循环流化床锅炉的燃烧与传热.ppt

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1、循环流化床锅炉设备及系统9/14/2021第三章循环流化床锅炉的燃烧与传热第一节循环流化床锅炉燃烧的特点第二节循环流化床锅炉中煤颗粒的燃烧过程第三节循环流化床锅炉的燃烧区域与燃烧份额第四节影响循环流化床锅炉燃烧的因素第五节循环流化床锅炉的传热分析第六节循环流化床锅炉的传热研究与计算9/14/2021第一节循环流化床锅炉燃烧的特点一、循环流化床锅炉的主要特征1.燃烧过程=鼓泡流化床（湍流、快速）+气力输送2.燃烧颗粒不断送回床层循环燃烧3.物料和燃料粒径＜＜d鼓泡床9/14/2021二、循环流化床锅炉燃烧的特点1.鼓泡流化床燃烧特点（1）低温：850℃~950℃

2、→低于DT约100℃~200℃→避免结渣和破坏燃烧条件强化燃烧：qV、qA高（2）炉内温差较大（沿炉膛高度方向）密相区：煤粒多，燃烧放热大，为防止料层温度过高而结焦，需敷设埋管吸热稀相区：物料浓度低9/14/2021二、循环流化床锅炉燃烧的特点1.鼓泡流化床燃烧特点（3）燃料适应性强密相区积累的大量灼热物料利于燃料的迅速着火和稳定燃烧（4）燃烧效率较低宽筛分燃料中，大颗粒炉内停留时间长，小颗粒燃料停留时间短，被烟气带出燃烧室，造成飞灰中可燃物含量增大9/14/2021二、循环流化床锅炉燃烧的特点2.循环流化床锅炉燃烧特点（1）燃烧效率比较高气固相间密切接触发生

3、流态化燃烧反应，且有大量颗粒返混绝大部分高温颗粒送回炉内再次参与燃烧，燃料颗粒在炉内的燃烧时间↑↑R↑→燃烧效率↑——大量未燃尽颗粒的循环燃烧提高了燃料颗粒的燃尽度锅炉设计和运行调整合理9/14/2021二、循环流化床锅炉燃烧的特点2.循环流化床锅炉燃烧特点（2）燃料适应性极好“蓄热池”有足够热量加热新燃料而不致引起炉内温度大的变化新燃料炉内停留时间远大于其燃尽所需时间（3）煤的清洁燃烧（循环流化床最主要特点）脱硫——炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂脱硝——炉膛下部采用欠氧燃烧和二次风分段给入燃烧份额分配更合理，炉内温度场更均匀9/14/2021第二节煤颗粒的燃烧

4、过程一、循环流化床中煤的燃烧过程（一定宽度筛分固体燃料→燃烧复杂）（1）涉及到气固两相流体的流动、热量和质量的传递、化学反应以及若干相关的物理化学现象（2）众多影响因素燃料本身特性：挥发份含量、反应活性、颗粒粒径分布流化状态、氧气扩散条件、温度（3）气固两相流中燃料颗粒的燃烧燃料颗粒与颗粒、燃料颗粒与床料颗粒形成的“群体”燃烧，与流动特性密切相关（4）煤颗粒燃烧过程（定性）颗粒被加热和干燥挥发份的析出和燃烧煤颗粒膨胀和破裂（一级破碎）焦炭燃烧和再次破裂（二级破碎）9/14/2021二、煤颗粒的加热和干燥1.新鲜给煤进入床内，立即被大量灼热物料包围并被迅速加热到

5、接近床温→受到加热、蒸发水分并被烘干2.dp↑→加热速率下→加热时间↑9/14/2021三、挥发份的析出和燃烧1.V析出过程煤颗粒因受高温物料加热分解并产生大量气态可燃物质2.V析出阶段第一稳定析出阶段：500~600℃第二稳定析出阶段：800~1000℃3.影响V含量和组成成分的因素煤种、dp分布、加热速率、初始T、最终T及其下的停留t、析出时的P4.影响V析出时间的因素煤质、颗粒尺寸、床温、煤颗粒加热时间9/14/2021三、挥发份的析出和燃烧5.V析出后达到着火温度即燃烧细煤颗粒：析出极快，迅速将细煤颗粒包围燃烧，产生扩散火焰，燃烧所需时间很短大颗粒：析

6、出慢，炉内掺混过程慢→影响因素：物料分布和流动6.V析出与燃烧过程（1~10s）在氧和未燃挥发分边界上进行，由界面处挥发分和氧的扩散控制煤颗粒扩散火焰位置取决于氧的扩散速率和挥发分析出速率7.V析出、燃烧对煤颗粒着火性能的改善煤颗粒受热→挥发分析出、燃烧→又加热煤颗粒→颗粒温度迅速升高→利于着火改变煤颗粒空隙结构，改善焦炭的燃烧反应9/14/2021四、焦炭的着火与燃尽1.定义——挥发分析出后剩下的固体物质2.燃烧过程（比较复杂）O2到达颗粒表面→在焦炭（多孔颗粒，总面积大）表面与C发生氧化反应→CO2和CO3.焦炭燃烧工况（1）动力控制燃烧a.受化学反应速率

7、控制（<

8、磨损煤颗粒在运动中颗粒间存在相互碰撞摩