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第一章 循环流化床锅炉的原理及特点 1

第一节　循环流化床锅炉的原理 1

一、循环流化床的工作原理 1

二、流化床燃烧设备的主要类型 2

三、循环流化床锅炉的特点 3

四、循环流化床锅炉与其他炉型的比较 5

五、循环流化床锅炉的优点及尚需进一步研究的问题 10

第二节　循环流化床锅炉的发展概况 14

一、循环流化床的发展概况 14

二、循环流化床锅炉的发展概况 15

参考文献 24

第二章 宽筛分颗粒流态化的流体动力学特性 25

第一节 宽筛分颗粒特性的决定 25

一、Geldart的颗粒分类方法 25

二、流态化时与宽筛分颗粒有关的特性 26

三、宽筛分颗粒平均参数的确定方法 38

一、颗粒在流化床内的受力分析 41

第二节 床料颗粒在流化床内的运动规律 41

二、颗粒流态化运动的简化过程 44

三、颗粒运动时阻力系数的确定 46

四、宽筛分颗粒流态化时的流体动力特性 49

第三节　气固流态化分类 49

一、气固接触流型 49

二、各类气固流态化特性比较 50

三、各类流态化的过渡原理及准则 56

第四节 临界流化速度及床层阻力特性 66

第五节 流化床的气泡特性 78

一、两相鼓泡理论 79

二、气泡周围的气固运动 80

三、气泡运动的实验测定和定量描述 82

第六节 流化床内颗粒的夹带与扬析 93

参考文献 95

第三章 循环流化床的流体动力特性 99

第一节 从鼓泡流化床到循环流化床的特征分析 99

一、流体动力特性的比较 99

二、传热、燃烧及污染物排放特性比较 104

第二节　循环流化床的局部流动特性 109

一、循环流化床底部加速区 110

二、循环流化床的相结构 110

三、颗粒在循环床上部的运动规律 111

四、絮状物的形成及转化 115

第三节　循环流化床的宏观流体动力特性 117

一、循环流化床内的空隙率分布 118

二、循环流化床的压力分布 122

三、气体速度分布 124

四、二次风的影响 125

第四节　循环流化床内颗粒运动的数值计算 127

一、鼓泡床模型 127

二、拟流体模型 128

三、多流体模型 129

四、颗粒轨道模型 136

第五节　循环流化床内颗粒和气体的混合 138

一、气体的扩散 138

二、固体颗粒的混合 144

一、带隔板的内循环流化床 148

第六节 内循环流化床的流体动力特性 148

二、不均匀布风实现内循环 153

参考文献 154

第四章 循环流化床内的传热和传质 161

第一节　循环流化床下部密相区与受热面间的传热 162

一、循环流化床下部密相区与受热面间的传热机理 162

二、影响循环流化床传热的各种因素 168

三、流化床内受热面瞬时和局部传热系数的分布 176

四、循环流化床内的辐射传热 176

五、密相区内垂直埋管的传热 179

六、密相段水平埋管的传热 183

七、循环流化床锅炉膜式壁和过热器的传热 184

八、湍流床内受热面的传热特点 187

九、快速床内受热面的传热特点 187

第二节　循环流化床上部稀相区受热面的传热 190

一、循环流化床上部稀相区的传热过程 190

二、影响循环流化床稀相区传热的因素 191

三、循环流化床锅炉稀相区的传热试验 196

第三节 循环流化床内颗粒的传热与传质 197

一、流化床内颗粒的传热过程 198

二、影响流化床内颗粒传热的有关因素 198

三、流化床内颗粒传热的准则方程 202

四、颗粒在流化床内的传热模型 204

五、流化床内颗粒与气流的传质 215

第四节 循环流化床内传热数学模型及计算 216

一、半经验的流化床传热计算模型 216

二、循环流化床的传热理论计算模型 222

参考文献 228

第五章 煤粒在循环流化床内的燃烧与气化过程 235

第一节　煤粒在流化床内的燃烧过程 235

第二节　循环流化床中煤的燃烧特性 237

一、煤粒在流化床中的破碎特性 237

二、流化床内煤粒的磨损特性 246

三、煤中挥发分的析出及燃烧 248

四、焦炭的着火与燃尽 269

第三节　循环流化床锅炉的燃烧特性 284

一、物料循环量的表征 289

第四节 物料循环量对锅炉燃烧特性及运行的影响 289

二、运行参数对确定物料循环量的影响 290

三、物料循环量的变化对运行的影响 291

四、有利循环倍率的确定方法 293

第五节　煤泥和煤水混合物的流化床燃烧机理 294

一、煤泥和煤水混合物的流变特性和输送特性 294

二、煤泥和煤水混合物高效低污染流化床燃烧的原则 297

三、异重流化床的流体动力特性 302

四、煤泥和煤水混合物燃烧时的结团特性 305

五、煤泥和煤水混合物的流化床燃烧过程 307

六、煤泥和煤矸石流化床混烧 313

七、单颗煤水混合物流化床燃烧模型 314

第六节　循环流化床内的气化过程 317

一、煤在流化床中的气化动力学 317

二、影响气化过程的诸因素分析 321

三、生物质在流化床中的气化特性 324

四、循环流化床的气化工艺流程及特点 326

五、煤气化计算及模型 333

参考文献 338

第六章 循环流化床内脱硫脱硝机理及排放控制 345

第一节　SOx和NOx对大气污染的影响 345

一、矿物燃料电站有害气体的排放 345

二、有害气体排放的危害性 345

三、各国对粉尘、SO2和NOx的排放控制标准 346

第二节 煤燃烧过程中SO2析出动态特性及石灰石与SO2的反应过程 347

一、煤燃烧过程中SO2析出的动态特性 347

二、脱硫剂的选择 351

三、石灰石在流化床内的煅烧过程 355

四、石灰石在流化床内的脱硫机理 363

第三节 影响循环流化床脱硫效率的各种因素分析 366

第四节　循环流化床的脱硫模型 372

一、单颗粒脱硫剂反应模型 372

二、反应器模型 379

第五节 煤在循环流化床内燃烧过程中NOx及N2O的形成机理及排放的动态特性 382

一、NOx的生成 382

二、N2O在流化床内的形成和还原机理 386

三、燃料氮转化的反应动力学 388

第六节 循环流化床内氮氧化物的排放及其影响因素 396

第七节 同时降低循环流化床SO2和氮氧化物排放的措施 403

参考文献 405

第七章 循环流化床锅炉的启动和运行 414

第一节　循环流化床的点火启动 414

一、床层升温过程 415

二、不同粒径的颗粒在点火过程中的作用 416

三、床下点火的机理和实现方法 416

四、分床启动技术 419

五、点火时需注意的几个方面 421

六、循环流化床锅炉的启动步骤 423

七、影响循环流化床锅炉启动速度的因素 424

第二节 循环流化床锅炉的正常运行 425

一、循环流化床锅炉正常运行的经验 426

二、关键参数的运行控制 429

三、正常运行和变负荷运行 430

四、压火及压火后的再启动 432

五、循环流化床的运行监测、保护和自动控制 433

六、控制系统及调节手段 434

一、煤种变化的影响 436

第三节 参数变化对循环流化床运行的影响 436

二、给料粒度和水分的影响 437

三、过量空气系数变化的影响 439

四、流化风速变化的影响 440

五、循环倍率变化的影响 442

六、静止床高与床层膨胀的影响 443

七、床温的影响 444

八、负荷变化时各种参数的变化 445

九、其他因素的影响 447

参考文献 449

第八章 循环流化床锅炉的总体设计 452

第一节　循环流化床锅炉的炉型选择 452

一、循环流化床锅炉的炉型分类 452

二、循环流化床锅炉炉型的对比及选择 459

第二节 循环流化床锅炉的放大问题 460

一、循环流化床锅炉的模化 460

二、循环流化床锅炉的放大 462

一、燃料特性的影响 465

第三节 循环流化床锅炉设计时主要热力参数的确定 465

二、颗粒粒径的确定 467

三、脱硫剂粒径及Ca/S摩尔比 468

四、物料平衡 468

五、热量平衡及能量分配 469

六、流化风速及热负荷的选择 470

七、床温的选择及控制 471

八、循环倍率及分离器效率的确定 472

九、其他热力参数的确定 473

一、炉膛的结构设计 474

第四节　炉膛的设计 474

二、循环流化床内的燃烧份额分布 477

三、添加脱硫剂对设计的影响 479

四、水循环 479

五、蒸汽参数对受热面布置的影响 480

六、一二次风配比及二次风的位置 480

七、炉膛的设计步骤 481

一、尾部受热面的热量平衡 482

二、过热器和再热器的设计 482

第五节　循环流化床过热器及尾部受热面的设计 482

第六节 老式锅炉改为循环流化床锅炉 484

参考文献 490

第九章 循环流化床的气固高温分离机构 494

第一节 高温飞灰分离的要求及形式 494

一、分离及回送对循环流化床锅炉的重要性 494

二、根据循环倍率确定所要求的旋风分离器的分离效率 494

三、分离效率的变化对循环流化床锅炉运行的影响 496

四、高温飞灰分离器的形式 497

一、旋风分离器的主要形式及尺寸 498

第二节　高温旋风分离器 498

二、影响高温旋风分离器分离特性的有关因素 502

三、高温旋风分离器分离机理 507

四、高温旋风分离器的其他形式 519

五、循环流化床旋风分离器的设计与耐火材料的铺砌 545

第三节　惯性分离器 552

一、惯性分离器分类 552

二、烟气转弯的惯性分离器 553

三、百叶窗式分离器 555

四、撞击式分离器 560

第四节　多级分离 574

一、多级分离简介 574

二、多级分离试验研究 576

参考文献 578

第十章 固体物料回送装置 583

第一节 固体物料回送装置的形式及结构 583

一、固体物料回送装置的作用及分类 583

二、可控式非机械阀的工作原理 585

三、通流型非机械阀的工作原理 586

四、气力输送阀的工作原理 587

第二节 固体物料回送装置的试验研究 588

一、固体颗粒循环回路的压力平衡 588

二、循环物料量的测量方法 589

三、几种常用的物料回送装置的试验 593

第三节 固体物料回送装置的设计计算 601

一、立管的设计计算 601

二、L阀的设计计算 603

三、流动密封阀的设计 604

第四节　流化床换热器 605

四、循环流化床物料回送装置设计的一些特殊要求 605

参考文献 608

第十一章 循环流化床关键部件的设计 612

第一节　布风装置的设计 612

一、布风板的重要性 612

二、布风装置形式及结构 612

三、其他形式的布风装置 618

第二节 给料装置的设计 622

一、常用给料机的种类 622

二、流化床给料装置的设计和布置 623

三、给料方式对流化床燃烧过程的影响 630

第三节　点火装置的设计 633

一、国内有代表性的流化床点火启动方式及实践 633

二、国外的流化床点火启动方法 638

三、床下热烟气点火的理论计算 639

第四节 高温灰渣冷却装置的设计 647

一、高温灰渣冷却器的分类及原理 648

二、影响灰渣物理热损失的因素及计算 650

三、高温灰渣冷却过程的传热计算 651

四、流化床式高温灰渣冷却装置的原理及设计 653

五、气力输送式灰渣冷却器 656

六、移动床式灰渣冷却器 657

七、水冷绞笼灰渣冷却器 659

八、流化移动叠置式冷却装置 660

九、几种冷渣方案的技术经济比较 661

参考文献 663

第一节　循环流化床各部位的磨损 665

第十二章 循环流化床锅炉金属件和耐火材料的磨损及预防 665

一、循环流化床锅炉金属件的磨损 666

二、循环流化床锅炉耐火材料的磨损及破坏 670

第二节　影响循环流化床锅炉受热面磨损的各种因素分析 676

一、循环流化床锅炉内物料总体循环形式的影响 676

二、运行参数的影响 676

三、燃料特性的影响 679

四、床料特性的影响 679

五、受热面特性的影响 680

二、金属冲蚀磨损过程 682

一、循环流化床锅炉内受热面产生磨损的原因 682

第三节　循环流化床锅炉内受热面的磨损机理 682

三、循环流化床锅炉炉内受热面的磨损机理 684

第四节 循环流化床锅炉受热面的防磨 686

一、选择适合于流化床使用的防磨材料 686

二、采用金属表面热喷涂技术和其它表面处理技术防磨 687

三、浓相区埋管受热面加防磨构件 688

四、炉膛下部水冷壁与耐火材料（卫燃带）交接处的防磨 689

五、炉内受热面的防磨 690

六、对流受热面的防磨 691

七、高温气固分离器的防磨 691

第五节　磨损的预测及其数学模型 692

一、鼓泡流化床埋管受热面磨损预测模型 692

二、对流受热面的磨损预测 692

三、对流受热面飞灰冲蚀磨损的近似计算方法 698

参考文献 702

一、循环流化床的灰渣量 707

二、灰渣的物理特性 707

第一节　循环流化床灰渣的特性 707

第十三章 流化床灰渣的综合利用 707

三、灰渣的化学特性 709

第二节 流化床灰渣的综合利用 711

一、直接填埋 711

二、用于建材生产 712

三、提取化工产品及稀有金属 721

四、作聚合物填料 724

五、农业上应用 724

参考文献 725

第十四章 循环流化床锅炉的发展前景 726

第一节 循环流化床电站锅炉的现状 726

一、国外一些大型循环流化床锅炉的特性和运行情况 726

二、国内循环流化床锅炉的现状 737

第二节　循环流化床锅炉的发展趋势 738

一、循环流化床锅炉存在的问题 738

二、循环流化床锅炉的最新发展 739

三、循环流化床应用于燃气-蒸汽联合循环发电 746

四、增压循环流化床燃气-蒸汽联合循环技术 749

参考文献 753