尽率降低，灰渣含碳量增加。（5）原煤粒度分布异常时，会造成炉内各段受热面的传热分配关系严重失衡。细颗粒居多时，循环倍率增加，炉内吸热量加大，后续对流烟的对流换热减小，容易出现低汽温；粗大颗粒居多时，循环倍率下降，炉内吸热降低，后续对流换热增加，容易出现高汽温。（6）原煤粒度分布异常时，会造成床温异常。一般情况下，细床料料层温度偏低，床上点火困难且易灭火，低温
48、结焦倾向明显；而粗大颗粒料层温度偏高，高温结焦倾向明显。（7）原煤粒度分布异常时，会造成循环倍率显著变化。粗大颗粒居多时，循环倍率下降；细小颗粒居多时，循环倍率增加。（8）原煤粒度分布异常时，会造成炉内颗粒浓度变化。颗粒过细时，炉膛悬浮部分浓度增加，颗粒过粗时，料层密度增加。69、CFB 锅炉冷态空气动力场试验目的是什么？答：通过测定流化床锅炉的空板阻力和料层阻力的特性试验，初步判断和检查布风板的布风均匀性，确定不同的料层厚度下的临界状态流化风量、风机电流和对应挡板开度组合，为锅炉的点火启动和热态运行提供参考，确定热态运行时的最低一次风量要求，保证锅炉在完全流化燃烧下的可靠性，防止床面结焦、过
49、量漏渣、流量不均和设备烧损。70、什么叫 CFB 空板阻力？如何进行空板阻力特性试验？答：CFB 空板阻力指的是对应一定的流化风量，布风板所具有的无物料状态下的结构性流化介质流通阻力。随着流化介质风量逐渐增加或减少，绘制出的布风板阻力与流化风量、流化风机电流或挡板开度的对应关系曲线即为 CFB 的空板阻力特性。对于一台 CFB 锅炉来说，主要指的是主燃烧室的流化床锅炉布风板空板阻力。实际上，以对于大型 CFB 机组的返料器、外置换热器和流化床式冷渣器来说，其空板阻力特性试验对于判定这些部位的物料量也同样具有至关重要的意义，往往会直接指导这些附加设备的运行调整。CFB 主流化床阻力特性试验应按照以下步骤和要求进行：（1）首先确保布风板风帽全部彻底得以清理，无堵塞、泄漏和异常安装错误。同时要求所有风门挡板开度指示与内部实际位置对应一致、调节灵敏、定位灵活、关闭严密。（2）风烟系统调节压力、温度指示正确无误，信号一、二次管线无泄漏、堵塞。（3）空板阻力试验至少应当进行两种风量配置状态的试验分析，工况 1 主流化风挡板微开 05，开大点火中心风风门、夹层助燃风风门；工况全开主流化风门，点火中心风风门和夹层助燃风风门微开 05。如有时间所有这三种风门均为全