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循环流化床CFB锅炉燃烧技术是我国低热值燃料规模化利用的最佳方式。目前我国已有2台660MW，1台600MW和46台350MW超临界CFB锅炉投入商业运行，规模国际最大，其中350MW超临界CFB锅炉应用最广。
随着环保压力日趋增大，CFB锅炉机组的污染物排放面临新的挑战，如当CFB机组出现故障时，经常采用的方法是机组解列，后锅炉压火处理，故障解除后，锅炉可以迅速热启动。但在压火过程中，可能会发生料层温度下降快、蓄热少及污染物排放超标等问题，对电厂的安全、环保以及运行构成威胁。
当前，对CFB锅炉压火过程的研究，大多数学者仅关注实践操作以及经验总结，对压火过程CFB锅炉温度、氧量、流场变化以及污染物排放的研究较少。
近日，太原理工大学金燕教授团队联合清华大学的科研人员，以350MW超临界CFB锅炉为研究对象，对CFB锅炉压火过程进行现场试验和数值模拟，得到了锅炉压火过程中的流场、温度变化、氧量变化以及污染物排放数据。
研究选用的350MW超临界CFB锅炉为超临界参数变压运行直流炉，锅炉型号为SG-1208/25.4-M4605，采用循环流化床燃烧方式、单炉膛、汽冷式旋风气固分离器、一次中间再热、平衡通风、固态排渣。锅炉主要由悬吊全膜式水冷壁炉膛、汽冷旋风分离器、回料系统以及后烟井对流受热面等组成。
基于CFB锅炉实际压火操作，对CFB锅炉进行压火数值模拟，主要分为4个阶段：阶段1为负荷100MW稳定工况阶段；阶段2为停止给煤机和石灰石输送阶段；阶段3为炉膛温度降至约970K时，停止一次风机和高压流化风机；阶段4为炉膛温度降至约920K时，停止二次风机和引风机。
结果发现，超临界CFB锅炉模拟结果与实测数据具有良好的一致性，模拟准确地预测了炉膛的压力、温度以及气体组分分布，压力平均误差为5.6%，温度平均误差为2.3%，O2浓度的平均误差为6.3%，NOx浓度的平均误差为5.7%，SO2浓度的平均误差为8.5%，验证了数值模型的准确性。
压火过程，锅炉进入密闭状态，炉膛底部床料静止后出现了分层现象，底部床料85%为下层床料，下层床料堆积高度约为1米。
床料分层影响最大的因素是颗粒粒径，下层为大颗粒床料，平均颗粒粒径为1.2mm，中层为小颗粒床料，平均粒径为0.5mm，上层床料所占质量分数仅为5%，掺杂了大颗粒和小颗粒，颗粒处于悬浮状态，在密闭炉膛内悬浮高度保持不变。
这项研究得到了国家自然科学基金资助项目、山西省高等学校科技创新项目的资金支持。成果以《超临界CFB锅炉压火特性现场试验与数值模拟》为题（点击查看）于9月23日进行了网络首发。
锅炉主要部件几何尺寸
不同阶段颗粒流场变化
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