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循环流化床煤燃烧理论 煤在流化床中的燃烧影响因素 挥发份的析出及燃烧规律（一） 在流化床中进入的新煤被加热得很快，煤中挥发份首先析出。第一次稳定析出过程在500~600℃，第二次稳定析出过程在800~1000℃，虽然工业分析提供了挥发份的估计值，但实际上挥发份的产生及其组成受到诸多因素的影响，比如加热速率、初始和终了温度、加热时间、燃料形状及尺寸、煤种、环境压力等。 挥发份的析出及燃烧规律（二） 挥发份析出（热解） 析出组分有焦油和气体（H2，CO CH4 CnHm） 析出影响 助燃作用 改变煤粒化学、物理结构 挥发份的析出及燃烧规律（三） 挥发份火焰的位置 循环流化床内挥发份燃烧 析出：主要在密相区 燃烧： 部分在密相区，主要在炉膛， 部分在分离器 焦炭的燃烧 焦炭燃烧通常始于挥发份析出之后，二者又是重叠 焦炭的燃烧方式（一） 焦炭的燃烧方式取决于化学反应速率和氧气扩散速率，二者综合作用决定了整个燃烧反应。根据化学反应速率和氧气扩散速率作用程度不同，简单地分为三种情况： Ⅰ.动力控制 动力控制主要是指较大颗粒的焦炭，燃烧温度较低、终端速度大，气体边界层较薄的情况。此时氧气不但容易达到焦炭表面，甚至到达焦炭内部孔隙，化学反应速度远小于扩散速度。 焦炭的燃烧方式（二） II：动力—扩散控制 动力—扩散控制是指中等焦炭的颗粒，自由沉降速度比大颗粒小，化学反应度与孔隙扩散速度大致相同。 流化床中的焦炭颗粒的燃烧主要在这一控制区域，甚至包括细颗粒的燃烧也是如此。细粒径颗粒的燃烧在循环流化床温度条件下接近扩散控制，但由于循环流化床内细颗粒容易形成颗粒团，其自由沉降速度已经不能用单颗粒来计算，氧气向焦炭颗粒的扩散较强，处于动力—扩散控制。 焦炭的燃烧方式（三） III：扩散控制 对较细的颗粒，温度较高时，化学反应速率较高，通过相对慢的传质过程而到达颗粒表面的有限的氧，在进入孔隙之前就已被消耗掉。这种类型的燃烧为扩散控制的燃烧。 燃烧引起的颗粒粒径变化 循环流化床内燃烧区域 循环流化床燃烧份额的概念 循环流化床锅炉的设计中两个很重要的问题是物料平衡和能量平衡。能量平衡中主要的问题也就是燃料燃烧热量释放规律问题，燃料燃烧热量释放位置的分布和灰平衡一起决定了能量平衡和受热面的设计，决定了各部件的设计。把沿着气体流动方向一段空间中燃料热量释放占总热量之比称为在该区段的燃烧份额 鼓泡流化床燃烧份额 燃烧份额的概念最早应用在鼓泡流化床锅炉的设计中，鼓泡流化床锅炉中密相区和稀相区分界明显，而且燃烧份额主要集中在密相区。（烟煤 65－70％，无烟煤85－90％） 鼓泡流化床中，密相区燃烧份额确定后，密相区的热量平衡取决于一次风冷却效果、埋管吸热及密相区床面对悬浮段的辐射换热。而由扬析夹带传质引起的传热影响甚小。 参考文献：张绪祎，沸腾燃烧锅炉 循环流化床燃烧份额 在循环流化床条件下，外部物料循环促使床内物料平均粒度变细。燃烧室上部物料浓度远高于鼓泡床悬浮段。由此引起了燃烧室沿高度强烈的质交换，因而带来了上下强烈的热交换。这在很大程度上均化了燃烧室纵向温度分布，也 使人们往往忽略了燃烧份额的重要性。事实上，燃烧份额是循环床设计的基本参数。 循环床燃烧份额分布的确定 确定的原则 单颗粒燃料在循环流化床中的燃烧条件，耦合固体颗粒在循环流化床内位置的时间史，则原则上可以推导出循环流化床热量释放份额 （燃烧份额与流动的关系） 计算复杂性 缺乏单颗粒运动历史的研究 燃烧（挥发份，焦炭）与当地气固流动，温度，氧气浓度相关联，互相影响 简化计算 1：假设挥发份在给煤点处立即释放燃烧。（不合理） 2：以密相区和稀相段划界，认为凡是终端沉降速度大于空床风速的颗粒，焦炭热量释放于密相区，凡是终端沉降速度小于空床风速的颗粒焦炭燃烧热量释放于稀相区，挥发份全部释放在稀相区。 假设基本上反映了挥发份趋于向上燃烧的事实和燃料粒度对燃烧份额的影响。 循环床燃烧份额分布的实验测量 在循环流化床中，气相流动可以认为是没有返混的柱塞流，所以从气相组份的变化可以推算出燃烧反应热量。如沿燃烧室高度测量出氧、二氧化碳、一氧化碳组份变化，则可估算出热量释放规律，它与颗粒返混无关。 燃烧份额的影响因素（一） 流化风速的影响 燃烧份额的影响因素（二） 一次风比例 燃烧份额的影响因素（三） 床温的影响 燃烧份额的影响因素（四） 挥发份含量的影响 循环床内燃烧份额分配的特点 鼓泡床与循环流化床燃烧份额差异 为什么循环流化床密相区燃烧份额低？ 原因1： 流动的不同 循环流化床气体流速较高，床料粒度又比鼓泡流化床锅炉细得多，这样扬析到稀相区的物料量增多，稀相区碳颗粒在床内占的比例会有所增加 原因2：燃烧状况的不同 鼓泡流化床锅炉密相区燃烧表现为氧化状态，而循环流化床