Флюидизация — это метод смешивания топлива и воздуха в определенной пропорции для получения сгорания. Флюидизированная кровать может быть определена как слой твердых частиц, ведущих себя как жидкость. Она работает на принципе, что когда равномерно распределенный воздух проходит вверх через мелко дисперсный слой твердых частиц с низкой скоростью, частицы остаются неподвижными, но если скорость потока воздуха постепенно увеличивается, достигается стадия, когда отдельные частицы подвешиваются в воздушном потоке.
Если скорость воздуха увеличивается еще больше, кровать становится высоко турбулентной, и происходит быстрое перемешивание частиц, которое напоминает образование пузырьков в кипящей жидкости, и процесс сгорания, следовательно, называется флюидизированным сгоранием.
Скорость воздуха, вызывающая флюидизацию, зависит от ряда параметров, таких как:
Размер частиц топлива.
Плотность смеси воздух-топливо.
Поэтому эти параметры учитываются при управлении скоростью потока воздуха для достижения желаемой скорости сгорания. В флюидизированном сгорании, быстрое перемешивание обеспечивает равномерность температуры. Основное преимущество флюидизированного сгорания заключается в том, что можно использовать городские отходы, осадки со станций очистки сточных вод, биомассу, сельскохозяйственные отходы и другие топлива с высоким содержанием влаги для генерации тепла.
Флюидизированная печь имеет замкнутое пространство с основанием, имеющим отверстия для подачи воздуха. Дробленый уголь, зола и дробленый доломит или известняк смешиваются в печи, а затем через слой проходит высокоскоростной воздух для сгорания, входящий снизу печи.
С постепенным увеличением скорости воздуха наступает момент, когда падение давления через слой становится равным весу на единицу площади сечения слоя, и эта конкретная критическая скорость называется минимальной скоростью флюидизации.
При дальнейшем увеличении скорости воздуха слой начнет расширяться и позволит прохождение дополнительного воздуха в виде пузырьков. Когда скорость воздуха становится в 3-5 раз выше критической, слой напоминает сильно кипящую жидкость. Пиктографическое представление флюидизированного сгорания показано на рисунке ниже:
Трубы испарителя котла погружены непосредственно в флюидизированный слой, и трубы, находящиеся в прямом контакте с горящими частицами угля, обеспечивают очень высокие коэффициенты теплопередачи. Благодаря этому размер установки значительно уменьшается, и также обеспечивается сгорание с очень высокой эффективностью.
Флюидизированное сгорание (FBC) может быть двух вариантов, а именно:
Вертикальный тип FBC: Эти обычно используются в малых установках и имеют возможность производить пар до 6 тонн в час. Их вертикальная форма уменьшает общие размеры котла, и они крайне эффективны на установках, где ограниченное пространство.
Горизонтальный тип FBC: Их мощность почти в 10 раз выше, чем у вертикальных типов флюидизированного сгорания. Они могут производить до 60 тонн пара в час и располагаются горизонтально относительно труб котла. Высокая мощность горизонтальных флюидизированных котлов в сочетании с их высокой эффективностью делает их крайне желательным выбором для угольных ТЭС.
FBC широко используется в настоящее время во всех крупных электростанциях по всему миру благодаря многочисленным преимуществам, которые он предлагает по сравнению с другими преобладающими методами сгорания. Некоторые из них:
Высокая тепловая эффективность.
Легкая система удаления золы, которая может быть использована для производства цемента.
Короткий период ввода в эксплуатацию и монтажа.
Полная автоматизация, что обеспечивает безопасную работу даже при экстремальных температурах.
Эффективная работа при температурах до 150oC (т.е. значительно ниже температуры плавления золы).
Снижение необходимости дробления угля (порошковый уголь здесь не требуется).
Система может быстро реагировать на изменения в нагрузке, благодаря быстрому установлению термического равновесия между воздухом и частицами топлива в слое.
Работа флюидизированной печи при более низкой температуре помогает снизить загрязнение воздуха. Работа при низкой температуре также уменьшает образование оксидов азота. Добавление доломита (кальций-магний карбонат) или известняка (карбонат кальция) в печь также может снизить выбросы оксидов серы в атмосферу, если это необходимо.
Учитывая все эти преимущества флюидизированного сгорания, где флюидизированное сгорание выходит на первое место среди доступных сегодня альтернатив, главным недостатком этой системы является необходимость поддержания значительной мощности вентилятора, так как воздух должен постоянно подаваться под очень высоким давлением для поддержания слоя. Это, в свою очередь, увеличивает эксплуатационные расходы вспомогательных устройств установки. Однако это компенсируется высокими значениями эффективности, которые предоставляет FBC.
Заявление: Уважайте оригиналы, хорошие статьи стоят того, чтобы ими делиться, если есть нарушение авторских прав, свяжитесь для удаления.
