近些年，循环流化床锅炉发展迅速，很多大型制造企业都投入了大量研发资金，商业化水平持续提升。由于大部分企业技术保密，目前还没有公开的设计方法，大部分企业只能采用老旧设计思想理念，甚至沿用鼓泡床概念，无法保证设计质量，为此本文围绕循环流化床锅炉设计方法展开研究探讨。
1循环流化床设计方法的重要性分析
经过多年的研究发展，循环流化床锅炉开始进入商业化发展阶段，这个过程暴露出大量的问题，由于理解研究不够深入，沿用错误的设计原则及思想，导致锅炉出现性能缺陷，早期产品存在以下缺陷问题：第一，蒸汽流率不达标。由于设计缺陷，导致循环流化床处于一个低负荷运行状态，运行时燃烧时温度超标，特别是密相区。在高温环境下，出现结渣的现象，无法保证给煤率，导致设备无法达到设计要求。第二，燃烧效率较低。虽然消耗大量的燃料，但是无法保证燃烧效率，灰烬中仍然含有大量可燃物，热损失超高。第三，磨损严重。在循环流化床运行期间，会对尾部受热面造成损害，引发严重磨损现象。引发上述问题的主要原因在于分离器设备，运行时无法保证分离效率，产生大量细颗粒，进入烟道后产生磨损问题，同时还会飞走未燃烧完全的可燃物，降低燃烧效率。
近些年，循环流化床设计开始注重分离器，但是没有形成统一的设计概念，出现了燃烧室高度增加、没有考虑不同燃料特性、尾部磨损严重、气固两相流状态取舍等，为此需要加强对其设计方法的研究，才能解决上述问题。
2循环流化床内的气固两相流动研究
2.1循环床气固两相流动
在循环流化床运行期间，内运动呈现出一定规律，颗粒会出现聚集、团聚的现象，随着重量、体积不断增加，就会产生较高自由沉降终端速度，在气流帮助下呈现出吹上去、逆流向下两种趋势。如果向下流动，则会产生相对速度，重新拆分成细小的颗粒，在气流帮助下向上，聚集后沉降，形成内循环。
在重复上述过程时，会产生热量、质量交换，在四周产生粒子团，而中间位置则是向上运动趋势，逐渐增强内循环，让炉内温度更加均衡，在温度为850℃的条件下，可以瞬间加热燃料及脱硫剂，一方面可以提高燃烧效率，远远超过鼓泡床，另一方面还可以进行脱硫反应，保持最佳温度，持续开展内循环，拥有良好脱硫效果。此外，在这种内循环状态下，可以保持受热面传热效果，让水冷壁受热面处于向下运动区域，保持较高粒子浓度，拥有传热、减少磨损等优势。
2.2物料平衡理论及其应用
（1）分离器效率的要求。循环流化床锅炉在运行中要保证一定的循环量，这就对分离器的设计提出了要求。在评价分离器设计的优劣时，它的分级分离效率而非总体分离效率是考察的关键。在一定的气体表观速度下，在可扬析颗粒的粒度分布中，至少要有某个粒径范围的颗粒的分离效率达到100%。这个粒径范围内的颗粒将成为循环灰中的主体。它在炉内物料中占有主要的质量份额。如果分离器的分级分离效率对于任意粒径的颗粒都不能达到100%，那么使用该分离器的循环流化床锅炉内将不可能形成正常的物料循环，锅炉将无法正常运行。（2）床压降的要求。床压降反映了炉内的物料量。在一定的来料粒度分布下，反映了循环量的大小。同样地，循环流化床锅炉的正常运行需要合理的床压降。如果床压降过低，说明循环量不够，这样就会造成稀相区吸热量不足，密相区床温过高，不能保证额定负荷。如果床压降过高，一方面辅机的能耗太高，影响电厂效率，经济性比较差；另一方面，过大的循环量会造成严重的磨损，使锅炉的可用性大大降低，不利于锅炉的长期正常运行。因此，选择合理的床压降是十分必要的。该数据通常根据经验选取，一般在8000-10000Pa。
3循环流化床锅炉设计方法研究
3.1定态设计概念
循环流化床锅炉在设计的时候，设计人员应该在满负荷的条件下，选定一个固定的状态，对锅炉进行结构参数的设计。在这个固定的状态下，锅炉的循环量应该是固定的，根据这个循环量和锅炉所要求达到的额定参数，通过调节锅炉的结构参数，一二次风比例等运行参数，使设计的锅炉达到要求的参数和效率。定态设计所确定的态需要通过一定的手段来达到，如分离器效率、回送性能、提升段速度等结构性能以及成灰特性等燃料性能来实现。在宏观上，这个确定的态又表现为床存量床质量等。定态设计的依据可以归结到循环量上，用循环量这个参数从整体上来代表这个状态。
3.2定态设计参数选择
在进行定态设计时，首先要选定定态的参数。在这些参数中，锅炉的循环量是由物料平衡决定的，无法人为控制，因此可作为确定量。循环量定义为单位时间内循环物料的质量流率。不同容量锅炉的烟气量是不同的，进而推广为烟气中固体物料的携带率，单位是kg/m3。循环量的大小间接反映了炉内的物料浓度。对于结构参数一定的锅炉，在给定的容量下，其循环量是一个定值。当燃料改变时，虽然烟气量可能发生变化，烟气中的固体物料浓度也会相应地发生改变。
4结语
综上，近些年人们越来越关注循环流化床燃烧技术，但是设计方法还不够完善，缺乏设计导则及相关理论，本文选择气固两相流动作为欺辱堤岸，展开研究探讨。在设计期间，应当选择特定的态展开研究，一方面确定受热面及设备，另一方面检查各项指标，确认是否达到之前选定的态，同时注意留有一定的裕度，这样才能为操作者提供便利，运行时科学选择态，调节给风量及其他参数，才能保持锅炉高效运行，达到设计要求，经过验收后表明该设计方法可行。
参考文献
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