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1、循环流化床锅炉设备及系统循环流化床锅炉设备及系统12/10/202212/10/2022第三章第三章 循环流化床锅炉的燃烧与传热循环流化床锅炉的燃烧与传热n n第一节第一节第一节第一节循环流化床锅炉燃烧的特点循环流化床锅炉燃烧的特点循环流化床锅炉燃烧的特点循环流化床锅炉燃烧的特点 n n第二节第二节第二节第二节循环流化床锅炉中煤颗粒的燃烧过程循环流化床锅炉中煤颗粒的燃烧过程循环流化床锅炉中煤颗粒的燃烧过程循环流化床锅炉中煤颗粒的燃烧过程 n n第三节第三节第三节第三节循环流化床锅炉的燃烧区域与燃烧份额循环流化床锅炉的燃烧区域与燃烧份额循环流化床锅炉的燃烧区域与燃烧份额循环流化床锅炉的燃烧区域与
2、燃烧份额n n第四节第四节第四节第四节影响循环流化床锅炉燃烧的因素影响循环流化床锅炉燃烧的因素影响循环流化床锅炉燃烧的因素影响循环流化床锅炉燃烧的因素 n n第五节第五节第五节第五节循环流化床锅炉的传热分析循环流化床锅炉的传热分析循环流化床锅炉的传热分析循环流化床锅炉的传热分析n n第六节第六节第六节第六节循环流化床锅炉的传热研究与计算循环流化床锅炉的传热研究与计算循环流化床锅炉的传热研究与计算循环流化床锅炉的传热研究与计算12/10/202212/10/2022第一节第一节循环流化床锅炉燃烧的特点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一、循环流化床锅炉的主要特征一、循环流化床
3、锅炉的主要特征一、循环流化床锅炉的主要特征n n1.1.燃烧过程燃烧过程燃烧过程燃烧过程=鼓泡流化床（湍流、快速）鼓泡流化床（湍流、快速）鼓泡流化床（湍流、快速）鼓泡流化床（湍流、快速）+气力输送气力输送气力输送气力输送n n2.2.燃烧颗粒不断送回床层循环燃烧燃烧颗粒不断送回床层循环燃烧燃烧颗粒不断送回床层循环燃烧燃烧颗粒不断送回床层循环燃烧n n3.3.物料和燃料粒径物料和燃料粒径物料和燃料粒径物料和燃料粒径d d鼓泡床鼓泡床鼓泡床鼓泡床12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉燃烧的特点二、循环流化床锅炉燃烧的特点 1.1.鼓泡流化床燃烧特点鼓泡流化床燃烧特点鼓泡流化床燃
4、烧特点鼓泡流化床燃烧特点n n（1 1）低温：）低温：）低温：）低温：850850950950低于低于低于低于DTDT约约约约100100200200避免结渣和破坏避免结渣和破坏避免结渣和破坏避免结渣和破坏燃烧条件燃烧条件燃烧条件燃烧条件强化燃烧：强化燃烧：强化燃烧：强化燃烧：q qV V、q qA A高高高高n n（2 2）炉内温差较大（沿炉膛高度方向）炉内温差较大（沿炉膛高度方向）炉内温差较大（沿炉膛高度方向）炉内温差较大（沿炉膛高度方向）密相区：煤粒多，燃烧放热大，密相区：煤粒多，燃烧放热大，密相区：煤粒多，燃烧放热大，密相区：煤粒多，燃烧放热大，为防止料层温度过高而结焦，为防止料层温度
5、过高而结焦，为防止料层温度过高而结焦，为防止料层温度过高而结焦，需敷设埋管吸热需敷设埋管吸热需敷设埋管吸热需敷设埋管吸热稀相区：物料浓度低稀相区：物料浓度低稀相区：物料浓度低稀相区：物料浓度低12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉燃烧的特点二、循环流化床锅炉燃烧的特点 1.1.鼓泡流化床燃烧特点鼓泡流化床燃烧特点鼓泡流化床燃烧特点鼓泡流化床燃烧特点n n（3 3）燃料适应性强）燃料适应性强）燃料适应性强）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密相
6、区积累的大量灼热物料利于燃料的迅速着火和稳定燃烧n n（4 4）燃烧效率较低）燃烧效率较低）燃烧效率较低）燃烧效率较低宽筛分燃料中，大颗粒炉内停留时间长，宽筛分燃料中，大颗粒炉内停留时间长，宽筛分燃料中，大颗粒炉内停留时间长，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，被烟气带出燃小颗粒燃料停留时间短，被烟气带出燃小颗粒燃料停留时间短，被烟气带出燃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烧室，造成飞灰中可燃物含量增大烧室，造成飞灰中可燃物含量增大烧室，造成飞灰中可燃物含量增大12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉燃烧的特点二、循环流化床
7、锅炉燃烧的特点 2.2.循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点n n（1 1）燃烧效率比较高）燃烧效率比较高）燃烧效率比较高）燃烧效率比较高 气固相间密切接触发生流态化燃烧反应，且有大量颗粒返混气固相间密切接触发生流态化燃烧反应，且有大量颗粒返混气固相间密切接触发生流态化燃烧反应，且有大量颗粒返混气固相间密切接触发生流态化燃烧反应，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绝大部分高温
8、颗粒送回炉内再次参与燃烧，燃料颗粒在炉内的燃烧时间 RR燃烧效率燃烧效率燃烧效率燃烧效率 大量未燃尽颗粒的循环燃烧提高了燃料颗粒的燃尽度大量未燃尽颗粒的循环燃烧提高了燃料颗粒的燃尽度大量未燃尽颗粒的循环燃烧提高了燃料颗粒的燃尽度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锅炉设计和运行调整合理锅炉设计和运行调整合理锅炉设计和运行调整合理12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉燃烧的特点二、循环流化床锅炉燃烧的特点 2.2.循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点循环流化床锅炉燃烧特点n n（2 2）燃料适应性极好）燃料适应性
9、极好）燃料适应性极好）燃料适应性极好 “蓄热池蓄热池蓄热池蓄热池”有足够热量加热新燃料而不致引起炉内温度大的变化有足够热量加热新燃料而不致引起炉内温度大的变化有足够热量加热新燃料而不致引起炉内温度大的变化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新燃料炉内停留时间远大于其燃尽所需时间新燃料炉内停留时间远大于其燃尽所需时间新燃料炉内停留时间远大于其燃尽所需时间n n（3 3）煤的清洁燃烧（循环流化床最主要特点）煤的清洁燃烧（循环流化床最主要特点）煤的清洁燃烧（循环流化床最主要特点）煤的清洁燃烧（循环流化床最主要特点）脱硫脱硫脱硫脱硫炉内加入石灰石粉或其他
10、脱硫剂炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂炉内加入石灰石粉或其他脱硫剂 脱硝脱硝脱硝脱硝炉膛下部采用欠氧燃烧和二次风分段给入炉膛下部采用欠氧燃烧和二次风分段给入炉膛下部采用欠氧燃烧和二次风分段给入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，炉内温度场更均匀燃烧份额分配更合理，炉内温度场更均匀燃烧份额分配更合理，炉内温度场更均匀燃烧份额分配更合理，炉内温度场更均匀12/10/202212/10/2022第二节第二节 煤颗粒的燃烧过程煤颗粒的燃烧过程 一、循环流化床中煤的燃烧过程（一定宽度筛分固体燃料一、循环流化床中煤的燃烧过程（一定宽度筛分固体燃料一、循环流化床
11、中煤的燃烧过程（一定宽度筛分固体燃料一、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）燃烧复杂）燃烧复杂）燃烧复杂）n n（1 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）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）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）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关的物理化学现象关的物理化学现象关的物理化学现象n n（2 2）众多影响因素）众多影响因素）众多影响因素）众多影响因素燃料本身特性：挥发份含量、反应活性、颗粒粒径分布燃料本身特性：挥发份含
12、量、反应活性、颗粒粒径分布燃料本身特性：挥发份含量、反应活性、颗粒粒径分布燃料本身特性：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、温度流化状态、氧气扩散条件、温度流化状态、氧气扩散条件、温度流化状态、氧气扩散条件、温度n n（3 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）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）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）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成的成的成的“群体群体群体群体”燃烧，与流动特性密切相关燃烧，与流动特性密切相关燃烧，与流
13、动特性密切相关燃烧，与流动特性密切相关n n（4 4）煤颗粒燃烧过程（定性）煤颗粒燃烧过程（定性）煤颗粒燃烧过程（定性）煤颗粒燃烧过程（定性）颗粒被加热和干燥颗粒被加热和干燥颗粒被加热和干燥颗粒被加热和干燥 挥发份的析出和燃烧挥发份的析出和燃烧挥发份的析出和燃烧挥发份的析出和燃烧 煤颗粒膨胀和破裂（一级破碎）煤颗粒膨胀和破裂（一级破碎）煤颗粒膨胀和破裂（一级破碎）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）焦炭燃烧和再次破裂（二级破碎）焦炭燃烧和再次破裂（二级破碎）焦炭燃烧和再次破裂（二级破碎）12/10/202212/10/2022二、煤颗粒的加热和干燥二、煤颗粒的加热和干燥
14、n n1.1.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接新鲜给煤进入床内，立即被大量灼热物料包围并被迅速加热到接新鲜给煤进入床内，立即被大量灼热物料包围并被迅速加热到接新鲜给煤进入床内，立即被大量灼热物料包围并被迅速加热到接近床温近床温近床温近床温受到加热、蒸发水分并被烘干受到加热、蒸发水分并被烘干受到加热、蒸发水分并被烘干受到加热、蒸发水分并被烘干n n2.2.d dp p加热速率下加热速率下加热速率下加热速率下加热时间加热时间加热时间加热时间 12/10/202212/10/2022三、挥发份的析出和燃烧三、挥发份的析出和燃烧n n1.1.V V析出过程析出过程析出过程析出过
15、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煤颗粒因受高温物料加热分解并产生大量气态可燃物质煤颗粒因受高温物料加热分解并产生大量气态可燃物质煤颗粒因受高温物料加热分解并产生大量气态可燃物质n n2.2.V V析出阶段析出阶段析出阶段析出阶段第一稳定析出阶段：第一稳定析出阶段：第一稳定析出阶段：第一稳定析出阶段：500600500600第二稳定析出阶段：第二稳定析出阶段：第二稳定析出阶段：第二稳定析出阶段：80010008001000n n3.3.影响影响影响影响V V含量和组成成分的因素含量和组成成分的因素含量和组成成分的因素含量和组成成分的因素煤种、煤种、煤种、煤种、d dp p分布、
16、加热速率、初始分布、加热速率、初始分布、加热速率、初始分布、加热速率、初始T T、最终最终最终最终T T及其下的停留及其下的停留及其下的停留及其下的停留t t、析出时的、析出时的、析出时的、析出时的P Pn n4.4.影响影响影响影响V V析出时间的因素析出时间的因素析出时间的因素析出时间的因素 煤质、颗粒尺寸、床温、煤质、颗粒尺寸、床温、煤质、颗粒尺寸、床温、煤质、颗粒尺寸、床温、煤颗粒加热时间煤颗粒加热时间煤颗粒加热时间煤颗粒加热时间12/10/202212/10/2022三、挥发份的析出和燃烧三、挥发份的析出和燃烧n n5.5.V V析出后达到着火温度即燃烧析出后达到着火温度即燃烧析出后
17、达到着火温度即燃烧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，燃烧所需时间很短时间很短时间很短时间很短 大颗粒：析出慢，炉内掺混过程慢大颗粒：析出慢，炉内掺混过程慢大颗粒：析出慢，炉内掺混过程慢大颗粒：析出慢，炉内掺混过程慢影响因素：物料分布和流动影响因素：物料分布和流动影响因素：物料分布和流动影响因素：物料分布和流动n n6.6.V V析出与燃烧过程（析出与
18、燃烧过程（析出与燃烧过程（析出与燃烧过程（110s110s）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n n7.7.V V析出、燃烧对煤颗粒着火性能的改善析出、燃烧对煤颗粒着火性能的改善析出、燃烧对煤颗粒着火
19、性能的改善析出、燃烧对煤颗粒着火性能的改善 煤颗粒受热煤颗粒受热煤颗粒受热煤颗粒受热挥发分析出、燃烧挥发分析出、燃烧挥发分析出、燃烧挥发分析出、燃烧又加热煤颗粒又加热煤颗粒又加热煤颗粒又加热煤颗粒颗粒温度迅速升高颗粒温度迅速升高颗粒温度迅速升高颗粒温度迅速升高利于利于利于利于着火着火着火着火 改变煤颗粒空隙结构，改善焦炭的燃烧反应改变煤颗粒空隙结构，改善焦炭的燃烧反应改变煤颗粒空隙结构，改善焦炭的燃烧反应改变煤颗粒空隙结构，改善焦炭的燃烧反应12/10/202212/10/2022四、焦炭的着火与燃尽四、焦炭的着火与燃尽n n1.1.定义定义定义定义挥发分析出后剩下的固体物质挥发分析出后剩下的
20、固体物质挥发分析出后剩下的固体物质挥发分析出后剩下的固体物质n n2.2.燃烧过程（比较复杂）燃烧过程（比较复杂）燃烧过程（比较复杂）燃烧过程（比较复杂）OO2 2到达颗粒表面到达颗粒表面到达颗粒表面到达颗粒表面在焦炭（多孔颗粒，总面积大）表面与在焦炭（多孔颗粒，总面积大）表面与在焦炭（多孔颗粒，总面积大）表面与在焦炭（多孔颗粒，总面积大）表面与C C发生氧化反应发生氧化反应发生氧化反应发生氧化反应COCO2 2和和和和COCOn n3.3.焦炭燃烧工况焦炭燃烧工况焦炭燃烧工况焦炭燃烧工况（1 1）动力控制燃烧）动力控制燃烧）动力控制燃烧）动力控制燃烧 a.a.受化学反应速率控制（受化学反应速
21、率控制（受化学反应速率控制（受化学反应速率控制（OO2 2扩散速率）扩散速率）扩散速率）扩散速率）b.b.发生在启动过程（发生在启动过程（发生在启动过程（发生在启动过程（T T低，化学反应速率也低）及细颗粒燃烧（扩散阻力很小）低，化学反应速率也低）及细颗粒燃烧（扩散阻力很小）低，化学反应速率也低）及细颗粒燃烧（扩散阻力很小）低，化学反应速率也低）及细颗粒燃烧（扩散阻力很小）（2 2）扩散控制燃烧）扩散控制燃烧）扩散控制燃烧）扩散控制燃烧 a.a.受扩散速率控制（受扩散速率控制（受扩散速率控制（受扩散速率控制（化学反应速率）化学反应速率）化学反应速率）化学反应速率）b.b.常见于大颗粒焦炭和高温
22、常见于大颗粒焦炭和高温常见于大颗粒焦炭和高温常见于大颗粒焦炭和高温（3 3）动力）动力）动力）动力扩散控制燃烧（过渡控制燃烧）扩散控制燃烧（过渡控制燃烧）扩散控制燃烧（过渡控制燃烧）扩散控制燃烧（过渡控制燃烧）a.a.化学反应速率化学反应速率化学反应速率化学反应速率=扩散速率扩散速率扩散速率扩散速率 b.b.常见于鼓泡和中等常见于鼓泡和中等常见于鼓泡和中等常见于鼓泡和中等d dp p焦炭、细颗粒焦炭、细颗粒焦炭、细颗粒焦炭、细颗粒（4 4）循环流化床内焦炭燃烧过程）循环流化床内焦炭燃烧过程）循环流化床内焦炭燃烧过程）循环流化床内焦炭燃烧过程焦炭颗粒缩小焦炭颗粒缩小焦炭颗粒缩小焦炭颗粒缩小气固传
23、输速度增加气固传输速度增加气固传输速度增加气固传输速度增加扩散控制扩散控制扩散控制扩散控制动力动力动力动力控制控制控制控制动力控制动力控制动力控制动力控制12/10/202212/10/2022炭颗粒周围发生的一系列反应方程式炭颗粒周围发生的一系列反应方程式炭颗粒周围发生的一系列反应方程式炭颗粒周围发生的一系列反应方程式12/10/202212/10/2022五、煤颗粒的膨胀、破裂和磨损五、煤颗粒的膨胀、破裂和磨损n n1.1.定义定义定义定义 （1 1）膨胀、破裂膨胀、破裂膨胀、破裂膨胀、破裂热爆性强的煤种，在炉内被加热干燥、析出热爆性强的煤种，在炉内被加热干燥、析出热爆性强的煤种，在炉内被
24、加热干燥、析出热爆性强的煤种，在炉内被加热干燥、析出V V的同时会发生，甚至会再的同时会发生，甚至会再的同时会发生，甚至会再的同时会发生，甚至会再次爆裂次爆裂次爆裂次爆裂 （2 2）磨损磨损磨损磨损煤颗粒在运动中颗粒间存在相互碰撞摩擦等煤颗粒在运动中颗粒间存在相互碰撞摩擦等煤颗粒在运动中颗粒间存在相互碰撞摩擦等煤颗粒在运动中颗粒间存在相互碰撞摩擦等 机械作用，从较大颗粒表机械作用，从较大颗粒表机械作用，从较大颗粒表机械作用，从较大颗粒表面撕裂和磨损下来许多微小面撕裂和磨损下来许多微小面撕裂和磨损下来许多微小面撕裂和磨损下来许多微小 颗粒颗粒颗粒颗粒 （3 3）一级破碎一级破碎一级破碎一级破碎煤
25、颗粒中析出的煤颗粒中析出的煤颗粒中析出的煤颗粒中析出的V V在颗粒内部产生高压而使颗粒产生破裂在颗粒内部产生高压而使颗粒产生破裂在颗粒内部产生高压而使颗粒产生破裂在颗粒内部产生高压而使颗粒产生破裂 （4 4）二级破碎（只在二级破碎（只在二级破碎（只在二级破碎（只在V V析出后）析出后）析出后）析出后）焦炭处于动力控制燃烧或动力焦炭处于动力控制燃烧或动力焦炭处于动力控制燃烧或动力焦炭处于动力控制燃烧或动力扩散燃烧工况，焦炭内部小孔增加，连扩散燃烧工况，焦炭内部小孔增加，连扩散燃烧工况，焦炭内部小孔增加，连扩散燃烧工况，焦炭内部小孔增加，连接力消弱，若气动力大于连接力，焦炭会破裂产生碎片颗粒接力消
26、弱，若气动力大于连接力，焦炭会破裂产生碎片颗粒接力消弱，若气动力大于连接力，焦炭会破裂产生碎片颗粒接力消弱，若气动力大于连接力，焦炭会破裂产生碎片颗粒 （5 5）渗透破裂渗透破裂渗透破裂渗透破裂煤颗粒处于动力控制燃烧工况，整个焦炭均匀燃烧，所有内部化学键急煤颗粒处于动力控制燃烧工况，整个焦炭均匀燃烧，所有内部化学键急煤颗粒处于动力控制燃烧工况，整个焦炭均匀燃烧，所有内部化学键急煤颗粒处于动力控制燃烧工况，整个焦炭均匀燃烧，所有内部化学键急剧瓦解断裂，同时产生破裂剧瓦解断裂，同时产生破裂剧瓦解断裂，同时产生破裂剧瓦解断裂，同时产生破裂12/10/202212/10/202212/10/20221
27、2/10/202212/10/202212/10/2022五、煤颗粒的膨胀、破裂和磨损五、煤颗粒的膨胀、破裂和磨损n n2.2.煤破裂对锅炉性能的影响煤破裂对锅炉性能的影响煤破裂对锅炉性能的影响煤破裂对锅炉性能的影响（1 1）偏离设计工况，影响锅炉运行）偏离设计工况，影响锅炉运行）偏离设计工况，影响锅炉运行）偏离设计工况，影响锅炉运行煤煤煤煤d dp p分布显著改变分布显著改变分布显著改变分布显著改变物料扬析夹带、传热、密相区和稀相区燃烧份额物料扬析夹带、传热、密相区和稀相区燃烧份额物料扬析夹带、传热、密相区和稀相区燃烧份额物料扬析夹带、传热、密相区和稀相区燃烧份额（2 2）不完全燃烧热损失）
28、不完全燃烧热损失）不完全燃烧热损失）不完全燃烧热损失磨损产生的细小颗粒不易从烟气中分离磨损产生的细小颗粒不易从烟气中分离磨损产生的细小颗粒不易从烟气中分离磨损产生的细小颗粒不易从烟气中分离（3 3）利于煤颗粒燃烧燃尽，提高锅炉效率）利于煤颗粒燃烧燃尽，提高锅炉效率）利于煤颗粒燃烧燃尽，提高锅炉效率）利于煤颗粒燃烧燃尽，提高锅炉效率焦炭颗粒表面焦炭颗粒表面焦炭颗粒表面焦炭颗粒表面“灰壳灰壳灰壳灰壳”去除（磨损作用）去除（磨损作用）去除（磨损作用）去除（磨损作用）（4 4）有燃烧的磨损（燃烧辅助磨损）有燃烧的磨损（燃烧辅助磨损）有燃烧的磨损（燃烧辅助磨损）有燃烧的磨损（燃烧辅助磨损）n n3.3.
29、影响因素影响因素影响因素影响因素（1 1）磨损：颗粒表面结构特性、机械强度及外部操作条件）磨损：颗粒表面结构特性、机械强度及外部操作条件）磨损：颗粒表面结构特性、机械强度及外部操作条件）磨损：颗粒表面结构特性、机械强度及外部操作条件（2 2）破裂）破裂）破裂）破裂 a.a.挤压力（高温颗粒群）挤压力（高温颗粒群）挤压力（高温颗粒群）挤压力（高温颗粒群）b.b.热应力（大颗粒内部热应力（大颗粒内部热应力（大颗粒内部热应力（大颗粒内部T T分布不均）分布不均）分布不均）分布不均）c.c.压力波动（气泡和颗粒团上升）压力波动（气泡和颗粒团上升）压力波动（气泡和颗粒团上升）压力波动（气泡和颗粒团上升）
30、12/10/202212/10/2022第三节第三节燃烧区域与燃烧份额燃烧区域与燃烧份额12/10/202212/10/2022一、循环流化床锅炉的燃烧区域一、循环流化床锅炉的燃烧区域n n1.1.炉膛下部密相区（二次风口以下）炉膛下部密相区（二次风口以下）炉膛下部密相区（二次风口以下）炉膛下部密相区（二次风口以下）特点特点特点特点充满灼热物料的大充满灼热物料的大充满灼热物料的大充满灼热物料的大“蓄热池蓄热池蓄热池蓄热池”，稳定的着火源，还原性气氛，稳定的着火源，还原性气氛，稳定的着火源，还原性气氛，稳定的着火源，还原性气氛 燃烧过程燃烧过程燃烧过程燃烧过程一次风将新给入燃料和未燃尽焦炭流化一
31、次风将新给入燃料和未燃尽焦炭流化一次风将新给入燃料和未燃尽焦炭流化一次风将新给入燃料和未燃尽焦炭流化燃料燃料燃料燃料V V析出，煤颗粒部析出，煤颗粒部析出，煤颗粒部析出，煤颗粒部分燃烧分燃烧分燃烧分燃烧 运行操作运行操作运行操作运行操作负荷负荷负荷负荷一次风一次风一次风一次风/二次风二次风二次风二次风输送较多高温物料到炉膛上部区域燃输送较多高温物料到炉膛上部区域燃输送较多高温物料到炉膛上部区域燃输送较多高温物料到炉膛上部区域燃烧，参与热、质交换烧，参与热、质交换烧，参与热、质交换烧，参与热、质交换低负荷低负荷低负荷低负荷停二次风停二次风停二次风停二次风12/10/202212/10/2022一
32、、循环流化床锅炉的燃烧区域一、循环流化床锅炉的燃烧区域n n2.2.炉膛上部稀相区（二次风口以上）炉膛上部稀相区（二次风口以上）炉膛上部稀相区（二次风口以上）炉膛上部稀相区（二次风口以上）FCFC和部分和部分和部分和部分V V富氧状态燃烧富氧状态燃烧富氧状态燃烧富氧状态燃烧 燃烧反应主要发生区域燃烧反应主要发生区域燃烧反应主要发生区域燃烧反应主要发生区域 返混等现象延长了焦炭颗粒返混等现象延长了焦炭颗粒返混等现象延长了焦炭颗粒返混等现象延长了焦炭颗粒在炉内的停留在炉内的停留在炉内的停留在炉内的停留t t，利于燃尽，利于燃尽，利于燃尽，利于燃尽燃烧区域很大燃烧区域很大燃烧区域很大燃烧区域很大12
33、/10/202212/10/2022一、循环流化床锅炉的燃烧区域一、循环流化床锅炉的燃烧区域n n3.3.高温循环灰分离器区高温循环灰分离器区高温循环灰分离器区高温循环灰分离器区 未燃尽颗粒，停留时间短且未燃尽颗粒，停留时间短且未燃尽颗粒，停留时间短且未燃尽颗粒，停留时间短且OO2 2浓度低，燃烧份额小浓度低，燃烧份额小浓度低，燃烧份额小浓度低，燃烧份额小 部分部分部分部分COCO和挥发份燃烧，和挥发份燃烧，和挥发份燃烧，和挥发份燃烧，燃烧份额有所增加燃烧份额有所增加燃烧份额有所增加燃烧份额有所增加12/10/202212/10/2022一、循环流化床锅炉的燃烧区域一、循环流化床锅炉的燃烧区域
34、n n4.4.不同焦炭颗粒的主要燃烧区域不同焦炭颗粒的主要燃烧区域不同焦炭颗粒的主要燃烧区域不同焦炭颗粒的主要燃烧区域 50md50mdp p100m100m大部分在稀相区，少量在分离器大部分在稀相区，少量在分离器大部分在稀相区，少量在分离器大部分在稀相区，少量在分离器 细颗粒细颗粒细颗粒细颗粒部分分离，部分逃离成为飞灰部分分离，部分逃离成为飞灰部分分离，部分逃离成为飞灰部分分离，部分逃离成为飞灰 500m d 500m dp p 1000m 1mm1mm密相区；稀相区；夹带密相区；稀相区；夹带密相区；稀相区；夹带密相区；稀相区；夹带送回送回送回送回 粗颗粒粗颗粒粗颗粒粗颗粒停留停留停留停留t
35、 t长，燃尽度高，炉渣（长，燃尽度高，炉渣（长，燃尽度高，炉渣（长，燃尽度高，炉渣（C C低）排出低）排出低）排出低）排出12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉的燃烧份额二、循环流化床锅炉的燃烧份额n n1.1.循环流化床燃烧份额的概念循环流化床燃烧份额的概念循环流化床燃烧份额的概念循环流化床燃烧份额的概念（1 1）定义）定义）定义）定义炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量炉内每一燃烧区域中燃料燃烧量/燃料总燃烧量燃料总燃烧量燃料总燃烧量燃料总燃烧量（2 2）表示方法（反映了能量平衡）表示方法（反映了能量平衡）表示方法（反映了
36、能量平衡）表示方法（反映了能量平衡）燃料在各燃烧区域内所释放的热量燃料在各燃烧区域内所释放的热量燃料在各燃烧区域内所释放的热量燃料在各燃烧区域内所释放的热量/燃料总发热量燃料总发热量燃料总发热量燃料总发热量（3 3）燃烧份额分布求取方法）燃烧份额分布求取方法）燃烧份额分布求取方法）燃烧份额分布求取方法国外国外国外国外计算计算计算计算 国内国内国内国内经验经验经验经验（4 4）密相区燃烧份额（影响料层温控、炉内传热、连续安全运行）密相区燃烧份额（影响料层温控、炉内传热、连续安全运行）密相区燃烧份额（影响料层温控、炉内传热、连续安全运行）密相区燃烧份额（影响料层温控、炉内传热、连续安全运行炉内高温
37、结渣）炉内高温结渣）炉内高温结渣）炉内高温结渣）+稀相区燃烧份额稀相区燃烧份额稀相区燃烧份额稀相区燃烧份额=1=112/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉的燃烧份额二、循环流化床锅炉的燃烧份额n n2.2.燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素（1 1）煤种）煤种）煤种）煤种V V含量高，炉膛上部释热多；否则在炉膛下部含量高，炉膛上部释热多；否则在炉膛下部含量高，炉膛上部释热多；否则在炉膛下部含量高，炉膛上部释热多；否则在炉膛下部（2 2）d dp p和燃料筛分和燃料筛分和燃料筛分和燃料筛分相同相同相同相同u
38、u0 0下，小下，小下，小下，小d dp p在密相区燃烧份额小（扬析到稀相区）在密相区燃烧份额小（扬析到稀相区）在密相区燃烧份额小（扬析到稀相区）在密相区燃烧份额小（扬析到稀相区）（3 3）u u0 0u u0 0同样同样同样同样d dp p的煤颗粒在密相区燃烧份额的煤颗粒在密相区燃烧份额的煤颗粒在密相区燃烧份额的煤颗粒在密相区燃烧份额（4 4）GGh h（影响炉内热量分配）（影响炉内热量分配）（影响炉内热量分配）（影响炉内热量分配）RR循环细颗粒传热量和从密相区带走的热量循环细颗粒传热量和从密相区带走的热量循环细颗粒传热量和从密相区带走的热量循环细颗粒传热量和从密相区带走的热量，利于热量平衡
39、；，利于热量平衡；，利于热量平衡；，利于热量平衡；细颗粒循环再燃机会细颗粒循环再燃机会细颗粒循环再燃机会细颗粒循环再燃机会，燃烧效率，燃烧效率，燃烧效率，燃烧效率 12/10/202212/10/2022二、循环流化床锅炉的燃烧份额二、循环流化床锅炉的燃烧份额n n2.2.燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素燃烧份额分布的主要影响因素（5 5）过量空气系数）过量空气系数）过量空气系数）过量空气系数OO2 2浓度浓度浓度浓度床内含床内含床内含床内含C C量量量量扬析到上部的扬析到上部的扬析到上部的扬析到上部的CC燃烧量增加不明显，甚至下燃烧量增加不明显，
40、甚至下燃烧量增加不明显，甚至下燃烧量增加不明显，甚至下降降降降（6 6）床温）床温）床温）床温 TT焦炭反应速率焦炭反应速率焦炭反应速率焦炭反应速率、气体扩散速度、气体扩散速度、气体扩散速度、气体扩散速度密相区燃烧份额稍有上升密相区燃烧份额稍有上升密相区燃烧份额稍有上升密相区燃烧份额稍有上升 TVTV释放速率、释放速率、释放速率、释放速率、FCFC燃烧速率燃烧速率燃烧速率燃烧速率密相区上部燃烧份额明显密相区上部燃烧份额明显密相区上部燃烧份额明显密相区上部燃烧份额明显整体燃烧量整体燃烧量整体燃烧量整体燃烧量（7 7）一、二次风配比）一、二次风配比）一、二次风配比）一、二次风配比 气泡相、乳化相传
41、质阻力限制气泡相、乳化相传质阻力限制气泡相、乳化相传质阻力限制气泡相、乳化相传质阻力限制密相区燃烧份额密相区燃烧份额密相区燃烧份额密相区燃烧份额 600600、p p份额份额份额份额 12/10/202212/10/2022三、床层与受热面之间的传热三、床层与受热面之间的传热随随随随 p p，传热方式由炉膛下部颗粒对流转变为颗粒对流，传热方式由炉膛下部颗粒对流转变为颗粒对流，传热方式由炉膛下部颗粒对流转变为颗粒对流，传热方式由炉膛下部颗粒对流转变为颗粒对流+辐射，继辐射，继辐射，继辐射，继而为炉膛上部的辐射。截面上中心传热系数小，边壁处大（而为炉膛上部的辐射。截面上中心传热系数小，边壁处大（而
42、为炉膛上部的辐射。截面上中心传热系数小，边壁处大（而为炉膛上部的辐射。截面上中心传热系数小，边壁处大（p p高）高）高）高）n n1.1.密相区与受热面之间的传热密相区与受热面之间的传热密相区与受热面之间的传热密相区与受热面之间的传热颗粒对流为主颗粒对流为主颗粒对流为主颗粒对流为主物料浓度高且返混流动剧烈物料浓度高且返混流动剧烈物料浓度高且返混流动剧烈物料浓度高且返混流动剧烈n n2.2.稀相区与受热面之间的传热稀相区与受热面之间的传热稀相区与受热面之间的传热稀相区与受热面之间的传热（1 1）气体对流（极低）气体对流（极低）气体对流（极低）气体对流（极低 p p）（2 2）颗粒对流（）颗粒对流
43、（）颗粒对流（）颗粒对流（p p小，份额降低）小，份额降低）小，份额降低）小，份额降低）（3 3）辐射（炉膛最上部）辐射（炉膛最上部）辐射（炉膛最上部）辐射（炉膛最上部）12/10/202212/10/2022四、影响炉内传热的主要因素四、影响炉内传热的主要因素n n1.1.p p（传热系数随之增大，最主要影响）（传热系数随之增大，最主要影响）（传热系数随之增大，最主要影响）（传热系数随之增大，最主要影响）n n2.2.颗粒尺寸及分布（无明显影响，宽筛分燃料特例）颗粒尺寸及分布（无明显影响，宽筛分燃料特例）颗粒尺寸及分布（无明显影响，宽筛分燃料特例）颗粒尺寸及分布（无明显影响，宽筛分燃料特例）
44、n n3.3.u u0 0（气体对流换热随之增强，但（气体对流换热随之增强，但（气体对流换热随之增强，但（气体对流换热随之增强，但 p p减小使传热系数下降）减小使传热系数下降）减小使传热系数下降）减小使传热系数下降）n n4.4.床温床温床温床温 传热系数随之线性增大传热系数随之线性增大传热系数随之线性增大传热系数随之线性增大 辐射传热系数为主要影响辐射传热系数为主要影响辐射传热系数为主要影响辐射传热系数为主要影响n n5.5.R R（一定（一定（一定（一定u u0 0下，传热系数随之增大）下，传热系数随之增大）下，传热系数随之增大）下，传热系数随之增大）n n6.6.受热面结构与布置受热面
45、结构与布置受热面结构与布置受热面结构与布置（1 1）传热系数随管径增大而减小；单根竖管）传热系数随管径增大而减小；单根竖管）传热系数随管径增大而减小；单根竖管）传热系数随管径增大而减小；单根竖管 水平管；管束水平管；管束水平管；管束水平管；管束 单管单管单管单管（2 2）肋片（侧向肋鳍片、针肋）强化传热）肋片（侧向肋鳍片、针肋）强化传热）肋片（侧向肋鳍片、针肋）强化传热）肋片（侧向肋鳍片、针肋）强化传热（3 3）炉内悬挂受热面货增加外部热交换器）炉内悬挂受热面货增加外部热交换器）炉内悬挂受热面货增加外部热交换器）炉内悬挂受热面货增加外部热交换器（4 4）垂直长度的影响）垂直长度的影响）垂直长度
46、的影响）垂直长度的影响12/10/202212/10/2022复习思考题复习思考题n n煤粒在煤粒在煤粒在煤粒在CFBBCFBB内的燃烧要经过哪四个连续变化的过程？这内的燃烧要经过哪四个连续变化的过程？这内的燃烧要经过哪四个连续变化的过程？这内的燃烧要经过哪四个连续变化的过程？这四个过程各有什么特点？四个过程各有什么特点？四个过程各有什么特点？四个过程各有什么特点？n n什么是动力燃烧？它和扩散什么是动力燃烧？它和扩散什么是动力燃烧？它和扩散什么是动力燃烧？它和扩散 燃烧有什么区别？燃烧有什么区别？燃烧有什么区别？燃烧有什么区别？n n什么是煤粒的破碎和磨损？它们对什么是煤粒的破碎和磨损？它们对什么是煤粒的破碎和磨损？它们对什么是煤粒的破碎和磨损？它们对CFBBCFBB的传热有什么影的传热有什么影的传热有什么影的传热有什么影响？响？响？响？n n影响燃烧份额的因素有哪些？影响燃烧份额的因素有哪些？影响燃烧份额的因素有哪些？影响燃烧份额的因素有哪些？n nCFBBCFBB的传热有哪些基本形式？主要的影响因素有哪些？的传热有哪些基本形式？主要的影响因素有哪些？的传热有哪些基本形式？主要的影响因素有哪些？的传热有哪些基本形式？主要的影响因素有哪些？12/10/202212/10/2022