注：本文发表在《煤矿现代化》2004年增刊上
22cccc山东华聚能源股份有限公司 张兴顺 苗因德 张士海 王传山
摘要：布风板的设计、调试是循环流化床锅炉燃烧是否能安全、稳定的关键技术之一。合适的布风阻力是获得良好流化质量、稳定燃烧的前提，风帽式布风板是最广泛的应用形式。本文介绍了钟罩式风帽的阻力计算和在调试、运行中调整的实例。 关键词：布风板 阻力 风帽 调整
1、布风板和风板阻力的重要性
循环流化床锅炉作为一种清洁高效燃烧技术在国际上被广泛认可，其以燃料适应性广，燃烧效率高，氮氧化物排放量低、负荷调节范围大等显著特点被广泛应用。流化床燃烧的物理特性也就是气—固流态化的过程，尤其是循环流化床的物料流动介于湍流和快速流化之间，布风板的作用十分重要，要求固体颗粒要充满整个上升段空间，物料和气体之间相对
速度较大，并且使颗粒有强烈的、良好的混合。物料良好的流化质量是循环流化床稳定、高效燃烧的前提。要获得良好的流化质量，必须保证布风板有适当的阻力，一是给通过布风板的气流以一定的阻力，使在布风板上的气流均匀密集的分配，避免形成床料“死区”，并使风帽小孔出口气流具有较大的动能，和物料产生强烈的扰动和混合，另外，风板阻力也不能太大，即一次风的阻力损失不能太大，否则将带来电耗和风机容量的增加。因此，布风板的设计、调试是循环流化床锅炉燃烧是否能安全、稳定的关键技术之一。
2、钟罩式风帽的优点及应用
现在使用最广泛的布风板形式即风帽式布风板，一般有风室、孔板、风帽和浇注料层组成（见图1）。本文以哈尔滨锅炉厂最新引进的应用于220t/h和440t/h循环流化床锅炉的大直径钟罩式风帽为例，介绍布风板阻力的计算和在试运过程中的调整。
大直径钟罩式风帽，由穿过孔板的内管和钟罩式风帽外套两部分组成（见图2），一次风由风室均匀分布到通过布风板的风帽内管（Φ51×7mm）中，透过内管上部小孔（Φ6～8mm）喷出，获得较大的速度和动能，再经过均匀分布在钟罩上部径向分布的四个小孔（Φ16mm）喷出；布风板上的风帽小孔相对冲安装，布风板的阻力来自于风帽各部分的阻力。
这种风帽采用添加了Cr和Si的耐热铸铁精密铸造而成，具有以下特点：
1）内管设计合适阻力（400mmH2O),使布风均匀，调节性能好，运行稳定。
2）外帽小孔风速低，降低风帽间的磨损。
3）外帽与内管螺纹连接（点焊固定防松），便于检修。
4）运行时风帽不易堵塞，物料也不会漏入风室。
5) 使用寿命长，耐磨损。
6) 整体布风均匀,保证床内流化良好,避免床料堆积而引起结焦。
3、架构调整风帽阻力的计算草甘膦母液
哈尔滨锅炉厂在为华聚能源南屯分公司改造的1#锅炉中使用了上述风帽。该锅炉为在原沸腾炉基础上改造的40t/h循环流化床锅炉，每小时耗煤量10327.4kg/h，理论空气量为3.219Nm3/kg。
1）、经布风板的总风量为：V=Bp·Vo·α·β （公式1）
=10327.4×3.219×1.2×0.5=19946.34 Nm3/h
其中：α——过量空气系数；取1.2
β——临界标度指数，取0.5
T——进风温度，取179℃
其中：S——空气流通面积；
N——风帽个数，该锅炉为198。
将风帽内管流通面积、内管小孔总流通面积、风帽外套小孔总流通面积代入公式3得出各部分风速如下：
a、风帽入口风速：ωk=V`/S管式直线电机k=43.09m/s
b、风帽内管小孔风速：ωn固体啤酒 =V`/Sn =73.738 m/s
c、风帽出口风速：ωw =V`/Sw =57.6 m/s
3）、阻力计算：ΔhFABS-034 =ξ·ω2/2g·γ·K-1 （公式4）
其中：
ξ——为阻力系数（经验值），风帽入口、风帽内管小孔、风帽出口分别取0.5、1.3和1
γ——风渣比，取1.2881
K-1——温度修正系数的倒数
将2）中的风速带入上式得出：
a、风帽入口阻力：Δhk=368.172Pa；
b、风帽内管小孔阻力：Δhn=2802.8557Pa；
c、风帽外套及出口阻力：Δhw=1315.587Pa；
所以，风帽总的阻力既布风板阻力为：
Δh=Δhk＋Δhn+Δhw=4486.66 Pa
4、调整实例
该锅炉在调试时，发现风板阻力曲线高于理论值；点火试运后，一次风机运行到电流最大值，风机出力29000Nm3/h，布风板阻力高达10000Pa，床温高居1100℃，锅炉出力达不到额定负荷。后分两次采取了如下方法，将布风板阻力逐渐下调：
1）、将钟罩外套反旋3周，使风帽内管上沿和风帽外套流出一定空隙，使部分空气流从上部喷出，这样增大了内管向外套之间的空气流通面积，减少部分阻力，经冷态试验得出，布风板阻力下降了近2000Pa，一次风机出力可以达到额定出力33000Nm3/h，锅炉基本上能正常运行，但床温比设计值偏高。
2）、利用锅炉消缺的时机，将所有风帽的钟罩外套小孔进行了扩孔，将小孔直径Φ16mm扩大为Φ18mm，降低了外孔的风速和阻力，通过试验，布风板阻力在风机最大风量时降到6700Pa，接近理论值，锅炉可以正常稳定运行，各参数在设计范围内，锅炉出力和燃烧效率达到设计要求。调整前后的布风板阻力曲线见图4。
5、结论
大直径钟罩式风帽具有整体布风均匀,床内流化良好,安装检修方便，不漏渣耐磨损的优点，不仅适用于大型循环流化床锅炉，也可以应用于中小型循环流化床锅炉，但在设计时应认真计算风帽阻力，并在冷态调试时做好布风板阻力曲线，和理论值进行比较，以便采取适当方式进行调整。
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