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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流华北水利水电大学220吨每小时_循环流化床锅炉设计.精品文档.华 北 水 利 水 电 学 院毕 业 设 计 任 务 书 设计题目：220T/H CFB锅炉设计专 业： 热能动力工程 班级学号： 200606528 姓 名: 莫观贵 指导教师： 王爱军 设计期限： 2010年 03 月 22 日开始 2010 年 06月 03 日结束院、系： 电力学院 2010年 3月2日一、毕业设计的目的毕业设计是学完专业基础课和专业课后，检验学生所学知识是否扎实，培养学生解决实际工程问题的能力的主要环节；是走上工作岗位前的必须训练；它是集大学所学知识与一体
2、的综合性设计；是培养学生主动性和创新能力、树立严谨的科学作风和正确的设计思想、努力贯彻国家有关方针政策观念的基本训练。通过毕业设计的综合训练，培养学生实地考察、查阅文献、收集资料的能力；提高学生运用资料综合分析的能力；提高制定合理的设计方案的能力；培养学生深入细致进行设计运算校核的能力，合理运用工具书的能力；提高学生计算机制图的能力。总之，毕业设计后学生应具有独立工作与协同工作的能力，掌握工程设计的基本过程和科学研究的初步方法，真正达到合格本科毕业生的要求。我国是世界上最大的煤炭生产与消费国，煤炭消费占一次能源的比例高达75。在今后相当长时期内，一次能源的消费仍将以煤炭为主。煤炭燃烧产生的灰渣
3、、SO2、NOx 等污染物对环境造成的污染成为一个重要问题。循环流化床锅炉与采用其他燃煤方式的锅炉相比具有锅炉效率高、脱硫效果号、NOx排放量底和燃料适应性广等优点，是国内外近阶段重点研究和开发的有发展前途的燃煤锅炉。通过本次设计，能够进一步理解循环流化床锅炉的工作原理、掌握锅炉的基本设计计算方法和过程。二、主要设计内容1. 计算部分：锅炉传热计算；锅炉结构计算；锅炉热力计算2. 设计部分锅炉本体整体设计（炉膛、旋风分离器、尾部受热面）； 3. 图纸部分（全部采用CAD制图），包括：锅炉本体结构图；工质流程系统图；旋风分离器结构图三、重点研究问题锅炉传热计算过程；锅炉结构计算过程；锅炉热力计算
4、过程四、主要技术指标或主要设计参数1 设计煤种（ 生物质 ）序号名 称符号来源数值单位1收到基水分测量值15.902收到基碳含量测量值38.463收到基氢含量测量值4.694收到基氧含量测量值36.085收到基氮含量测量值1.806收到基硫含量测量值0.107收到基灰分Aar测量值2.968收到基硫酸盐二氧化碳含量测量值09收到基挥发分测量值66.8710收到基底位发热量测量值12396KJ/Kg11收到基CaO含量测量值02石灰石序号名称符号数值单位1石灰石CaCO3含量97.322石灰石MgCO3含量03石灰石水分0.84石灰石灰分1.883锅炉设计参数序号名称符号数值单位1最大连续蒸发量
5、220000kg/h2过热蒸汽压力9.81MPa3过热蒸汽温度5404喷水量10000kg/h5工质流量210000kg/h6给水温度2227热空气温度1728排烟温度1409冷空气温度 22.910锅筒蒸汽压力10.89MPa11给水压力11.43MPa12锅炉排污水流量2200kg/h13燃烧方式循环流化床五、设计成果要求1提交的成果：1) 开题报告1份2) 说明书和计算书1套3) 图纸1套4) 与设计相关外文资料与译文，附在说明书后5) 所查阅的文献2要求：1) 论文或说明书的电子版和打印文档各一份，要求语句通顺，无错别字，排版规范。a) 毕业设计说明书字数不少于4万字，内容包括：前言、
6、目录、中英文摘要（500字以上）、正文、设计计算书、结论、文献阅读、参考文献等。b) 设计计算书应包括：热力计算过程，结果汇总。c) 结论：对所做的设计计算过程及结果进行分析，并对循环流化床的应用前景进行综述。2) 文献阅读：针对本设计查阅的英文资料至少1篇（附上复印原件）译成中文。3) 绘图要求计算机绘图，要提交一份所使用工具本身要求的格式的文件一份、保存成jpeg或gif格式的文件一份，打印图一套。4) 提交的电子文档命名要求：每人的电子文档要求存在以个人的“名字学号”命名的文件夹内，文件夹内应包含word文档、“相关设计图”文件夹和转换成jpeg或Gif格式后的文件夹和相关说明。Word
7、文档的命名采用论文或设计的题目。“相关设计图”文件夹内每张图的命名要反映图的具体内容，用具体的系统名称或设备名称命名。转换格式后的文件夹命名为“转换后图形”。相关说明可用记事本填写，内容应包含所提交的设计结果内容说明。5) 提交电子文档Email:wangaijun六、设计进度1) 寒假放假前一周，开学提前一周，收集资料、阅读并综述文献、开题报告；2) 17周，热力计算；3) 810周，绘图；4) 1112周，编写设计说明书（或论文）；5) 13周，打印说明书及图纸，制作幻灯片；6) 14周，答辩。七、主要参考书目：1 朱国桢，徐洋编著循环流化床锅炉设计与计算清华大学出版社，20042 林宗虎
8、，魏敦崧等编著循环流化床锅炉化学工业出版社，20043 赵翔，任有中合编锅炉课程设计水利电力出版社4 樊泉桂，阎维平编锅炉原理，中国电力出版社，20035 屈卫东，杨建华等编循环流化床锅炉设备及运行，河南科学技术出版社，20016 吕俊复，张建胜等编循环流化床锅炉运行与检修，中国水利水电出版社，20037 党黎军编循环流化床锅炉的启动调试与安全运行，中国电力出版社，20018 锅炉机组热力计算标准 机械工业出版社华北水利水电学院本科生毕业设计（论文）开题报告 2010 年 6月 7日学生姓名莫观贵学号200606528专业热能与动力工程题目名称220T/H CFB锅炉设计（生物质）课题来源模
9、拟主要内容我国是一个资源大国又是一个资源消耗大国，煤炭消费占一次能源消费的比例高达75%。而且,即使到本世纪中叶，我国一次能源的供应仍将以煤炭为主，届时煤炭消费仍将占一次能源消费的50%以上。由此带来的环境问题也日益严重，因此，发展高效洁净的洁净煤燃烧技术已成为我国未来能源发展战略的重中之重。20世纪70、80年代，循环流化床锅炉异军突起，在鼓泡流化床基础上发展起来的循环流化床锅炉，吸收了鼓泡流化床和煤粉炉的优点，又摒弃了鼓泡流化床燃烧效率低、难于大型化等不足，循环流化床锅炉的热效率比常规煤粉炉高，但是由于采用低温分级燃烧和向炉膛内加入石灰石，在燃烧过程中可方便地脱除含硫燃料产生的S02，并抑
10、制NOx生成量，使其具有高效低污染、燃料适应性广等突出特点。循环流化床锅炉就是以最经济的方式解决了能源供应和环境保护两大难题，是当前公认的燃煤技术的重大创新，受到世界各国的普遍重视。由于使用的是纯生物质燃料，不烧煤所以其给料方式，过程也不一样。由于工程燃料特性不一样，对不同燃料采用不同的给料方式：A.对整包燃料，主要采用桥式抓斗起重机对破碎机料斗进行给料，也可以采用轮胎式抓斗给料、桔秆抓草机、装载机等机对破碎机料斗进行给料。B.对于成品料给料方式有两种，一种是通过装载机和桔秆抓草机向汽车卸车沟进行给料，另外一种是可以通过轮胎式抓斗起重机给料向汽车卸车沟进行给料。给料机将破碎后的合格的燃料送入炉
11、膛燃烧。由于使用的是生物质燃料所以不需要脱硫，炉膛温度可以维持在850900之间。循环流化床锅炉与普通锅炉最大是存在不同在两个循环：炉膛内较大的颗粒在向上运动的过程中发生碰撞、团聚，形成大颗粒沿着边壁向下运动，形成“内循环” ；未燃尽的颗粒随烟气流出炉膛，在旋风分离器内被分离，分离出的颗粒可以直接返回炉膛也可以经外置式换热器EHE后进入炉膛，再次参与燃烧，形成物料的“外循环”。由旋风分离器分离出的烟气则被引入尾部烟道，经布置在其中的过热器、省煤器、空气预热器冷却后进入除尘器除尘，通过引风机排入烟囱，进入大气。循环流化床锅炉与其他锅炉相比，具有以下优点：1) 可燃用的燃料范围广,燃料适应性好；2
12、) 在燃烧过程中可以实现脱硫，脱硫效果好；3) 炉膛界面热负荷高，利于向大型化发展；4) 灰渣活性好，便于综合利用，提高经济性；5) 氮氧化物排放浓度低，环境污染小。本次毕业设计的题目是对220T/H CFB锅炉进行整体设计。主要就循环流化床锅炉对燃料的使用、无脱硫工况下排放物的成分及体积的计算。然后对炉膛及尾部受热面进行合理的结构布置，并对汽冷旋风分离器的结构及其相应的烟气、空气流动阻力等内容进行设计计算。本次设计的主要内容具体有：1锅炉传热计算：循环流化床锅炉的灰循环倍率不仅影响燃烧，而且影响传热。炉膛及尾部受热面的传热系数是其热力计算的关键数据，因此本部分将对炉膛膜式水冷壁和汽冷屏的传热
13、系数进行计算，并确定出对流过热器、省煤器、空气预热器的传热面积及其传热系数。2锅炉结构计算：循环流化床锅炉由燃烧系统和受热面组成，燃烧系统的设计主要有炉膛、尾部受热面、分离器和回料器等部分的设计与布置。尾部受热面的设计包括过热器、省煤器以及空气预热器的布置方式及结构尺寸的设计计算。3锅炉热力计算：锅炉计算中的热力计算部分是比较重要的步骤，首先需要进行锅炉机组的热平衡及燃料消耗量的计算，在此基础上进行炉膛及尾部受热面的热力计算。在完成上述部分的计算后，根据煤种对CFB锅炉所需要的风机进行选择，并对风烟系统进行校核、调整。在初步计算成立后对数据进行修正，并计算误差。在核对无误后进行图纸的绘制：包括
14、锅炉本题结构图、工质流程系统图以及旋风分离器结构图的CAD制图。采取的主要技术路线或方法通过一周的搜集整理资料，我对循环流化床锅炉的设计与计算有了更深入全面的认识后，现初步拟定设计及计算步骤如下：1结构及其传热系数的设计1）炉膛内受热面积的计算：炉膛的受热面主要包括膜式水冷壁、汽冷屏，根据二者工作条件的不同，适当选取管材及管子规格，初步布置出所需受热面的大小，并在此基础选取合适的参数计算，分别计算出水冷壁和汽冷屏的传热系数。待热力计算完成后，再进行校核。2）尾部受热面的结构布置：根据工质进出口温度查焓温表，得出焓值变化，利用工质侧或烟气侧热平衡计算方法预先计算若平衡传热量，并根据传热量及尾部烟
15、道的大小合理地布置受热面的，选择恰当的管束布置方式。3）汽冷旋风分离器的结构设计：根据烟气速度的推荐值确定分离器各进出口烟道、筒体、导涡管及竖管的尺寸大小、4）回料器的设计：U型回料器的组件主要有：密封腿、回料器本体和返料腿。其计算内容有：回料器各部件的结构尺寸以及回料器风室压力、配风装置阻力的计算。5）炉膛风室压力的计算：首先可根据床料高度及其堆积密度确定炉膛配风装置上的压力，然后由一、二次风比布置风帽的结构尺寸及数量，求出炉膛配风装置上的阻力，二者之和即为所求炉膛风室压力。2热力计算1）燃料消耗量的计算：首先确定锅炉机组的各项热损失，在热平衡的基础上计算锅炉的热效率、额定符合下所需要的燃料
16、的消耗量。2）炉膛热力计算：根据炉膛燃烧产物热平衡方程式和传热方程式确定锅炉受热面内工质的吸热量以及单位燃料向工质和循环灰传递的热量。3）受热面的热力计算：该部分包括对流过热器、省煤器以及空气预热器三部分，在设计过程中需查阅相关资料（如蒸汽特性表，烟气侧和蒸汽侧放热系数曲线图等），选择适当的参数通过综合计算确定出各受热面总的传热系数K以及对流辐射的吸热量，确定计算误差范围在2%以内，如不能满足，重新布置受热面进行计算。3校核看锅炉本体的结构设计是否合理，风机的选用是否恰当，并进行热力计算数据的修正以及排烟温度、热空气温度、热平衡计算误差的校核，校核后汇总热力计算结果。4绘制图纸包括锅炉本题结构
17、图、工质流程系统图以及旋风分离器结构图，采用CAD制图。预期的成果及形式提交的成果：1） 开题报告一份2） 说明书和计算书1套3） 图纸一套4） 与设计相关外文资料与译文5） 所参考的主要书目时间安排1） 寒假放假前一周，开学提前一周，收集资料、阅读并综述文献、开题报告；2） 17周，热力计算；3） 810周，绘图；4） 1112周，编写设计说明书（或论文）；5） 13周，打印说明书及图纸，制作幻灯片；6） 14周，答辩。指导教师意见同意签 名：年 月 日备注 主要参考文献：1 广东粤电湛江生物质发电项目（2*50MW）工程初步设计。广西电力工业勘察设计研究院，20092 刘德昌，陈汉平，张世
18、红，赫俏等编著循环流化床锅炉运行及事故处理。中国电力出版社，20053朱国桢，徐洋编著循环流化床锅炉设计与计算清华大学出版社，20044 林宗虎，魏敦崧等编著循环流化床锅炉化学工业出版社，2004 5 赵翔，任有中合编锅炉课程设计水利电力出版社，2001 6樊泉桂，阎维平编锅炉原理，中国电力出版社，20037 屈卫东，杨建华等编循环流化床锅炉设备及运行，河南科学技术出版社，2001 8 吕俊复，张建胜等编循环流化床锅炉运行与检修，中国水利水电出版社，2003 9 党黎军编循环流化床锅炉的启动调试与安全运行，中国电力出版社，2001 10 锅炉机组热力计算标准 机械工业出版社 11 岑可法，程东
19、鸣等著循环流化床锅炉锅炉理论设计与运行中国电力出版社，1997 摘 要我国是一个资源大国又是一个资源消耗大国！随着经济社会的发展，为了满足人们日益增长的物质文化需求，为了早日建成小康社会，充足的能源供给是必不可少的。目前，我国的能源结构中，没在一次能源结构中越占75%（随着技术和新能源的兴起这一比例有所下降，但仍处于主导地位）。煤燃烧带来的严重污染使我们付出了沉重的环境和经济代价，甚至危及了后代的发展前景。循环流化床燃烧技术具有高效、低污染的特点，还具有燃料适应性广、燃烧效率高、氮氧化物排放低、负荷调节比大和负荷调节快等突出优点，近年来在我国的到了迅速的发展，结合我国国情发展循环流化床锅炉具有
20、极其重大的意义。本次设计题目为220T/H循环流化床燃烧锅炉。本锅炉设计所使用的燃料为纯生物质，其构成为70%甘蔗叶+15%树皮+15%其他；本介绍了循环流化床锅炉对燃料的要求、锅炉的性能预计、灰循环倍率和循环灰焓在燃烧产物热平衡方程式中的作用、非脱硫工况下的物质平衡与热平衡、炉膛及外置式热交换器传热系数的计算方法，介绍了有关循环流化床锅炉炉膛、气冷旋风分离器以及热力计算过程和相应的烟、空气阻力计算方法等。关键词:循环流化床锅炉生物质 分离器 Abstract China is a country with extensive resources is a resource-consuming
21、 countries!With the economic and social development, in order to meet the growing material and cultural needs, in order to early completion of the well-off society, adequate energy supply is essential.At present, Chinas energy structure, not an energy structure in China and Vietnam accounted for 75%
22、 (with the rise of new energy technologies and this proportion decreased, but still dominant).The serious pollution caused by coal combustion so that we paid a heavy environmental and economic costs, and even endanger the prospects of future generations.Circulating fluidized bed combustion technolog
23、y with high efficiency, low pollution features, also has wide adaptability of fuel combustion, high efficiency, low emissions of nitrogen oxides, load regulation and load regulation than large rapid and other advantages, in recent years in China to the rapid development, the development situation of
24、 China circulating fluidized bed boiler has great significance. The design entitled 220T / H circulating fluidized bed combustion boiler. The boiler design used for the pure biomass fuels, which constitute 70% of the sugar cane leaves +15% +15% Other bark . This introduces the circulating fluidized
25、bed boiler fuel requirements, expected performance of the boiler, ash gray cycle rate and cycle in the combustion products enthalpy heat balance equation the role of, Non-desulfurization condition of mass balance and heat balance, and the external heat exchanger furnace heat transfer coefficient cal
26、culation method, introduced the circulating fluidized bed boiler furnace,Cyclone air-cooled and thermal calculation process and the corresponding smoke, air resistance calculation methods.Keywords: circulating fluidized bed boiler biomass separator. 目 录前 言17设计说明书18一、文字说明部分181. 燃料182.锅炉性能预计183.灰平衡与灰循
27、环倍率193.1 循环流化床锅炉处于最佳燃烧工况时的灰循环倍率194.物质平衡与热平衡194.1 可支配热量194.2 入炉的燃料灰量204.3飞灰份额204.4 燃烧的理论空气量204.5理论水蒸气体积205.燃烧产物热平衡方程式215.1循环灰量215.2 炉膛进口循环灰焓215.3 炉膛循环灰焓增225.4 炉膛有效放热量225.5 炉膛放热份额225.6 烟气的焓增235.7 折算成1kg燃料的分离器循环灰焓增235.8分离器放热份额235.9 炉膛出口过量空气系数246. 炉膛及EHE的传热系数246.1 循环流化床辐射放热系数256.2 炉膛膜式水冷壁传热系数256.3 水冷管外壁
28、温度和管内壁温度25流化床总放热系数：266.5 床密相区对水冷管或汽冷管的传热系数266.6 水冷管外壁壁温266.7 鳍端温差266.8 床密相区对鳍片的传热系数267. 循环流化床锅炉机组热力计算267.1 排烟热损失277.2 固体未完全燃烧热损失277.3 保温系数287.4 灰渣物理热损失287.5 锅炉机组热效率287.6 锅炉机组有效利用热量287.7锅炉机组当量燃烧消耗量297.8计算燃料消耗量297.9燃料消耗量297.10 炉膛燃烧产物热平衡方程式和传热方程式298.炉膛308.1回料器风室压力309.风、烟系统309.1 烟气在标准状态下的灰浓度319.2 实际会浓度3
29、19.3 烟气质量319.4 标准状态下的密度329.5 实际密度329.6 烟气加速突变损失329.7 灰粒加速突变损失339.8 进口烟道本体阻力339.9 烟气加速渐变损失349.10 灰粒加速渐变损失349.11 筒体摩擦阻力349.12 烟气返程阻力359.13 烟气压缩损失359.14 烟气扩张损失：369.15 导涡管烟气沿程阻力：369.16 平面弯头阻力损失：369.17 出口烟道烟气扩张损失：3710.尾部受热面3710.1 过热器3710.2 省煤器3710.2.1 省煤器的作用3710.2.2 省煤器的结构3810.2.3 省煤器的布置3810.2.4 省煤器中的水速3
30、910.2.5 省煤器出口水温的选择3910.3 空气预热器4011.总结41二、数据汇总部分4212.计算结果汇总4212.1 基本数据4212.1.1 设计燃料（生物质）4212.2 燃烧计算4212.2.1燃烧计算4212.2.2烟气体积计算4312.3 220t/h CFB锅炉热力计算4312.3.1 锅炉设计参数4312.3.2 锅炉热平衡及燃料燃烧方式4412.3.3 炉膛膜式水冷壁传热系数4612.3.4 炉膛汽冷屏传热系数计算4812.4 结构计算5012.4.1 炉膛膜式水冷壁计算受热面积：5012.4.2 炉膛汽冷屏计算受热面积5112.4.3 炉膛汽冷屏计算受热面积521
31、2.5 热力计算5312.5.1 炉膛热力计算5312.5.2 汽冷旋风分离器热力计算5612.6 220t/h CFB旋风分离器烟气阻力计算5812.6.0 基本数据5812.6.1 进口烟道入口阻力5912.7 炉膛风室压力计算6612.7.1 炉膛配风装置上压力计算6612.7.2 炉膛配风装置阻力计算6712.8 回料器设计计算6912.8.1 结构尺寸计算6912.8.2 回料器风室压力计算7012.8.3 回料器配风装置阻力计算7012.9 对流受热面设计计算7512.9.1 高温过热器的结构和热力计算7512.9.2 低温过热器的结构和热力计算7812.9.4 主省煤器结构设计8
32、112.9.5 省煤器结构尺寸计算8312.9.6 省煤器热力计算8312.9.7 空预器的校核计算8512.10 锅炉热平衡计算误差校核8713. 热力计算结果汇总88文献阅读及译文89文献阅读89Pulverized Coal Combustion and NOx Emissions in High Temperature Air From Circulating Fluidized Bed89译文96煤粉在循环流化床高温空气下的燃烧与NOx排放96原文102参考文献109附 录110前 言长期以来，我国一次能源消费的比例中煤炭消费一直保持在很高的水平达75%以上，但我国的煤炭消费状况是：
33、环境污染严重且用能效率较低。而且,即使到本世纪中叶，我国一次能源的供应仍将以煤炭为主，届时煤炭消费仍将占一次能源消费的50%以上。因此，发展高效洁净的洁净煤燃烧技术已成为我国未来能源发展战略的重中之重。这将是关系到我国发展前景的大事，近年来世人极度关注气候变暖问题，然而发达国家出于私利并不想承担相应的环境责任，这也是为什么2009年的歌本哈更气候大会进展艰辛的原因。事实证明对发达国家抱有幻想是一个悲剧，因此我们要掌握清洁能源的核心技术，才不会受制于人。循环流化床燃烧技术是目前已基本实现大型化和商业化的清洁煤燃烧技术。由于具有燃烧效率高、污染小、燃料适应性好、负荷调节范围大等优点，在世界各主要工
34、业国家得到大力发展和推广应用。在我国循环流化床锅炉发展的也很快目前容量已达到300MW(1025t/h)的循环流化床锅炉发电厂正在兴建中,国内的用户市场正以几何数量级增长。循环流化床锅炉的热效率比常规煤粉炉高，但是由于采用低温分级燃烧和向炉膛内加入石灰石，在燃烧过程中可方便地脱除含硫燃料产生的S02，并抑制NOx生成量，使其具有高效低污染、燃料适应性广等突出特点。所以综合现状及未来的能源问题，流化床燃烧技术在电力工业及工业锅炉等方面将得到更广的应用。它具有能燃用劣质燃料，能实现经济的床内脱硫等优点，是高效，低污染利用煤炭资源的新技术。本次设计的循环流化床锅炉完全以生物质作为燃料，燃料来源是以电
35、厂周边半径60公里范围内的农林生产和木材加工废弃物作为燃料，因此更具有环保优点。以分离器的形式和整体布置为标准，循环床燃烧技术已经历了三代的发展，设计者认为第三代冷却型紧凑布置的循环床燃烧技术是未来的发展方向。采用第三代技术的循环流化床锅炉除了具有常规循环流化床锅炉的优点外，还具有结构紧凑、占地面积小、钢耗量小、制造成本低、分离器内无磨损等突出优点，因此第三代冷却型循环流化床锅炉将成为燃烧技术发展的主流，并且在大型化方面将发挥其优势。是当前国际上开发研究清洁燃煤新技术的最活跃的课题之一。作为热能动力工程专业毕业生，参与此项课题设计，任务之重，责任之大，深有体会但同时更加倍感荣幸。 本设计对燃煤
36、循环流化床锅炉的工作原理、设计方法、设计计算、流动特性和传热传质特性作了简明扼要的论述和介绍。最后，还对其发展现状和前景作了探讨和展望。设计说明书一、文字说明部分1. 燃料 本设计所使用的燃料使当地产量巨大的甘蔗叶树皮和其他可燃的废弃木材、稻草、树根等。本工程可利用的燃料种类较多，燃料可收集量不同，燃料的手机具有一定的季节性，且生物质燃料含水率的变化较大。为控制入炉燃料的品质，保证机组安全稳定的运行，锅炉设计时燃料按以下原则进行组合：70%甘蔗叶 + 15%树皮 + 15%其他。循环流化床锅炉燃料，床料尺寸，都是重要的运行参数，直接影响燃料的利用以及大气污染物的排放浓度。与煤粉锅炉对煤粉细度有
37、要求一样，循环流化床锅炉对燃料的颗粒尺寸也有一定的要求。只有达到这些要求，循环流化床锅炉才能安全，经济和可靠的运行。在循环流化床锅炉中，由炉膛、分离器和回料器等组成的灰循环系统，目前还没有有效手段对床料进行在线取样和测量。只有当锅炉停运后，才能取得有代表性的床料样。循环流化床锅炉床料颗粒尺寸分布曲线，与燃料颗粒分布曲线，炉膛流化速度，燃料的爆裂度和分离器对各种粒度的颗粒的分离效率等有关。在鼓泡流化床锅炉中，为了降低飞灰含碳量和飞灰份额，曾认为在给煤中应加大粗颗粒份额，以减少固体未完全燃烧热损失。但这个观点对循环流化床锅炉是不适用的。循环流化床锅炉给料颗粒尺寸分布，不仅影响燃烧，而且影响传热。在
38、锅炉设计时，不可轻视这个问题。2.锅炉性能预计由于使用生物质燃料所以锅炉的硫化物排放量会大大减少。设计循环流化床锅炉时，需预估各种大气污染物的排放浓度，以体现锅炉性能。但至今为止，尚没有合适的标准和导则可供参考。唯一可行的是，根据燃料特性，参照试验机组的数据库和商业机组的运行经验，对将要设计的锅炉性能做出估算，以确定各种大气污染物的排放浓度。对未达标的锅炉，需采取适当措施，使其达到锅炉大气污染物排放标准。3.灰平衡与灰循环倍率循环流化床锅炉中，进入炉膛的燃料燃烧成灰，一部分从炉膛底部（床）排出，称为底灰。一部分飞出炉膛，进入分离器，其中小于切割粒径的灰飞出分离器，进入尾部烟道，飞离锅炉，成为飞
39、灰；而大于切割粒径的灰，被分离器分离下来，经回料器返回炉膛再燃烧，称为循环灰。应当指出：由于燃烧，粒子间碰撞和磨损，以及粒子与分离器壁面之间的磨损，使大的灰粒在逐渐减小，当小于切割粒径时，这部分循环灰又成为飞灰。由于循环灰量随时在变化，增加了确定各部分灰的份额的难度。虽然如此，当循环流化床锅炉运行稳定后，在某一时间段内，即灰达到平衡时，还是可以确定各部分灰的份额的，并可由此计算循环灰焓和烟气中飞灰浓度。必须指出，灰循环倍率不是认为选取的，它主要取决于分离器效率和飞灰份额。3.1 循环流化床锅炉处于最佳燃烧工况时的灰循环倍率 (3-1)4.物质平衡与热平衡锅炉燃烧时炉膛内的热量分配，除了燃料的低
40、位发热量外，还有燃料所含水分的吸热量，计算时需把燃料燃烧放出的热量和水分吸收的热量进行加权平均。4.1 可支配热量 = （4-1）式中：可支配热量， ； 受到基低位发热量，kJ/kg.4.2 入炉的燃料灰量 （kg/kg） （4-2）式中：燃料收到基灰分；4.3飞灰份额 =1- （4-3）式中：飞灰份额，%；4.4 燃烧的理论空气量=0.0889（+0.375）+0.265-0.0333 （4-4）式中：理论空气量，； 收到基碳含量； 收到基硫含量；收到基氢含量；收到基氧含量.4.5理论水蒸气体积=0.111+0.0124+0.0161 （4-5）式中：当量理论水蒸气体积，；燃料中的水分，%；
41、燃料中的氢，%；理论空气量，；5.燃烧产物热平衡方程式当燃料及其燃烧所需的空气进入炉膛发生燃烧后，含碳灰粒飞出炉膛，大于分离切割粒径的颗粒被分离器捕集，经回料器返回炉膛燃烧，而小于分离切割粒径的颗粒飞入尾部烟道，成为锅炉飞灰。对循环流化床锅炉而言，大部分灰不是一、二次而是多次反复通过炉膛、分离器或外置式热交换器(EHE)及回料器，这部分灰称为循环灰。5.1循环灰量 (5-1) 式中：循环灰量，kg/h; 计算燃料消耗量，；燃料收到基灰份，%。5.2 炉膛进口循环灰焓 (5-2)式中：炉膛进口循环灰焓，；进入EHE的循环灰分额；进口炉膛循环灰焓增，；EHE出口循环灰焓，。5.3 炉膛循环灰焓增=
42、 (5-3)式中：炉膛循环灰焓增，； 循环灰量，kg/h,见式（51） 计算燃料消耗量，；炉膛出口循环灰焓，,根据其灰温，即炉膛出口烟温炉膛进口循环灰焓，见式（52）5.4 炉膛有效放热量= （5-4）式中：炉膛有效放热量，；燃料收到基低位发热量，；，分别为锅炉机组可燃气体未完全燃烧热损失，固体未完全燃烧热损失和灰渣物理热损失，%；炉膛进口过量空气系数；炉膛进口热空气焓，；回料器进口过量空气系数；EHE进口过量空气系数；冷空气焓，；5.5 炉膛放热份额 X1x （5-5）5.6 烟气的焓增 = （5-6）式中：分离器烟气焓增，；炉膛出口烟焓，；分离器理论烟焓，；5.7 折算成1kg燃料的分离器循环灰焓增 （5-7）式中：分离器循环灰焓增，；分离器理论循环灰焓，；根据表6-1所推荐的,查表8-2中的灰焓；炉膛出口循环灰焓，,根据其灰温，即炉膛出口烟温；循环灰量，kg/h,见式（51） 计算燃料消耗量，。5.8分离器放热份额 （5-8） (5-9) (5-10)式中：分离器放热份额；分离器烟气焓增，；分离器循环灰焓增，；炉膛有效放热量，kj/kg,见式（5-4）分离器烟气焓增份额；分离器循环灰焓增份额；5.9 炉膛出口过量空气系数 （5-11）式中：炉膛出口过量空气系数；炉膛进口过量空气系数；