循環流化床鍋爐工作原理及特點講解

循環流化床鍋爐工作原理及特點講解
1、循環流化床鍋爐的工作原理
由圖1可見，隨著氣流速度的增加，固體顆粒分別出現固定床、鼓泡流化床、湍流流化床、快速流化床和氣力輸送狀態。循環流化床的上升段通常運行在快速流化床狀態下。

圖 1
快速流態化流體動力特性的形成對循環流化床是至關重要的，此時，固體物料被速度大於單顆物料的終端速度的氣流所流化，以顆粒團的形式上下運動，產生高度的返混，顆粘團向各個方向運功，而且不斷形成和解體。在這種流體狀態下，氣流還可攜帶一定數量的大顆粒，盡管其終端速度遠大於截麵平均氣速。(//www.gdzxks.com/ 版權所有)這種氣固運動方式中，存在較大的氣固兩相速度差，即相對速度。
2、循環流化床鍋爐的特點
循環流化床鍋爐可分為兩個部分。第一部分由爐膛(快速流化床)、氣固物料分離設備、固體物料再循環設備和外置熱交換器(有些循環流化床鍋爐沒有該設備)等組成，上述部件形成一個固體物料循環回路。第二部分為對流煙道，布置有局部過熱器、再熱器、省煤器和空氣預熱器等，與常規火炬燃燒鍋爐相近。

圖 2
(1) 不再有鼓泡流化床那樣清晰的界麵，固體顆粒充滿整個上升段空間；
(2) 有強烈的物料返混，顆粒團不斷形成和解體，並且向各個方向運動；
(3) 顆粒與氣體之間的相對速度大，且與床層空隙率和顆粒循環流量有關；
(4) 運行流化速度為鼓泡流化床的2～3倍；
(5) 床層壓降隨流化速度和顆粒的質量流量而變化；
(6) 低溫動力控製燃燒。循環流化床燃燒是一種在爐內使高速運動的煙氣與其所攜帶的湍流擾動極強的固體顆粒密切接觸，並具有大量顆粒返混的流態化燃燒反應過程；同時，在爐外將絕大部分高溫的固體顆粒捕集，並將它們送回爐內再次參與燃燒過程，反複循環地組織燃燒。顯然，燃料在爐膛內燃燒的時間延長了。在這種燃燒方式下，爐內溫度水平因受脫硫最佳溫度限製，一般850℃左右。這樣的溫度遠低於普通煤粉爐中的溫度水平，並低於一般煤的灰熔點，這就免去了灰熔化帶來的種種煩惱。從燃燒反應動力學角度看，循環流化床鍋爐內的燃燒反應控製在動力燃燒區(或過渡區)內、由於循環流化床鍋爐內相對來說溫度不高，並有大量固體顆粒的強烈混合，這種情況下的燃燒速率主要取決於化學反應速率，也就是決定於溫度水平，而物理因素不再是控製燃燒速率的主導因素。循環流化床鍋爐內燃料的燃盡度很高，通常，性能良好的循環流化床鍋爐燃燒效率可達98％～99％以上。
(7) 高速度、高濃度、高通量的固體物料流態化循環過程。循環流化床鍋爐內的固體物料(包括燃料、殘炭、灰、脫硫劉和惰性床料等)經曆了由爐膛、分離器和返料裝置所組成的外循環。同時在前麵介紹快速流態化的特點時，我們也介紹了爐膛內固體物料的內循環，因此循環流化床鍋爐內的物料參與了外循環和內循環兩種循環運動。整個燃燒過程以及脫硫過程都是在這兩種形式的循環運動的動態過程中逐步完成的。
(8) 高強度的熱量、質量和動量傳遞過程。在循環流化床鍋爐中，大量的固體物料在強烈湍流下通過爐膛，通過人為操作可改變物料循環量，並可改變爐內物料的分布規律，以適應不同的燃燒工況。在這種組織方式下，爐內的熱量、質量和動量傳遞過程是十分強烈的，這就使整個爐膛高度的溫度分布均勻。運行實踐也充分證實了這一點。