流化床内传热与燃烧.ppt

2.挥发分的燃烧区域 挥发分的燃烧在整个炉膛内都有发生，主要在给煤口区域释放。 一次风份额对挥发分的燃烧有一定的影响。 一次风↓→密相区气泡↓→不利于挥发分的燃烧 低负荷运行时→如果一次风低→挥发分混合不好→导致炉内下部燃烧减弱，上不燃烧加强→可能导致分离器入口超温。 故运行中，锅炉负荷↓→一次风的减少比例小于二次风比例，相应↑一次风份额，保证物料流化。 3.焦炭的燃烧区域 （1）细颗粒焦炭燃烧 细颗粒焦炭一般小于50～100 μm。细颗粒焦炭的燃烧处于动力燃烧。燃烧区域大部分在炉膛上部的稀相区，也会有少量在高温分离器内燃烧。 细颗粒焦炭在中心区随气流作向上运动，在贴近炉墙区向下运动。因此细颗粒焦炭在炉内停留时间取决于内循环、炉膛高度和分离装置的性能。 细颗粒焦炭燃尽时间取决于反应表面积、反应特性和反应级数。 （2）焦炭碎片燃烧 焦炭碎片由一次破碎和二次破碎产生。代表性尺寸为500～1000 μm 。 焦炭碎片通常在过渡燃烧工况下燃烧。碎片在炉内的停留时间与平均床料的停留时间也很接近。 外循环倍率是影响焦炭碎片停留时间的主要因素。 分离器效率高，固气比高，循环倍率也会提高，有利于焦炭碎片燃尽。 （3）粗颗粒焦炭燃烧 粗颗粒焦炭直径大于1mm，因此，这些颗粒的焦炭和流化气体间的相对速度高，处于扩散燃烧或过渡燃烧状态。 粗颗粒在炉内的停留时间长，燃尽度高。 粗颗粒一般从炉膛底部的冷渣口排出。 粗颗粒炉渣的含炭量很低，由粗颗粒煤粒产生的固体未完全燃烧损失最小。 二、燃烧份额 1.燃烧份额分布 燃煤在各燃烧区域的燃烧份额表示燃煤在各燃烧区的燃烧程度，一般按燃煤在各区域释放出的发热量占燃煤总发热量的百分比表示。 密相区的燃烧份额会影响到料层温度控制、炉内传热以及锅炉的连续安全运行。 在其他条件不变的情况下，当密相区燃烧份额增加，即燃煤在密相区放热份额增加，如果密相区的受热面再无法增加，则会使密相区出口烟温提高，即带入稀相区的焓增加。使密相区炉膛温度升高，出现高温结渣的问题，操作人员不得不采用提高过量空气系数。的办法来进行降温操作。 由清华大学实验曲线图4-5可见，流化床密相区的燃烧份额只占总燃烧量的50%左右，而鼓泡床为80%。 2.燃烧份额分布原因 流化床密相区的燃烧份额＜鼓泡床原因：a.流化床气体流速高，床料颗粒细→扬析到稀相区的物料量多→稀相区的燃烧份额↑ b.流化床密相区属欠氧燃烧→CO和挥发分的不到充足的氧气供应→限制了流化床下部的燃烧份额。 3. 影响燃烧份额的因素 （1）煤种的影响 挥发分低的无烟煤及劣质煤在密相区的燃烧份额大，而挥发分高的煤，如褐煤，燃烧份额最小， （2）粒径和粒径分布的影响 a.粒径小的煤在密相区的燃烧份额比较小， b.当细粒份额增加，被扬析往稀相区燃烧的煤增多，燃烧份额会减少。 在循环流化床中，有许多国家采用窄筛分、小粒径，在密相区的燃烧份额要小得多，在密相区没有布置埋管，并把水冷壁涂耐磨火层，只吸收少量热量也能维持密相区热量平衡。 （3）流化速度的影响 当流化速度增加时．同样粒径的燃煤颗粒在密相区的燃烧份额会减小。当前有不少循环流化床锅炉为了减少破碎的困难和降低成本，采用宽筛分煤粒、国内一般采用0—8mm或0—10mm的粒径， 在密相区选用较高的流化速度时，细颗粒被带到稀相区燃烧、使密相区的燃烧份额降低。 （4）分离器效率的影响 分离器效率↓→返料量↓→密相区燃烧份额↑，严重时会导致密相区温度超温。 （5）循环倍率的影响 当循环倍率提高时，一方面循环细颗粒对受热面的传热量及从密相区带走的热量增加，有利于密相区热量平衡；另一方面，细颗粒循环再燃的机会增加，使燃烧效率提高。 （6）密相区床温的影响 密相区床温越高使密相区燃烧份额↑，因为床温越高，碳颗粒反应速率会加快，并是气体扩散速率也有所增加，这样有利于气体和固体的混合，因此密相区的燃烧份额会稍有上升。 且床温升高以后，挥发分释放速度和碳粒燃烧速率会加快．过渡区燃烧份额会明显增加。燃烧效率↑。 （7）一、二次风配比对燃烧份额的影响 一次风从密相区的布风板进入，一次风量应满足密相区燃烧份额的需要，也就是说应根据燃烧份额配一次风；为减少NO 和N2O的生成量，密相区的实际过量空气系数应接近l，使密相区主要处于还原气氛。 二次风从密相区和稀相区交界处进入，以保证燃料完全燃烧。 不同型式