风帽小孔喷出口空气速度称为小孔风速。小孔风速大,有利于床层流化、扰动和换热;但阻力大,风机耗电多。一般对粒度为0~10mm的燃煤,小孔风速取35~40m/s,粒度为O~8mm的燃煤,小孔风速取30~3bm/s。密度大的煤种取高值,密度小的煤种取低值。
在小孔风速选定后,可按下式算出风帽小孔总面积
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每个风帽小孔数应取偶数。式(8-1)和式(8-2)可反复计算,以使所有参数均在合理范围之内。由于流化床四周壁面的摩擦力、冷渣管要占据布风面积及进煤口的燃料浓度较高因素影响配风,故为了配风均匀,在这些部位的风帽小孔直径可取得稍大,以使其流化风量相对增加20%左右,所以在实际设计中常采用变开孔率布风板。
确定风帽小孔直径和孔数也可采用开孔率的概念进行设计。开孔率为各风帽小孔总面积
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,与布风扳面积之比。对鼓泡流化床,开孔率一般为2%~3%。床料密度大,煤粒粗可取上限值,反之则取下限。对于循环流化床,由于流化风速高,开孔率可设计得较高。
布风板(花板)的作用是初步分配气流并支撑风帽和耐火隔热保护层。其形状依燃烧室形状而定。为了便于固定,在燃烧室截面四周的布风板尺寸应多留50~100mm。布风板的开孔,即风帽的位置,一般为等边三角形排列。开孔中心距一般为风帽直径的1.5~1.75倍。布风板上,为了能排除大颗粒杂物,应开设冷渣管。如容量为75t/h的循环流化床锅炉的流化床布风板一般有三个冷渣管,图8-65所示为一种矩形布风板的结构及其主要尺寸。
大型循环流化床锅炉采用热风点火并要求启动停炉时间短,变负荷快。为了适应些要求,常采用水冷布风板(见图8-63)。水冷管是由水冷壁管的一部分弯曲延伸构成。水冷管之间焊上的鳍片即形成布风板,可参见图8-68。水冷布风板上的风帽呈顺列布置,风帽间节距要大于传统鼓泡床布风板的风帽节距。其上的风帽可以为定向风帽或猪尾形风帽等。为了避免运行过程中产生汽水分层现象,水冷布风板应与水平方向有一个<15°的夹角,有的锅炉将此夹角选为4°。
布风板的阻力较人.则床的布风较均匀,但风机电耗也较大。要保持稳定的流化状态,布风板阻力需为整个床层阻力(即布风板阻力与料层阻力之和)的25%~30%。
布风板上应有耐火隔热保护层,以免布风板受热曲变形。图8-66示有耐火隔热保护层在布风板上的设置。
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布风装置中风室的作用为连接风道和燃烧室,对其要求均为均与稳压,图8-67示有常见的四种风室形式。图8-67中(a)、(b)、(c)三种风速的均流和稳压效果均不够理想,
一般在容量很小的锅炉上用。较常用的为等压风室,其主要结构尺寸可见表8-2。
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中、大型循环流化床锅炉,为满足启动时高温烟气冲刷的要求,一般采用水冷布风板和水冷风室(见图8-68)。
在采用床下风道燃烧器点火时,水冷风室内壁与水冷布风板下面的需敷设耐火保护层。
由图8-68(a)可见,水冷风室及布风板均由后墙膜式或水冷壁延伸弯制而成,两侧为侧水冷壁的一部分。等压风室进风端无膜式水玲壁,这一结构常用于采用床上启动燃烧器点火的中型循环流化床锅炉。
图8-68(b)为国产配135MW机组的循环流化床锅炉采用的全水冷风室结构。水冷管直径为60mm,风室前部及底部由前水冷壁管拉稀后加焊扁钢组成,两侧为侧墙膜式水冷壁延伸形成。水冷布风板由管径为88.5mm的内螺纹管加扁钢焊接而成。这种风室结构较复杂,用于采用风道燃烧器点火的大型循环流化床锅炉。
风道用以连接风机与风室。风道中风速高,则阻力大、耗电多;风速小,则风通当量直径大,使风道尺寸大且耗材料多。对金属风道,设计时的经济风速为1O~15m/s。
布风装置的另一种形式为密孔板型布风装置。密孔板型布风装置源自链条炉排的布风设备。其中的密孔板即为一个厚15~30mm的固定炉排,板上开有密集的小直孔或上小下大的锥形小孔。小孔成等边三角形排列,孔径通常为∮3mm/∮6mm、∮4mm/∮8mm、∮5mm/∮10mm。小孔风速为15~20m/s,开孔率为10%~15%。布风板一般为狭长形,长宽比为3~10。其阻力只有风帽型的
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,约为300~800Pa,因而所需风机压头低,耗电少。但其布风均匀性和流化质量较差,因而有时在鼓泡式流化床锅炉中采用,其应用不如风帽型广。
图8-69所示为一台鼓泡流化床锅炉中应用的密孔极型布风装置的结构。
由图可见,为使冷灰排放顺利,密孔板略向冷灰口方向倾斜4°左右。
为使布风均匀,将风室分隔成多个,每个风室有单独的进风管和调风门。