鍋爐及工作原理介紹

流化床鍋爐

循環(huán)流化床鍋爐是在鼓泡床鍋爐(沸騰爐)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此鼓泡床的一些理論和概念可以用于循環(huán)流化床鍋爐。但是它們又有很大的差別。早期的循環(huán)流化床鍋爐流化速度比較高，因此稱作快速循環(huán)床鍋爐?？焖俅驳幕纠碚撘部梢杂糜谘h(huán)流化床鍋爐。鼓泡床和快速床的基本理論已被研究了很長時間。要了解循環(huán)流化床的原理，必須了解鼓泡床和快速床的理論以及物料在鼓泡床一湍流床一快速床各種狀態(tài)下的動力特性、燃燒特性以及傳熱特性。

1)流態(tài)化

當(dāng)固體顆粒中有流體通過時，隨著流體速度逐漸增大，固體顆粒開始運動，且固體顆粒之問的摩擦力也越來越大，當(dāng)流速達到一定值時，固體顆粒之問的摩擦力與它們的重力相等，每個顆粒可以自由運動，所有固體顆粒表現(xiàn)出類似流體狀態(tài)的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為流態(tài)化。

對于液固流態(tài)化的固體顆粒來說，顆粒均勻地分布于床層中，稱為“散式”流態(tài)化。而對于氣固流態(tài)化的固體顆粒來說，氣體并不均勻地流過床層，固體顆粒分成群體作紊流運動，床層中的空隙率隨位置和時間的不同而變化，這種流態(tài)化稱為“聚式”流態(tài)化。循環(huán)流化床鍋爐屬于“聚式”流態(tài)化。固體顆粒(床料)、流體(流化風(fēng))以及完成流態(tài)化過程的設(shè)備稱為流化床。

2)臨界流化速度

對于由均勻粒度的顆粒組成的床層，在固定床通過的氣體流速很低時，隨著風(fēng)速的增加，床層壓降成正比例增加，并且當(dāng)風(fēng)速達到一定值時，床層壓降達到較大值，該值略大于床層靜壓，如果繼續(xù)增加風(fēng)速，固定床會突然解鎖，床層壓降降至床層的靜壓。如果床層由寬篩分顆粒組成的話，其特性為：在大顆粒尚未運動前，床內(nèi)的小顆粒已經(jīng)部分流化，床層從固定床轉(zhuǎn)變?yōu)榱骰驳慕怄i現(xiàn)象并不明顯，而往往會出現(xiàn)分層流化的現(xiàn)象。顆粒床層從靜止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲬B(tài)化所需的較低速度稱為臨界流化速度。隨著風(fēng)速的進一步增大，床層壓降幾乎不變。循環(huán)流化床鍋爐一般的流化風(fēng)速是2～3倍的臨界流化速度。

影響臨界流化速度的因素如下：

(1)料層厚度對臨界流速影響不大。

(2)料層的當(dāng)量平均料徑增大則臨界流速增加。

(3)固體顆粒密度增加時臨界流速增加。

(4)流體的運動黏度增大時臨界流速減小：如床溫增高時，臨界流速減小。

電站煤粉鍋爐

室燃爐又稱煤粉爐。原煤經(jīng)篩選、破碎和研磨成大部分粒徑小于0.1 mm的煤粉后，經(jīng)燃燒器噴人爐膛作懸浮狀燃燒。煤粉噴入爐膛后能很快著火，煙氣能達到1 500℃左右的高溫。但煤粉和周圍氣體問的相對運動很微弱，煤粉在較大的爐膛內(nèi)停留2～3 s才能基本上燒完，故煤粉爐的爐膛容積常比同蒸發(fā)量的層燃爐爐膛大一倍。這種鍋爐的優(yōu)點為能燃燒各種煤且燃燒較完全，所以鍋爐容量可做得很大，適用于大、中型及特大型鍋爐。鍋爐效率一般可達90%～92%。其缺點為附屬機械多，自動化水平要求高，鍋爐給水須經(jīng)過處理，基建投資大。