沸騰爐

沸騰爐

固體燃料在爐內被向上流動的氣流托起,在一定的高度範圍內作上下翻滾運動,並以流態化(或稱沸騰)狀態進行燃燒的爐膛,又稱流化床燃燒爐。沸騰燃燒方式也用於其他的爐窯中。

簡介

固體燃料在爐內被向上流動的氣流托起,在一定的高度範圍內作上下翻滾運動,並以流態化(或稱沸騰)狀態進行燃燒的爐膛,又稱流化床燃燒爐。

沸騰燃燒方式也用於其他的爐窯中。沸騰燃燒方式的特點既不像在層燃爐中那樣將固體燃料靜止地放在爐排上燃燒;也不像在室燃爐中那樣將液體、氣體或磨成細粉狀的固體燃料懸浮在爐膛空間中燃燒,而是把固體燃料破碎成一定粒度的粉末,使之在爐內以類似沸騰的狀態燃燒。在中國,沸騰爐用煤的粒度一般為8毫米以下。

固體物料流態化技術在1921年由德國的F.溫克勒爾提出,首先用在化學和冶金工業中。50年代開始,它被移植到鍋爐的燃燒領域,並獲得了發展。爐內一般為常壓,稱為常壓沸騰爐。各國發展的沸騰爐各有不同。英國的沸騰爐主要燃用高熱值煙煤,目的在於縮小鍋爐體積。美國的沸騰爐燃用高硫分高熱值煙煤,目的在於減少排煙中 SOX和NOX等污染物質。中國、捷克斯洛伐克和波蘭等國著重研究燃用劣質燃料的沸騰爐。增壓沸騰爐的燃燒室內壓力大於大氣壓力。一些國家正在試驗將增壓沸騰爐用於燃氣輪機聯合循環,這種系統可以提高發電的循環效率。

結構和工作過程  

沸騰爐常用沸騰爐燃燒室的典型結構包括布風系統、沸騰床、進料和排渣系統3個部分(見圖)。
①布風系統。燃燒室底部為布風板,板上直接開孔或裝許多帶通風小孔的風帽。布風板的作用是承載料層並使空氣上升速度沿爐內截面分布均勻。
②沸騰床。布風板上放置一定量的床料(包括固體燃料和大量的灰渣或石灰石顆粒)。運行時,當料層中的空氣達到一定上升速度時,沸騰床上的床料便從靜止狀態轉入沸騰狀態,這一風速稱為臨界沸騰風速。為了保持劇烈的沸騰燃燒工況,沸騰爐正常運行時的風速要比臨界沸騰風速大,使料層膨脹到一定高度。床料沸騰高度約為靜止料層的兩倍,在此容積的燃料呈沸騰狀態,故稱為沸騰床,小顆粒則被氣流帶出爐外。布置在料層中的管子稱為埋管,可以垂直、水平或傾斜放置。管內可通以水、蒸汽或空氣以吸收燃料在床中燃燒所釋放出來的熱量,使床溫保持在800~1000℃。
③進料和排渣系統。一定粒度範圍的燃煤從煤倉經給煤機送入料層內,燃盡的煤渣一般從溢流口排出。
特點 與一般鍋爐的爐膛比較,常壓沸騰爐的優點是:①不但能燒優質煤,也能燒一般爐排爐和室燃爐不能燒的各類劣質煤;②床內埋管的傳熱效果很好,約為普通鍋爐管子的5~10倍;③由於沸騰床燃燒溫度低,煙氣中NOX的生成量少,如在進料中適量加入石灰石或白雲石,即可將煤中硫分脫除,使排煙中SO2的含量下降。沸騰爐的缺點是:①沸騰床中細顆粒燃料容易被煙氣帶出,所以未燃盡損失大,燃燒效率比室燃爐低;②煙氣中飛灰較多,鍋爐受熱面容易發生磨損;③鼓風所需的送風機風壓高,故耗電量大;④沸騰床內給煤和布置埋管難以均勻。⑤燒高灰分劣質煤時,為了不使大量飛灰污染環境,必須配備高效率大容量的除灰裝置。由於以上原因,發展大容量的沸騰爐鍋爐尚有困難。

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