流化是将燃料和空气按一定比例混合,以获得燃烧的一种方法。一个流化床可以定义为表现为流体的固体颗粒的床。它在本金上操作,当均匀分布的空气通过低速下的固体颗粒的细碎床上通过时,颗粒保持不受干扰,但如果空气流速稳定地增加,则当个体颗粒时达到阶段暂停在空中。
如果空气速度进一步增加,则床变得高度湍流,并且发生颗粒的快速混合,其出现在沸腾的液体中形成气泡和结果,因此被称为燃烧过程流化床燃烧。
空气的速度,导致流化的取决于许多参数,如: -
- 燃料颗粒的大小。
- 空气燃料混合物密度。
因此,这些参数适当考虑,同时用气流速度操纵所需的燃烧速率。在流化床燃烧,快速混合确保温度的均匀性。主要的流化床燃烧的优势系统是市政垃圾,污水植物污泥,生物质,农业废物等高湿度燃料可用于发热。
一种流态化炉具有封闭空间,该空间的基座具有允许空气进入的开口。粉碎的煤,灰分和破碎的白云石或石灰石混合在床炉中,高速燃烧的空气然后通过床,从炉底进入。
随着空气速度的稳定增加,当床上的压降等于床的每单位横截面的重量时,将达到一个阶段,并且这种特定的临界速度被称为最小流化速度。
随着空气速度的进一步增加,床将开始扩展并允许额外的空气以气泡的形式。当空气速度变为临界速度的3至5倍时,床类似于较大沸腾的液体的床。下图给出了流化床燃烧的图形表示:
锅炉的蒸发器管直接浸入流化床和管中,与燃烧的煤颗粒直接接触,产生非常高的传热速率。因此,单位尺寸在很大程度上减小,并且还具有非常高的效率产生燃烧。
流化床燃烧的类型
流化床燃烧(FBC)可以是2种变种,即:
- 垂直式FBC:这些通常用于较小的植物,并且只有每小时最多6吨的蒸汽的能力。它们的垂直形状降低了整体尺寸蒸汽锅炉,在空间有限的植物中效率极高。
- 水平型FBC:与垂直式流化床燃烧相比,近10倍的容量。它们每小时可以生产多达60吨的蒸汽,并与锅炉管水平放置。水平型流化锅炉的高容量加上其高效率,使其成为燃煤的极其理想的选择热发电站。
流化床燃烧的利与弊
FBC.由于与其他主要的燃烧方式相比,它具有许多优势,目前正在全球所有主要的发电站中被广泛使用。其中很少有:
- 热效率高。
- 易除灰系统,便于水泥输送。
- 调试安装周期短。
- 完全自动化,因此确保安全操作,即使在极端温度。
- 在温度下的高效操作降至150O.C(即孔隙融合温度低于灰熔温)。
- 减少煤粉等(粉煤煤不是必需品)。
- 由于在床中的空气和燃料颗粒之间的热平衡快速建立热平衡,系统可以快速响应负载需求的变化。
- 较低温度下流化床炉的操作有助于降低空气污染。低温操作也降低了氮氧化物的形成。通过将白云石(碳酸镁)或石灰石(碳酸钙)添加到炉中,如果需要,也可以减少对大气中的硫氧化物的排出。
鉴于所有这些流化床燃烧的优点上面提到的流化床燃烧是目前可用的最佳选择,但该系统的主要缺点是风扇功率必须维持在相当高的值,因为空气必须以非常高的压力连续供应以支撑床层。这反过来又增加了装置辅助装置的运行成本。但是,FBC所提供的高效率远远超过了这一补偿。