循環(huán)流化床鍋爐原理課件(編輯修改稿)
2025-09-11 21:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 高溫時的流體動力特性研究結(jié)果尚很欠缺，有待進(jìn)一步深化研究。 三、影響臨界流化風(fēng)速的主要因素分析 臨界流化風(fēng)速與床料粒徑、密度和流化氣體的物性參數(shù)有關(guān)。 溫度的影響 圖 232中系列 1~8為厄貢計算式計算的結(jié)果，系列 9為浙江大學(xué)計算式計算的結(jié)果。從圖中可以看出，在大粒子 (2~5mm)范圍內(nèi)，兩類計算式結(jié)果相近，故認(rèn)為可信。同時可看出，隨溫度升高，臨界流化風(fēng)速呈上升趨勢。這是因為顆粒所受曳力與氣體的密度和粘度有關(guān)。粘度越大或密度越大，曳力越大，所需臨界流化風(fēng)速就越小。當(dāng)溫度升高時，氣體粘度變大，密度變小，但粘度變化對流化風(fēng)速影響較小，最終因氣體密度下降，須提高風(fēng)速才能保持相同的曳力。 顆粒粒徑的影響 當(dāng)其他條件不變，只是顆粒的平均粒徑變化時，由浙大計算式推出其臨界流化風(fēng)速之比值 即床料的當(dāng)量直徑增大時，臨界流化風(fēng)量就隨著增加。 顆粒密度的影晌 當(dāng)其他條件不變，只是顆粒的密度變化時，由浙大計算式推出其臨界流化風(fēng)速之比值 即顆粒密度增大時，臨界流化風(fēng)量也隨著增大。 5 8 2121)()(??????????ddduduqmfmfd5 2 2121)()(???????????????mfmfuuq3 循環(huán)流化床燃燒與 爐內(nèi)傳熱 . 三種類型的燃燒 (1)動力燃燒：當(dāng)溫度較低時，化學(xué)反應(yīng)速度較慢，物理混合速度較快，燃燒速度取決于化學(xué)條件，既溫度的高低，這種燃燒稱為動力燃燒，或燃燒處于動力區(qū)。 (2)過渡燃燒：在過渡燃燒中，化學(xué)反應(yīng)速度與內(nèi)部擴散速度相當(dāng)，氧氣在焦碳中的滲透能力不強，接近外表面處的小孔消耗了很大部分的氧量。 (3)擴散燃燒：在擴散燃燒過程中，傳質(zhì)速度遠(yuǎn)低于化學(xué)反應(yīng)速度。由于化學(xué)反應(yīng)速度很快，傳質(zhì)速度相對較慢的氧量在剛到達(dá)焦炭外表面就被化學(xué)反應(yīng)消耗，這種工況常見于大顆粒焦炭的燃燒。 循環(huán)流化床煤粒的燃燒過程 由于爐內(nèi)溫度低，且煤顆粒直徑相對較 粗，燃燒方式不同于鏈條爐固定床。所以煤粒 進(jìn)入燃燒室后大致經(jīng)歷了四個連續(xù)的過程： (1)煤粒被加熱和干燥 (2)揮發(fā)分的析出和燃燒 (3)煤粒膨脹和破裂 (一級破碎 ) (4)焦炭燃燒和再次破裂 (二級破碎 ) 及炭粒磨損 一、加熱和干燥 新鮮煤粒被送入流化床后立即被不可燃的大量 灼熱的床料所包圍并被加熱到接近床溫，被加熱干 燥，把水分蒸發(fā)掉。加熱速率在 1001000℃ /s的范 圍。影響加熱速率的因素很多，其中之一為煤的粒 度。 粒度越大，其表面和中心達(dá)到 800℃ 的時間間隔 越長。 二、揮發(fā)分的析出和燃燒 揮發(fā)分的第一個穩(wěn)定析出階段在 500600℃ 之 間，第二個穩(wěn)定析出階段在 8001000℃ 之間。揮發(fā) 分的精確含量和構(gòu)成受多種因素的影響。 對于細(xì)小微粒，揮發(fā)分的析出非常快，無須循 環(huán)返送爐內(nèi)。大顆粒的揮發(fā)分的析出及在爐內(nèi)的分 散摻混要慢得多。且很大一部分在爐膛中部燃燒。 實際上揮發(fā)分析出和燃燒是重疊進(jìn)行的。 三、焦炭燃燒 燃燒工況由燃燒室的工作條件和焦炭特性 決定： 動力控制燃燒 此時，化學(xué)反應(yīng)速率遠(yuǎn)低于擴散速率。 過渡燃燒 此時，化學(xué)反應(yīng)速率和擴散速率相當(dāng)。 擴散控制燃燒 此時，傳質(zhì)速率遠(yuǎn)低于化學(xué)反應(yīng)速率。 四、煤粒的膨脹、破碎和磨損 一級破碎： 煤粒中析出的揮發(fā)分有時會在煤 粒中形成很大的壓力而使煤粒產(chǎn)生破碎。 二級破碎： 當(dāng)焦炭在動力燃燒或過度燃燒工 況時焦炭內(nèi)部的小孔增加，削弱了焦炭內(nèi)部 的連接力。當(dāng)連接力小于施于焦炭的外力時，焦炭 就產(chǎn)生碎片。 磨損： 較大的顆粒與其它顆粒機械作用產(chǎn)生 細(xì)顆粒的過程。 循環(huán)流化床的燃燒區(qū)域與燃燒份 一、燃燒區(qū)域 對于采用高溫氣固分離器的循環(huán)流化床鍋爐，燃 燒主要存在于三個不同的區(qū)域，即爐膛下部密相區(qū) （二次風(fēng)口以下），爐膛上部稀相區(qū)（二次風(fēng)口以 上），高溫氣固分離器區(qū)。 采用中溫氣固分離器的循環(huán)流化床鍋爐只有爐膛 上下部兩個燃燒區(qū)域。 爐膛下部密相區(qū)有一次風(fēng)將床料和加入的煤 粒流化。燃料的揮發(fā)分析出和部分燃燒也發(fā)生在該 區(qū)域。該區(qū)域充滿灼熱的物料，是一個穩(wěn)定的著火 熱源。也是儲存熱量的熱庫。 在爐膛上部區(qū)域，被送到上部區(qū)域的焦炭和 一部分揮發(fā)分在這里以富氧狀態(tài)燃燒，大多數(shù)燃 燒在這里發(fā)生在這個區(qū)域。 被夾帶出爐膛的未燃盡的焦炭進(jìn)入高溫旋風(fēng)分 離器，該處的氧濃度很低，且焦炭顆粒停留時間很 短，所以焦炭在此燃燒份額很少。 循環(huán)流化床鍋爐中的焦炭的燃燒模式分為三 類，主要發(fā)生的燃燒區(qū)域也不完全相同。 細(xì)顆粒焦炭燃燒 尺寸小于 。燃燒區(qū)域大部分在爐膛 上部的稀相區(qū)，也會有少量在高溫分離區(qū)內(nèi)燃燒。細(xì) 顆粒焦炭在
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