循环流化床锅炉
循环流化床锅炉原理

循环流化床锅炉原理
循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉,其工作原理如下:
1. 燃料进料:燃料(如煤、生物质等)通过给料系统进入锅炉。
2. 燃烧反应:燃料在锅炉内被氧气气化和燃烧产生热能,生成的废气和灰分被释放到锅炉内。
3. 燃烧床层:锅炉内的燃料和空气混合物形成一个循环流化床,在床层中形成了固体燃料粒子的循环,同时也形成了气体和固体颗粒之间的循环流动。
4. 气固分离:床层中的气固两相分离,固体颗粒在床层循环,而燃烧生成的气体通过分离器进入锅炉的上部。
5. 固体回流:分离器中的固体颗粒被分离后,一部分被回流到床层继续燃烧,另一部分则通过排渣系统排出锅炉。
6. 热交换:燃烧生成的高温烟气在锅炉的热交换器中与水进行换热,产生蒸汽或热水。
7. 废气处理:通过合适的废气处理系统,对燃烧废气进行脱硫、脱硝和除尘等处理,降低废气对环境的污染。
总体来说,循环流化床锅炉通过循环流化床的形成,实现了燃料和空气的良好混合,提高了燃烧效率;同时通过固体的循环回流,在保持稳定燃烧的同时,降低了燃料的耗损和废渣产生量,提高了锅炉的可持续性和经济性。
循环流化床锅炉的爆燃及预防(三篇)

循环流化床锅炉的爆燃及预防循环流化床锅炉是一种高效、清洁的燃煤锅炉,具有热效率高、排放低的优点。
然而,由于燃烧条件和燃料特性的变化,循环流化床锅炉在运行过程中可能会发生爆燃现象,给设备和人员带来严重的危害。
因此,对于循环流化床锅炉的爆燃及其预防进行深入的研究和探讨,对于确保锅炉的安全运行至关重要。
一、循环流化床锅炉的爆燃原因1. 点火过程不当。
循环流化床锅炉的点火过程需要控制燃料的起燃速度和点火位置,以防止燃烧速度过快,导致爆燃。
2. 进料不均匀。
当循环流化床锅炉的进料不均匀时,容易导致燃烧不稳定,进而引发爆燃。
3. 燃料含硫过高。
硫在燃烧过程中容易生成硫酸和硫酸盐,当燃料的硫含量过高时,会导致床层温度升高,增加爆燃的风险。
4. 低过气分布比。
过气分布比是指燃烧区过剩空气与循环床料比的比值,过小的过气分布比会导致床层温度升高,增加爆燃的可能性。
5. 燃料湿度过高。
湿度较高的燃料会影响燃烧稳定性,增加爆燃的风险。
二、循环流化床锅炉爆燃的预防措施1. 合理安排点火过程。
在点火过程中,应根据燃料特性和锅炉结构合理选择点火位置和点火速度,确保燃烧的稳定性和安全性。
2. 控制进料均匀。
通过合理设计和调节锅炉的进料装置,确保给料量的均匀分布,避免过高或过低的料层厚度,减小爆燃的风险。
3. 降低燃料硫含量。
对于高硫燃料,可以采取降低硫含量的方法,如燃烧前对燃料进行脱硫处理,减少硫在燃烧过程中的生成。
4. 控制过气分布比。
通过调整供风系统,确保燃烧区域的过气分布比合理,避免床层温度升高,减少爆燃的可能性。
5. 控制燃料湿度。
对于高湿度的燃料,可以进行预烘干处理,将燃料的湿度降至合适的范围,提高燃烧的稳定性和安全性。
三、循环流化床锅炉爆燃的处理措施1. 及时停机。
一旦循环流化床锅炉发生爆燃,应立即停机,切断燃料供应和风量,确保人员安全。
2. 排空床料。
在停机后,应及时排空床料,减少床料中的燃料堆积,防止二次燃烧的发生。
循环流化床锅炉使用说明书

ZK-35/3.82-M循环流化床锅炉锅炉使用说明书20-96-0一、循环流化床锅炉简介二、锅炉首次点火启动应具备的条件三、锅炉对燃煤的要求四、锅炉首次点火启动五、锅炉运行中的监视与调整六、锅炉常见故障处理一、循环流化床锅炉简介煤的循环流化床燃烧是近十几年来发展起来的一种新型燃煤技术,是对传统的炉排炉和煤粉炉的一个重大革新。
它对各类煤种的燃烧适应性好,可以有效地燃用褐煤、各类烟煤和无烟煤,也可燃用如树皮、木屑、油页岩、石煤和石油焦等劣质燃料,同一台锅炉甚至可以同时燃用多种然料。
循环流化床锅炉可以通过添加石灰石进行比较简便的炉内脱硫处理,而一般的尾气脱硫技术费用昂贵,难于推广应用,循环流化床燃烧为高硫煤的合理燃用提供了途径,由于燃烧温度低,其NO x排放亦低。
流态化,是指两种不同形态的物质,因相互之间运动速度的不同而造成的一种特定运动状态下的体系。
对于煤燃烧系统而言,主要是指固体颗粒和空气。
这种特定的状态,是指固体颗粒群体在气体作用下具有流体的一些特性,就是流态化。
各种流化床燃烧锅炉,差别主要是燃烧系统,尾部对流受热面与常规锅炉没有根本的不同。
循环流化床燃烧系统主要包括:炉膛、气固分离器和返料器这三个关键部件。
与鼓泡床相比,循环流化床炉膛截面尺寸较小,燃烧分布在整个炉膛容积内,因此炉膛温度上下均匀;炉膛下部仍有一个密度较高的密相区,但不设置埋管受热面,避免了鼔泡床埋管磨损严重的问题;由于炉膛截面尺寸较小,锅炉启动点火更加容易;炉膛上部四周布置水冷受热面,磨损情况比埋管大为改善;燃烧所需一、二次空气分级供入,强化了炉内物料掺混,物料与空气接触更加强烈、均匀,有利于燃烧,同时可使NO x生成进一步减少;被烟气携带出炉膛的物料被一、二级分离器分离后经返料器进入炉膛,物料如此反复循环反复燃烧,排出锅炉的灰、渣含碳量较低,锅炉燃烧效率和热效率较高、煤耗较低;而由于采用上下基本均匀的流化风速,在降负荷运行时,风速降低的裕度大,负荷变化可超过0.4:1,锅炉负荷调节范围较宽;由于进入炉内的煤只占炉内高温循环物料量的5%左右,煤进入炉内很快着火燃烧,锅炉煤种适应性很广。
循环流化床锅炉技术

循环流化床锅炉技术循环流化床锅炉技术是一种高效、环保、节能的燃烧技术。
该技术利用循环流化床的高速气流把燃料物料悬浮在床层中,使其充分混合和燃烧,有效地保证了燃烧的充分程度和热能的利用率。
与传统锅炉相比,循环流化床锅炉具有热效率高、燃烧效率高、废气排放少、灰渣利用价值高等优点,因此在能源领域得到广泛应用。
一、循环流化床锅炉的基本原理循环流化床锅炉是一种利用循环流化床燃烧技术的锅炉,其基本原理是利用高速气流产生的快速搅拌作用,在床层中形成“气固两相流”,使燃料和空气充分混合并燃烧。
在循环流化床锅炉中,床层上方的空气被强制送入到床层中,形成了高速气流,使床层中的燃料物料悬浮在气流中并产生强烈的搅拌,从而形成了“气固两相流”。
床层下方设置有回料装置,将燃烧后的废渣回收到床层中,实现了废渣的循环利用。
二、循环流化床锅炉的优点1、热效率高:循环流化床锅炉可以利用燃料中的所有热能,强化了燃烧过程中的传热和传质,从而提高了锅炉的热效率。
2、燃烧效率高:循环流化床锅炉中燃烧完成度高,因为床料悬浮在气流中,使空气与燃料充分混合,从而实现了高效、充分的燃烧。
3、废气排放少:循环流化床锅炉的废气排放量低,废气中的二氧化硫和氮氧化物排放量远低于其他锅炉,对环境的影响小。
4、燃料适应性强:循环流化床锅炉可使用各种燃料,如煤、燃气、油、生物质等,具有一定的燃料适应性。
5、灰渣利用价值高:循环流化床锅炉中的灰渣细化程度高,易于回收利用,在土地改良、水泥生产和道路建设等领域具有广泛的使用价值。
三、循环流化床锅炉的应用领域循环流化床锅炉技术广泛应用于各个领域,如煤炭、石油、天然气、化工、冶金、烟草、食品、纺织等。
在煤炭领域,循环流化床锅炉可用于煤的燃烧,实现高效、低排放、节能的目的。
在化工、冶金、烟草等行业,循环流化床锅炉可用于燃烧废弃物、废气等,实现废物资源化、减少污染的目的。
综上所述,循环流化床锅炉技术是一种高效、环保、节能的燃烧技术,具有热效率高、燃烧效率高、废气排放少、灰渣利用价值高等优点,广泛应用于煤炭、石油、天然气、化工、冶金、烟草、食品、纺织等不同领域。
循环流化床讲义

二、循环流化床运行中几个重要参数
三、煤的筛分特性
2. 燃煤粒径变化对CFB锅炉运行的影响 (五) 加强燃煤制备设备的选择和管理 对燃煤粒度分布的具体 1) 燃料的粒度分布。保证燃料粒度、保证在已确定的流化速
度条件下,有足够的细颗粒吹入悬浮段,确保燃烧室上部(稀相区 )的燃烧份额、保证形成足够的循环床料。
(二) 燃煤粒径对燃烧效率的影响求
锅炉燃烧热损失中较大的一项是固体不完全燃烧损失q4。对CFB,一 般床底渣的含碳量≤2.0%,低于煤粉燃烧锅炉。但是,飞灰含碳量高于 10%的偏多,高于煤粉炉,特别对燃煤中细颗粒偏多的情况,当燃煤热值 较高、挥发分含量较低时(烟煤),飞灰含碳量高达20%~30%。严重影响 了锅炉燃烧效率。
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二、循环流化床运行中几个重要参数
二、燃尽时间8.77 109
exp(0.01276Tb
)
d 1.16 p
由此可见:
1. 流化床碳粒子的燃尽时间与床温有关,床温越 高,燃尽时间缩短;
2. 燃尽时间与碳粒子直径的1.16次方成正比。粒 子越大,燃尽时间越长。
粗粒子份额 (δ)
0.5
0.4
停留时间(min) 6.2 12.4 18.6 19.84 24.8 29.76
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二、循环流化床运行中的重要参数
二、燃尽时间和停留时间
燃烧六种热值不同的煤的时粗粒子 在密相床内的平均停留时间
1. 燃烧热值低的煤,煤粒在密 相区内停留时间短;烧高热 值煤,煤粒在密相区内停留 时间长;
煤粒尺寸(mm) 0.80 1.00 2.00 4.00 8.00 10.00
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燃尽时间(s) 280.14 362.90 810.92 1812.07 4049.21 5245.48
循环流化床锅炉的工作原理

循环流化床锅炉的工作原理
循环流化床锅炉是一种燃煤锅炉,主要用于发电、供热等能源领域。
其工作原理如下:
1. 燃烧室:煤炭被输送到燃烧室,并在空气的作用下进行燃烧。
燃烧过程产生的高温烟气从燃烧室顶部进入循环流化床。
2. 循环流化床:燃烧室内部设置有一层石英砂或沸石砂床,煤炭的燃烧产生的烟气通过这层床时,将砂床搅动形成类似于沸腾的状态,即床层内的固相颗粒呈现流化状态。
燃烧室烟气中的固体颗粒在空气的推动下在循环流化床中快速流动。
3. 固气分离:在循环流化床内,高温固体颗粒燃烧剩余物与床层内部的石英砂或沸石砂进行混合,然后流向循环下部的分离器。
分离器通过重力和离心力作用,将固态颗粒和烟气分开,使烟气通过废气排放管道排出,而固态颗粒留在床层内。
4. 回流装置:将分离器中的固态颗粒以一定速度通过回流装置输送回循环流化床内,与新添加的煤粉混合进行再次燃烧。
这种回流装置可保持循环流化床内的稳定燃烧状态。
5. 热水系统:在燃烧过程中,产生的高温烟气通过热交换器与锅炉水管中的水进行热交换,使水变为高温高压蒸汽。
这些蒸汽可用于发电或供热等用途。
通过循环流化床锅炉的工作原理,既可以实现高效燃烧,又可
以减少污染物的排放,提高能源利用率,具有较好的环保性能和经济性能。
循环流化床锅炉概述

循环流化床锅炉的组成
循环流化床锅炉
本体设备
辅助设备
汽水系统(锅) 燃烧系统(炉)
炉膛 布风装置 气固分离器 物料回送装置
燃料制备系统
风烟系统
冷渣及除灰渣 系统
石灰石脱硫系统
循环流化床锅炉的优点
• (1)燃料适应性好(最大优点)
• (2)燃烧效率高
常规工业锅炉和流化床锅炉
85%~95%
循环流化床锅炉
分级燃烧是抑制NOX生成非常有效的手段。一次空气从底部给入, 它供应燃烧所需氧量的50-60%,二次风在离一次风有一定距离的炉膛 上方给入。在二次风给入的水平,炉膛气氛由还原性转变成氧化性。燃 料挥发分逸出和着火发生在贫氧区,因此NOX总体排放量降低。
(5)负荷调节性能好
煤粉锅炉
70%~110%
循环流化床锅炉
3. 按物料循环倍率高中低分类
高循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率大于40; 中循环倍率的循环流化床锅炉, 循环倍率为15~40; 低循环倍率的循环流化床锅炉,循环倍率为小于15。
具有代表性的五种循环流化床锅炉炉型
德国Lurgi型、芬兰Pyroflow型、美国FW型、德国 Circofluid型和内循环(IR)型,见下图
从此流化床燃烧、固定床 燃烧、悬浮燃烧共同构成煤 的三种主要燃烧方式。
我国早期设计的鼓泡床锅炉
方式 层燃炉 燃料 块状
室燃炉 粉状、雾状、气态
流化床炉 固体颗粒
煤块在炉排 (炉排在旋 转)上燃烧, 燃烧所需空 气从炉排低 下送入。
燃料以粉状、 雾状或气态随 空气喷入炉膛, 悬浮燃烧。
固体燃料在高 速气流作用下, 在布风板上的 床料层上下翻 滚,呈流化状 态燃烧。
95%~99%
CFB锅炉

循环流化床锅炉一、循环流化床锅炉概述循环流化床锅炉是一种高效、低污染的新型清洁燃烧设备,它与其他类型的锅炉主要区别在于燃烧方式不同,即炉内燃料在燃烧配风的作用下处于一种特殊的运动状态——流化状态,炉内湍流运动强烈,燃料及脱硫剂经多次循环,反复地进行低温燃烧和脱硫反应,不但能达到低NO X排放、90%的脱硫反应效率和与煤粉炉相近的燃烧效率,而且具有燃烧适应性广、负荷调节性能好、灰渣易于综合利用等优点。
主要优点:1、燃料适应性广2、有利于降低污染气体排放850~950℃有利于脱硫还可以抑制热反应型氮氧化物的形成,由于是分段送人二次风,可以抑制燃料型氮氧化物的产生,NO X的形成量仅为煤粉炉的1/4~1/3。
3、负荷调节性能好(30%~110%)4、灰渣综合利用性能好CFB锅炉燃烧温度低,灰渣不会软化和黏结,活性较好,可用于制造水泥的掺和料或其他建筑材料的原料。
主要缺点:1、大型化问题收技术和辅助设备的限制,与煤粉炉相比,目前CFB锅炉的单机容量还偏小,无法在火力发电领域成为主力炉型2、烟—风系统阻力较高,风机用电量大因为CFB锅炉布风板及床层阻力大,而烟气系统中又增加了气固分离器的阻力,所以烟风系统阻力高。
CFB锅炉需要的风机压头高,风机数量多,故风机用电量大,这会增加电厂的生产成本。
3、自动控制较难实现由于影响CFB锅炉燃烧状况的因素较多,各型锅炉调整方式差异较大,所以采用计算机自动控制比常规锅炉难得多。
4、磨损问题CFB锅炉的燃料粒径较大,并且炉膛内物料浓度是煤粉炉的十到几十倍。
虽然采取了许多防磨措施,但在实际运行中CFB锅炉受热面的磨损速度仍比常规锅炉大得多,受热面磨损问题可能成为影响锅炉长期连续运行的重要原因5、对辅助设备要求高(高压风机、冷渣器的性能和运行问题)6、理论技术问题CFB锅炉虽然已有千余台投入运行,但仍有许多基础理论和设计制造技术问题没有根本解决。
至于运行方面,还没有成熟的经验,更缺少统一的标准,这给电厂设备改造和运行调试带来了诸多困难。
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循环流化床锅炉第一节循环流化床锅炉的概念循环流化床锅炉是在鼓泡床锅炉(沸腾炉)的基础上发展起来的,因此鼓泡床的一些理论和概念可以用于循环流化床锅炉。
但是又有很大的差别。
早期的循环流化床锅炉流化速度比较高,因此称作快速循环循环床锅炉。
快速床的基本理论也可以用于循环流化床锅炉。
鼓泡床和快速床的基本理论已经研究了很长时间,形成了一定的理论。
要了解循环流化床锅炉的原理,必须要了解鼓泡床和快速床的理论以及物料从鼓泡床→湍流床→快速床各种状态下的动力特性、燃烧特性以及传热特性。
一.流态化:当固体颗粒中有流体通过时,随着流体速度逐渐增大,固体颗粒开始运动,且固体颗粒之间的摩擦力也越来越大,当流速达到一定值时,固体颗粒之间的摩擦力与它们的重力相等,每个颗粒可以自由运动,所有固体颗粒表现出类似流体状态的现象,这种现象称为流态化。
对于液固流态化的固体颗粒来说,颗粒均匀地分布于床层中,称为“散式”流态化。
而对于气固流态化的固体颗粒来说,气体并不均匀地流过床层,固体颗粒分成群体作紊流运动,床层中的空隙率随位置和时间的不同而变化,这种流态化称为“聚式”流态化。
循环流化床锅炉属于“聚式”流态化。
固体颗粒(床料)、流体(流化风)以及完成流态化过程的设备称为流化床。
二.临界流化速度1.对于由均匀粒度的颗粒组成的床层中,在固定床通过的气体流速很低时,随着风速的增加,床层压降成正比例增加,并且当风速达到一定值时,床层压降达到最大值,该值略大于床层静压,如果继续增加风速,固定床会突然解锁,床层压降降至床层的静压。
如果床层是由宽筛分颗粒组成的话,其特性为:在大颗粒尚未运动前,床内的小颗粒已经部分流化,床层从固定床转变为流化床的解锁现象并不明显,而往往会出现分层流化的现象。
颗粒床层从静止状态转变为流态化进所需的最低速度,称为临界流化速度。
随着风速的进一步增大,床层压降几乎不变。
循环流化床锅炉一般的流化风速是2-3倍的临界流化速度。
2.影响临界流化速度的因素:(1)料层厚度对临界流速影响不大。
(2)料层的当量平均料径增大则临界流速增加。
(3)固体颗粒密度增加时临界流速增加。
(3)流体的运动粘度增大时临界流速减小:如床温增高时,临界流速减小。
床温与临界流速的关系如图所示。
第二节循环流化床锅炉的工作原理一、流化过程如图所示,固体颗粒随着气流速度的增大分别呈现五种不同的流动状态:固定床、、紊(湍)流流化床、快速流化床、气力输送。
循环流化床处于紊(湍)流流化床与快速流化床阶段。
固定床:此种状态下,气流在颗粒的缝隙是流过,所有固体颗粒呈静止状态。
鼓泡流化床:当气流速度达到一定值时,静止的床层开始松动,当气流速度超过临界流化风速时,料层内会出现气泡,并不断上升,而且还聚集成更大的气泡穿过料层并破裂。
整个料层呈现沸腾状态。
鼓泡流化床存在明显的分界面,其上部为稀相区,包括床层表面至流化床出口间的区域,也称为自由空间或悬浮段。
下部为密相区,也称为沸腾段。
紊(湍)流流化床:随着气流速度继续上升到一定数值,固体颗粒开始流动,床层分界面逐渐消失,固体颗粒不断被带走,以颗粒团的形式上下运动,产生高度的返混。
此时的气流速度为床料终端速度。
快速流化床:当气流速度进一步增大,固体颗粒被气流均匀带出床层。
此时气流速度大于固体颗粒的终端速度,床内颗粒浓度基本相等。
床内颗粒浓度呈上稀下浓状态。
循环流化床的上升段属于快速流化床。
快速流态化的主要特征为床层压降用于悬浮和输送颗粒并使颗粒加速,单位高度床层压降沿床层高度不变。
气力输送:分为密相气力输送和稀相气力输送。
对于前者,床内颗粒浓度变稀,并呈上下均匀分布状态,其单位高度床层压降沿床层高度不变。
增大气流速度,床层压降减小。
对于后者,增大气流速度,床层压降上升。
密相气力输送的典型特征为:床层压降用于输送颗粒并克服气、固与壁面的摩擦。
稀相气力输送的床层压降主要受摩擦压降支配。
由上述燃烧分类可知,链条炉排炉采用的是固定床燃烧方式,而煤粉炉则采用了最稀相的悬浮燃烧方式。
二、循环流化床的特点:典型循环流化床锅炉结构如图所示,其基本流程为:煤和脱硫剂送入炉膛后,迅速被大量惰性高温物料包围,着火燃烧,同时进行脱硫反应,并在上升烟气流的作用下向炉膛上部运动,对水冷壁和炉内布置的其他受热面放热。
粗大粒子进入悬浮区域后在重力及外力作用下偏离主气流,从而贴壁下流。
气固混合物离开炉膛后进入高温旋风分离器,大量固体颗粒(煤粒、脱硫剂)被分离出来回送炉膛,进行循环燃烧。
未被分离出来的细粒子随烟气进入尾部烟道,以加热过热器、省煤器和空气预热器,经除尘器排至大气。
1、低温的动力控制燃烧:由于循环流化床燃烧温度水平比较低,一般在850-900℃之间,其燃烧反应控制在动力燃烧区内,并有大量固体颗粒的强烈混合,这种情况下的燃烧速度主要取决于化学反应速度,也就是决定于温度水平,而物理因素不再是控制燃烧速度的主导因素。
循环流化床燃烧的燃烬度很高,其燃烧效率往往可达到98%-99%以上。
2、高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程:循环流化床锅炉内的物料参与了炉膛内部的内循环和由炉膛、分离器和返料装置所组成的外循环两种循环,整个燃烧过程以及脱硫过程都是在这两种循环运动过程中逐步完成的。
3、高强度的热量、质量和动量传递过程:在循环流化床锅炉中可以人为改变炉内物料循环量,以适应不同的燃烧工况。
物料分离系统是循环流化床锅炉的结构特征,大量物料参与循环实现整个炉膛内的控制燃烧过程,是循环流床锅炉区别于鼓泡流化床锅炉的根本特点,因为鼓泡流化床锅炉的燃烧主要发生在床内。
所以循环流床锅炉燃烧必须具备的三个条件是:(1)要保证一定的流体速度,而且还要保证物料粒度处于适当的、使床层在快速流区域的粒度。
(2)要有足够的物料分离。
(3)要有物料回送,要有充分的措施以维持物料的平衡。
三、颗粒的夹带、扬析当床层流动转到紊流流化床时,密相床层和稀相床层的界面开始模糊,颗粒夹带量明显增加。
当气流通过颗粒层时,一些终端速度小于床层表观气速的细颗粒将被上升气流带走,这一过程称为扬析。
,由于扬析过程中更多颗粒被夹带着离开床层,其中终端速度大于床层表观气速的颗粒经过一定的分离高度后会陆续返回床层,因此存在着输送分离高度TDH。
此过程就是我们通常所说的循环流化床的内循环。
在分离高度TDH以上的空间,颗粒浓度不再降低,床层表面至TDH之间的空间称为自由空间,燃用宽筛分的燃煤流化床锅炉,其炉膛出口高度通常低TDH,因此同时存在着夹带和扬析现象。
发生扬析现象的颗粒的来源有三个:①给煤中的细颗粒;②煤在挥发份析出阶段破碎形成的细颗粒;③在煤燃烧的同时,由于磨损造成的细颗粒。
四、宽筛分颗粒特性1、宽筛分颗粒定义:循环流化床(气固流化床)床料中的颗粒通常是料径由小到大的宽筛分布,由于颗粒的直径不同,其流动工况和规律也各不相同。
这样就需要示出颗粒大小的分布规律,利用此规律来研究两相流动和燃烧,或者把分散相颗粒直径示平均值,以平均直径来代表分散相颗粒群的运动规律,粒径的分布规律是一个重要特性。
除了要知道颗粒尺寸的分布规律外,还要了解各颗粒所占表面积的分布规律扩各颗粒重量的分布规律。
2、宽筛分颗粒分类:Geldart根据在常温常压下对于一些典型固体颗粒的气固流态特性的分析,提出了一种颗粒分类法,即根据颗粒平均粒径和颗粒与气体的密度差的关系分类。
依照这种分类法,所有的固体颗粒均可被分为A、B、C、D四类。
如上图所示,为Geldart的颗粒分类图。
C类颗粒这类颗粒粒度很细,一般都小于20μm,颗粒间相互作用力很大,很难流态化。
A类颗粒这类颗粒粒度比较细。
一般为20~90μm,通常很易流化。
B类颗粒这类颗粒具有中等粒度,粒度范围为90~650μm,具有良好的流化性能。
它在流体速度达到临界流化速度后就会发生鼓泡现象。
D类颗粒这类颗粒粒度通常具有较大在粒度和密度,并且在流化状态时颗粒混合性能较差。
大多数循环流化床锅炉内的床料和燃料均属于D类颗粒。
3、宽筛分颗粒流化时的动力特性(1)密度小于流体密度的物体浮在床层表面,密度大于流体密度的物体会下沉。
(2)床表面保持水平,形状保持容器的形状。
(3)在任一高度的静压近似等于在此高度上单位床截面内固体颗粒的重量。
(4)床内颗粒混合良好,加热床层时所有床料温度基本均匀。
(5)床内固体颗粒可以象流体一样从底部或侧面的孔中排出。
(6)几个流化床底部联通后,床层高度自动保持同一水平高度。
四、循环流化床内的传热一、在循环流化床中存在着各种不同的传热过程:(1)颗粒与气流之间的传热。
(2)颗粒与颗粒之间的传热。
(3)整个气固多相流与受热面之间的传热。
(4)气固多相流与入床气流间的传热。
以下为循环流化床各部位的传热系数表:五、影响循环流化床传热的各种因素:1、气体物理性质的影响:气膜厚度及颗粒与表面的接触热阻对传热起到主要作用。
另外,气体密度增加,传热系数增大;气体粘度增大,传热系数减小;气体导热系数增大,传热系数增大。
2、固体颗粒物理特性的影响(1)固体颗粒尺寸的影响:对于小颗粒床,传热系数随固体颗粒平均直径增大而减小;对于大颗粒床,传热系数随固体颗粒平均直径增大而增大。
(2)固体颗粒密度的影响:传热系数随固体颗粒密度增大而增大。
(3)球形度及表面状态的影响:球形和较光滑的颗粒,传热系数较高。
(4)固体颗粒导热系数的影响:影响较小。
(5)固体颗粒粒度分布的影响:对于小颗粒床,粒径越小,传热系数越大;对于大颗粒床,粒径越大,传热系数越大。
3、化风速的影响:对于循环流化床的密相区,传热系数随流化风速的增大而减小。
对于循环流化床的稀相区,传热系数随流化风速的增大而增大。
4、床温对传热系数的影响:床与传热面间的传热系数随床温的升高而升高。
5、管壁温度的影响:传热系数随壁温的升高成线性规律地增大。
6、固体颗粒浓度的影响:床层颗粒浓度是影响循环流化床床层与床壁面传热最主要的因素之一。
传热系数随床层颗粒浓度的增加而显著增加。
7、床层压力的影响:床层压力增大,传热系数增加。
六、循环流化床内的燃烧过程1、煤粒送入循环流化床内迅速受到高温物料和烟气的辐射而被加热,首先水分蒸发,然后煤粒中的挥发份析出并燃烧、最后是焦炭的燃烧。
其间伴随着煤粒的破碎、磨损,而且挥发份析出燃烧过程与焦炭燃烧过程都有一定的重叠。
煤粒在流化床中的燃烧过程如图所示。
循环流化床内沿高度方向可以分为密相床层和稀相空间,密相床层运行在鼓泡床和紊流床状态。
循环流化床内绝大部分是惰性的灼热床料,其中的可燃物只占很小的一部分。
这些灼热的床料成为煤颗粒的加热源,在加热过程中,所吸收的热量只占床层总热容量的千分之几,而煤粒在10秒钟左右就可以燃烧(颗粒平均直径在0~8mm),所以对床温的影响很小。
2、循环流化床内煤的燃料着火流化床内燃料着火的方式,固体质点表面温度起着关键作用,是产生着火的点灶热源,这类固体近质点可以是细煤粒,也可以是经分离后的高温灰粒或者是布风板上的床料。