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循环流化床锅炉设备及系统

可以是过热器、再热器或蒸发受热面。 外置流化床换热器采用低速鼓泡流化床运行方式，传热系数高。由于循环灰平均粒径较 小（一般100~150um），流化速度0.3～0.5m/s即可保证正常流化，灰粒对受热面管束的 磨损很小，管束的使用寿命较长。 采用外暨流化床换热器的主要优点是：①解决了大型循环流化床锅炉燃烧室四周表面积 相对不足，难以布置所需受热面的矛盾；②具有调节燃烧室温度和过热器/再热器蒸汽温度 的功能；③扩大了循环流化床锅炉的负荷调节范围和对燃料的适应性。

不锈钢板标准一、循环流化床锅炉的特点

第三节循环流化床锅炉的特点及主要型式

循环流化床锅炉的工作免件

2.循环流化床锅炉的优点

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更加快了流化床技术的发展。至20世纪40年代，流化床技术的T业应用愈加广泛，涉及石 油、化工、冶炼、粮食加工、医药等领域。 循环流化床真正成为具有工业应用价值的新技术是在20世纪五六十年代。20世纪50 年代，美国凯洛格（M.W.Kellogg）公司开发并在南非的萨尔伯格建造运行了Sasol费一托 反应器；20世纪60年代末，德国鲁奇公司研制并投运了Lurgi/VAW氢氧化铝焙烧反应器； 1970年，鲁奇公司将循环流化床技术应用于燃煤锅炉并取得成功。从此，循环流化床技术 正进入.工业应用阶段。1971年，Reh提出了一个循环流化床的流态图，并描述了循环流 态化的基本特征；1976年，耶路沙米（Yerushalmi）等首次提出了快速流态化的概念，从 南引起了人们对循环流化床技术研究的日益重视，并从20世纪80年代开始形成了一个循环 流化床基础研究的高潮。 我国对循环流化床技术的研究始于20世纪50年代末的中科院化学冶金研究所。此后 特别是20世纪80年代以来，国内各主要高等学校和研究机构也相继开始循环流化床的研究 开发工作。目前，循环流化床技术已被广泛应用于石油、化工、治金、能源、动力、环保等 工业领域中

二、循环流化床锅炉的发展概况

第二章循环流化床的基本理论

正如前述，循环流化床锅炉的燃烧是在一个特殊的气固两相流动体系中发生的高速度， 高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程，以及高强度的热量、质量和动量传递过程，循 环流化床内部气体和固体颗粒的运动行为对于燃烧过程和传热过程的进行有着重要的作用。 本章介绍循环流化床中的基本概念、流态化的典型形态以及气固两相流体动力特性，这些是 了解循环流化床锅炉的基础。

第一节循环流化床中的基本概念

一、循环流化床中的固体颗粒 1.床料 流化床锅炉启动前，铺设在布风板上的一定厚度和一定粒度的固体颗粒，称作床料，也 称为点火底料。床料一般由燃煤、灰渣、石灰石粉等组成，有些锅炉在床料中还掺人砂子、 铁矿石等成分，甚至有的锅炉在调试或启动时仅用一定粒度的石英砂作床料。锅炉不同，床 料的成分、颗粒粒径及其分布特性也有差别。静止床料层的厚度一般为350~600mm。 2.物料 循环流化床锅炉运行中，在炉膛及循环系统（循环灰分离器、立管、送灰器等）内燃烧 或载热的固体颗粒，称为物料。它不仅包含床料成分，还包括新给人的燃料、脱硫剂、经循 环灰分离器返送回来的颗粒以及燃料燃烧生成的灰渣等。循环灰分离器分离下来通过送灰器 返送回炉膛的物料称为循环物料，未被捕捉分离下来的细小颗粒是飞灰，随烟气进人尾部烟 道，经炉床下部排出的大颗粒为炉渣，因此飞灰和炉渣是炉内物料的废料。 二、固体颗粒的物理特性 1.堆积密度与颗粒密度 将固体颗粒不加任何约束地自然堆放时单位体积的质量称为颗粒的堆积密度，用来 表示，单位为kg/m；单个颗粒的质量与其体积的比值称为颗粒密度或真实密度，用表 示，单位为kg/m。 显然，不论是固体煤颗粒还是其他物料颗粒，尽管粒径大小不同，但由于颗粒间都有空 隙，堆积密度总是比颗粒密度小。同一种燃料，因颗粒粒径及其分布特性不同，其堆积密度 可能不同。例如，使用颗粒粒径范围比较宽的燃料时，因为小颗粒可以充填于大颗粒之间而 造成堆积密度变大。不同种燃料，堆积密度有时也可能相同。 2.空隙率 床料或物料自然堆放时，在堆积总体积为V.的颗粒体中，颗粒间的空隙占总体积的份 额称为空隙率，也可称为固定床空隙率，用表示。若空隙（或气体）与颗粒所占的体积 份额分别为V和V，则有

二、固体颗粒的物理特性

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3.颗粒球形度 流态化工程领域涉及的固体颗粒多为不规则形状，为研究方便计，一般将颗粒形状设 为球形，并用颗粒球形度Φ来表征颗粒的实际形状接近球形的程度，其定义为具有与某种任 意形状颗粒相同体积的球体，其表面积与该种颗粒表面积之比，即

典型非球形题拉的球形摩教据

4.燃料筛分和燃料颗粒特性 （1）燃料筛分。进入锅炉的燃料颗粒的粒径一般是不相等的。通过一系列标准筛孔尺寸 的筛子，可以测定出燃料颗粒粒径的大小和组成特性。简单地说，燃料筛分是指燃料颗粒粒 径大小的分布范围。如果颗粒粒径粗细范围较大，即筛分较宽，就称作宽筛分；颗粒粒径粗 细范围较小，就称作窄筛分。例如，某台循环流化床锅炉，其燃煤颗粒要求0～13mm，煤 颗粒粒径由0.1mm至13mm，允许范围较宽，所以该炉燃料筛分可以称为宽筛分而另 台锅炉，燃料粒径要求2～6mm，颗粒粒径不允许小于2mm和大于6mm，因此称为窄筛 分。宽筛分和窄筛分是相对而言的，但燃料的筛分对锅炉运行的影响很大。一般来说，一旦 锅炉确定，其燃料筛分也就基本确定了，而当煤种变化时其筛分也有所变化。通常，对于挥 发分较高的煤，粒径允许范围较大，筛分较宽对于挥发分较低的无烟煤、煤研石，一般要 求粒径较小，相对筛分较窄（实际，为隆低破碎电耗，一般对煤硅石并不要求破碎得过

第二意循环流化床的基本理论

细）。国内目前运行的循环流化床锅炉，其燃料粒径多要求在0~8mm、0～13mm，特殊的 要求0~20mm，这些燃料粒径要求范围较大，均属于宽筛分。 （2）燃料颗粒特性。燃煤循环流化床锅炉，不仅对人炉煤的筛分有一定要求，而且对各 种粒径的煤颗粒占总量的百分比也有一定要求。如某台220t/h循环流化床锅炉燃用劣质烟 煤，粒径范围为0～10mm，其中直径小于1mm的颗粒占60%，18mm的颗粒占30%， 8～10mm的颗粒占10%。因此，该锅炉燃料要求的粒径份额之比为60%：30%：10%。燃 料中各种粒径的颗粒占总质量的份额之比称为燃料颗粒特性，也称为燃料的粒比度。当然， 还可以把燃料中各粒径占总量的百分比划分得细一些。实际上原煤经过碎煤机破碎后各粒径 大小是连续的，按着粒比度在坐标图上作出的是一条连续的曲线，称为颗粒特性曲线。燃煤 的颗粒特性曲线可以很直观地反映燃煤的各粒径颗粒占总量的百分比。对锅炉设计和运行来 说，燃煤颗粒特性曲线比燃煤筛分、粒比度更确切，是选择制煤设备和锅炉运行的重要 参数。 三、流化速度 流化速度是指床料流化时动力流体的速度。对于循环流化床锅炉，动力流体是一次风， 空气经一次风机进入空气预热器加热后，送往风室，通过布风板和风帽使床料发生流化。在 进行流化床锅炉的设计和计算时，流化速度一般是指假设床内没有床料时空气通过炉膛的速 度，因此也称为空塔速度或表观速度。流化速度用to表示，单位为m/s，断

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固体颗粒在静止空气中作初速度为零的自由落体运动时，由于重力的作用，下降速度逐 渐增大，速度越大，阻力也就越大。当速度增加到某一数值时，颗粒受到的阻力、重力和浮 力将达到平衡，也即空气对颗粒的阻力等于颗粒的浮重（重力与浮力之差）时，颗粒将以等 速度向下运动，这个速度称为颗粒的终端速度（或终端沉降速度、自由沉降速度），用：表 示，单位为m/s。由此推导出单颗粒终端速度的计算公式为

4(d 3 0.Cn

分颗这的终媒降速度心

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第二章 循环流化床的基本理论

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式中Eml——临界状态下的床层空隙率； Hmf—临界状态下的床层高度，m； A一一床层截面积，m。 整理后有

( Pgdpumr Pedi(pp pg)g den H de noe u2

求解这个二次方程，得到

demr = Ar为阿基米德数。 史 1. 75

Re.r = 0. 0882 Aro. 52

第三章循环流化床锅炉的燃烧与传热

燃烧与传热是锅炉工作时的两个基本过程。在锅炉中，通过燃烧将燃料的化学能转变为 烟气的热能：烟气的热量传递给受热面内工质，产生符合要求的蒸汽。由于循环流化床锅炉 中固体煤颗粒在流化状态下燃烧，气体与固体颗粒、固体颗粒之间以及床层与换热表面之间 发生热量传递过程，且存在高浓度的物料循环，其燃烧过程与传热机理与常规煤粉炉有比较 大的区别。

第三童循环流化床锅炉的燃烧与传热

煤题粒燃尽所的时间及循环次教

三、循环流化床锅炉的燃烧特性参数

Lurgi型掘环流化床锅炉燃烧特性参数

第三章循环流化床锅炉的燃烧与传热

分是灼热的灰渣，可燃物含量很少。由于燃料量只占床料重量的极小部分，大约1%~3% 当新鲜给煤进人循环流化床后，立即被大量灼热的物料所包围并被迅速加热到接近床温， 般加热速率能达到100～1000℃/s。煤颗粒粒径越大，加热速率越低，加热时间越长。在这 个阶段，煤颗粒受到加热、蒸发水分并被烘干。 三、挥发分的析出和燃烧 挥发分析出过程是指煤颗粒因受高温物料加热分解并产生大量气态可燃物质的过程。随 着高温物料的加热，煤颗粒将首先发生热分解反应而释放出挥发分。挥发分的析出是分阶段 进行的。第一个稳定析出阶段在温度为500600℃的范用内，第二个稳定析出阶段则在温 度为800～1000℃的范围内。虽然煤的工业分析提供了煤中挥发分的数值，但实际燃烧过程 中影响挥发分的含量和组成成分的因素很多，臂如煤种、煤粒粒径分布以及加热速率、初始 温度、最终温度、最终温度下的停留时间、挥发分析出时的压力等。 挥发分析出的时间与煤质、颗粒尺寸、床温和煤颗粒加热时间等因素有关。警如，对于 烟煤、褐煤和油页煤等，由于组织结构松软，如果颗粒尺寸较小，煤颗粒一进人循环流化床 就能析出绝大部分挥发分，有时挥发分的析出可能是瞬间就完成的；而对于无烟煤、石煤和 颗粒较大的烟煤等，由于组织结构较坚硬，煤颗粒在循环流化床内受热后，挥发分析出与焦 炭燃烧过程有时几乎同时进行。 挥发分析出后，达到相应成分的着火温度时即开始燃烧。对于细煤颗粒，由于挥发分析 出非常快，并且释放出来的挥发分将细煤颗粒包围、燃烧，在煤颗粒的周围产生扩散火焰， 这些细煤粒燃烧所需要的时间很短，一般从给煤口进入炉床到炉膛出口就可以燃尽，无需经 循环灰分离器再返送回炉膛。但对于那些未能被烟气携带出炉膛不参加物料再循环的较大煤 颗粒，其挥发分析出过程就很慢：如平均直径为3mm的煤颗粒需要近15s左右才能析出全 部的挥发分；而且大颗粒在炉内的掺混过程也慢得多。由于大颗粒基本沉积在炉膛下部，送 人的氧量又不足，较大煤颗粒析出的挥发分往往有很大一部分在炉中部燃烧。另外，因为 挥发分的燃烧受到氧的扩散速率的控制，炉内的氧浓度分布，特别是悬浮段的氧浓度分布对 挥发分燃烧的质量以及热量释放的位置有直接影响，而氧在炉内的分布和扩散又取决于床内 气固混合情况，所以挥发分的燃烧也与床内的物料分布和流动有关。 要将挥发分析出与燃烧过程进行的时间区分开来是很困难的。由于挥发分的燃烧是在氧 和未燃挥发分的边界上进行的，通常由界面处挥发分和氧的扩散所控制。对于煤颗粒，扩散 火焰的位置取决于氧的扩散速率和挥发分析出速率。氧的扩散速率低，火焰离煤粒表面的距 离就远。对于粒径大于1mm的煤颗粒，挥发分的析出时间与煤颗粒在循环流化床中的整体 昆合时间具有相同的数量级，在炉膛顶部有时也能观察到大颗粒周围的挥发分燃烧火焰。 一般的，流化床内煤中挥发分的燃烧放热量可占到煤燃烧总放热量的40%左右。煤燃 烧过程中挥发分的析出与燃烧改善了煤颗粒的着火性能：一方面，煤颗粒受热后有大量挥发 分析出并燃烧，而挥发分的析出与燃烧反过来又加热了煤颗粒，使煤颗粒温度迅速升高，有 利于着火；另一方面，挥发分的析出改变了煤颗粒的孔隙结构，从而改善了焦炭的燃烧 支应。 四、焦炭的誉火与燃尽 挥发分析出后所剩下的固体物质称为焦炭。经历过热解过程即挥发分析出过程后，煤颗 应基本变为炭，进人靠燃授过热，旧法新。 电谷一空量蒸一瓶体进腾的

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在燃烧存在的情况下蘑损会加剧。这是因为焦炭颗粒中含有不同反应特性的显微组分聚 集体，使得焦炭表面的氧化或燃烧不均勾，在焦炭表面燃烧较快的某些部分形成联结细颗粒 之间的“连接臂”，在床料的机械作用下这些连接臂受到破坏的结果。这个过程称为有燃烧 的磨损或燃烧辅助磨损。在快速流化床中，由于机械力与焦炭和床料间的相对速度成正比。 焦炭的磨损速度也与这个相对速度成正比。快速流化床内固有的流动结构使得颗粒的磨损速 度比在鼓泡流化床内高1～4倍。 煤颗粒的破裂和磨损阶段很难确切区分。磨损就其本质而言是一种缓慢的破碎过程，它 着重于固体颗粒间的机械作用，即颗粒表面粗糙不平的物质在这种作用下以磨损成细颗粒的 形式从颗粒表面分离。因此，影响颗粒磨损的主要因素是颗粒表面的结构特性、机械强度及 外部操作条件等。磨损的作用贯穿于整个燃烧过程。煤颗粒的破裂则主要是由于自身因素引 起的使颗粒粒径发生变化的过程，并且具有短时间快速改变粒径分布的特点。此外，煤颗粒 投人床内后受到高温颗粒群的挤压、大颗粒内部温度分布不均勾引起的热应力以及流化床中 气泡和颗粒团上升造成的压力波动等，均会影响到煤颗粒的破裂特性。

第三节循环流化床锅炉的燃烧区城与燃烧份额

第三童循环流化床锅炉的燃烧与传热

会有少量在高温循环灰分离器内燃烧。部分细颗粒由于随颗粒团运动而被分离器分离出来 其余部分则逃离分离器作为飞灰进入锅炉尾部烟道，造成锅炉的机械不完全燃烧热损失；对 于由一次破碎和二次破碎产生的焦炭碎片，由于尺寸相对较大（代表性尺寸为500～ 1000μm），作为飞灰逃离分离器和由床层底部冷渣口排出炉膛的可能性不大：对于直径大于 1mm的粗焦炭颗粒，它们一部分在炉膛下部密相区燃烧，一部分被带往炉膛上部稀相区继 续燃烧，还有一些被夹带出炉膛，但这部分颗粒也很容易被循环灰分离器捕集并送回炉膛内 再燃烧。粗颗粒在炉内的停留时间长，燃尽度高。粗颗粒一般以炉渣的形式从炉膛底部的冷 渣口排出，炉渣的含碳量很低。

二、循环流化床锅炉的燃烧份颜

1.循环流化床燃烧份额的概念

卫床密相区燃烧份颜推荐

体检标准循环流化床锅炉设备及系统

散的阻力小，燃烧速率较高；对于结构密实、挥发分含量少的无烟煤、石煤等，当煤热解 时，分子的化学键不易破裂，内部挥发分不易析出，四周的氧气难以向颗粒内部扩散，燃烧 速率降低；对于挥发分含量少、灰分高、含碳量又低的劣质煤，煤粒表面燃烧后形成一层坚 硬的灰壳，阻碍着燃烧产物向外扩散和氧气向内扩散，煤粒燃尽困难。如，对燃用石煤的 流化床锅炉溢流渣的分析表明，虽然燃料颗粒在炉内经过了较长时间的停留和燃烧，但在灰 壳所包覆的炭核中不仅存在可燃的固定碳，而且还含有挥发分。 不同燃料的焦炭物理性质差别很大，对燃烧的影响也不同。焦炭呈粉末状的燃料称为 “不焦结”的燃料，焦炭形成松散焦块的燃料称为“弱焦结性”的燃料，焦炭形成坚硬焦块 的燃料称为“强焦结性”的燃料。如果循环流化床锅炉燃用不焦结性燃料，一些呈粉末状焦 炭颗粒还未燃尽就有可能被带出炉膛。要是循环灰分离器效率不高，飞灰含碳量将增加，从 而加大机械不完全燃烧损失。 当锅炉燃用煤种的发热量比设计煤种低得较多时，可能会使流化床密相区温度偏低而影 向燃烧。由于降低煤的发热，其折算灰分和折算水分必然增加，每干克燃料带出密相区的 热焰增加，此时密相区燃料的放热和吸热有可能失去平衡。如果发热量低至7500kJ/kg以 下，会更加敏感。设计燃用低热值煤的流化床锅炉，应在密相区少布置受热面，才能保证密 相层维持正常燃烧所需要的温度。 正如所知，煤中的灰分是有害物质，它不仅使煤的发热量降低，而且影响煤的着火和燃 烧。此外，灰分还会污染锅炉受热面，影响传热，增加蘑损。不同的燃料具有不同的灰熔 点。当温度达到灰的软化温度（ST）时，灰分开始有黏性，容易造成结渣。结渣后流化床 难以维持正常的流化状态，无法保证燃煤在炉膛内有效燃烧，甚至会造成被追停炉。 就煤颗粒的燃烧而言，一方面，单颗炭粒的燃烧速率随着炭粒尺寸的增大，即炭粒表面 积的增大而增加；另一方面，粒径的增加却会延长煤颗粒的燃尽时间。显然，对于单位重量 的燃料，如果减小颗粒粒径，则颗粒数增加，炭粒的总表面积增加，燃尽时间缩短，燃烧速 率加快。实际上，正如前述，循环流化床锅炉燃用宽筛分燃料，粒径多要求在0~8mm 0~13mm，特殊的要求0～20mm，但大多数情况是0~13mm的煤颗粒。由于采用反击式破 碎机加工，其中小于0.5mm的煤粒占25%～30%，有的甚至更高。不同粒径的燃料，有其 各自的临界流化速度和飞出速度。为使粗颗粒不致沉积，保证流化良好，一般选用的运行速 度为临界流化速度的1.5～2倍（按颗粒平均粒径&，考虑）。计算表明，直径为2.0mm的颗 粒的运行速度已经超过0.5mm颗粒的飞出速度，燃料中0.5mm以下的细煤粒送入流化床 后很快就会随烟气带出床层，机不完全燃烧损失主要来自这部分细煤粒的不完全燃烧。因 此，在循环流化床燃烧中，在尽量降低颗粒扬析的情况下，适当减少燃煤粒径，缩小筛分范 围，乃是提高燃烧效率的一项有效措施。 二、布风装置和流质量 流化床燃烧室的布风装置（包括布风板、风帽及风室等）要求配风均匀，以消除死区和 粗颗粒沉积，保证底部流化质量良好。同时，进人床层的空气不仅要求分配均匀，而且要形 成细流，以减小初始气泡直径。在鼓泡流态化状态中，气泡在浩床层上升的过程中不断增 长、合并，形成大气泡。气泡上升速度又随气泡直径增大而增加，这导致从气泡补充到乳化 相中炭粒表面的扩散阻力增加，燃烧速率降低。另外，大气泡动量大，上升到床层表面破裂 过，会将气泡尾渴中携带的细颗粒抛向上部空间，增加了烟气中的题粒夹带，造成燃烧效率

第三章循环流化床锅炉的燃烧与传热

循环流化床锅炉设备及系统

五、床体结构和飞灰再燃 床体结构对燃烧效率有很大影响，除影响流化质量外，还影响细颗粒在炉膛内的停留时 间。设计床体结构时，应合理组织气流，使可燃物与空气在床内得到充分混合与搅拌，有利 于细颗粒在床内进行重力分离。对于鼓泡流态化状态，应减少扬析所造成的飞灰含碳损失。 为使细颗粒在悬浮段能够燃尽，在鼓泡流化床锅炉设计时，可采用较大悬浮段横截面积，以 降低悬浮段流速，延长细颗粒在悬浮段的停留时间；同时，在悬浮段维持较高温度：使细颗 粒能在悬浮段充分燃烧。显然，扩大悬浮段面积，降低烟速，就会相应增大炉体结构尺寸。 因此，这种考崽只适用于10t/h以下小容量鼓泡流化床锅炉的情形。 为改善和提高循环流化床锅炉的燃烧，一方面，在设计中应适当减少稀相区断面积，使 稀相区达到一定的气流速度和一定的颗粒浓度，并使颗粒在炉膛内做“环核”流动，形成内 循环，延长在炉内的停留时间；另一方面，采用分离性能好的高温或中温循环灰分离器，将 逃逸炉膛的细颗粒捕集下来送回炉膛循环燃烧，也就是组织好外循环。而对于鼓泡流化床锅 炉，可加装飞灰回燃装置，将从悬浮段沉降、分离出来的具有一定含碳量的飞灰送人主床燃 烧或在单独设叠的飞灰燃尽床中燃烧；另外，在悬浮段上部用水冷管构成卧武旋风筒收集飞 灰循环燃烧，在悬浮段出口处设置U型分离燃尽段等措施也取得了很好的效果。 六、运行水平 循环流化床的燃烧与锅炉运行水平亦有密切关系。一台设计良好的流化床锅炉，如运行 水平不高，技术管理不善，燃烧效率有可能降低。在运行中，应根据负荷和煤质的变化，随 时调整锅炉燃烧工况，保持正常的床温和合理的风煤比，调整好一、二次风的比例，很好地 组织在密相区和稀相区的燃烧，同时保证飞灰回送装置的正常运行等，以降低气体和固体不 完全燃烧损失。 关于循环流化床锅炉的运行将在第八章中讨论。

一、环流化床的王要传热过程 循环流化床锅炉的传热概念涉及范围很广，包括炉内和炉外。具体有气体与固体颗粒以 及颗粒之间的传热；床层与水冷壁之间的传热：床层与炉内埋管间的传热；外置式换热器中 鼓泡床层与埋管间的传热；循环灰分离器或气体一次分离器内的传热等。下面仅讨论循环流 化床锅炉的炉内传热，重点是床层与受热面之间的传热。 循环流化床锅炉的炉内传热过程与燃烧过程同时发生。正如前述，此时炉内是一个温度 约勾而稳定的大蓄热体，并伴有高浓度的物料循环。床层中绝大部分是反应过的惰性灰粒， 只有所占比例很小的新加入的煤粒在床内燃烧。除在布风板上方一段不太高的区域中，由于 温度较低的空气刚进入床层床温较低外，整个流化床的温度可看作是相等的。研究表明，流 化床的热传递速率高，其表观导热率为银的100倍。 循环流化床锅炉炉内传热机理与常规煤粉炉不同。煤粉炉炉膛内由于烟气携带的飞灰浓 度很低，主要通过辐射方式将燃料燃烧释放的热量传递给受热面，为保证足够的传热量，设 计中要求的炉膛温度比较高；而循环流化床锅炉因为炉膛内部有大量固体物料的循环运动， 所以题粒和气体的对流换热作用不可忽视。另外，由干循环流化床的床温保持在850～

设备安装规范第三章循环流化床锅炉的燃烧与传热

900这个较低的范围内，烟气辐射换热量的份额与煤粉炉相比也比较小。因此，循环流化 床锅炉炉内传热既要考虑对流换热的影响，也要考虑辐射换热的作用。 与鼓泡流化床一样，循环流化床内主要存在两类传热过程： （1）气体与固体颗粒以及固体颗粒之间的传热。尽管以颗粒总表面积为基准的颗粒与气 体间的换热系数很小，通常只有6～23W/m·K），但在循环流化床锅炉内，气体与固体颗 粒之间的换热系数是相当大的。这是因为，床内气体与固体颗粒之间的滑移速度大，热边界 层比较薄，传热热阻小。虽然单个细颗粒的滑移速度比较小，但是于在悬浮段细颗粒有团 聚行为而形成人尽寸的颗粒闭，和气体之间仍能保证较大的滑移速度；另外，固体颗粒之间 的频繁碰撞也导致其热边界层较薄，强化了传热。因此，气体与固体颗粒以及固体颗粒间的 换热十分有效，使得炉膛温度表现出相当程度的均一性。 （2）床层与受热面之间的传热。循环流化床床层与受热面（埋管、水冷壁等）之间的传 热包括颗粒对流、气体对流和辐射三种方式。颗粒对流换热考虑的是床内高温运动颗粒与受 热表面之间的热量传递，实质上是导热，气体对流换热是指床内高温气体在一定速度下与受 热表面之间的换热；辐射换热则是考虑床内高温颗粒和气体对受热面的辐射热交换。按一级 近似，床层与受热面之间总的传热系数可看作是这三种传热方式的传热系数之乱。

如上所述，循环流化床锅炉床层与受热面之间的传热主要包括以下三种基本方式。 1.颗粒对流换热 固体颗粒聚集成团是循环流化床的一个主要特征。每一颗粒团是由数量众多的颗粒聚集而 成的，颗粒团的温度与床温相同，这些颗粒团自成一运动主体。当它们运动到受热面附近并与 之接触时，其间存在较大的温度梯度。这时，热量很快地从颗粒团经过气膜以热传导方式传给 受热面，或者颗粒闭直接碰撞受热面通过导热与受热面进行热量传递。由于颗粒团是间断地扫 过受热面而不是在壁面连续地覆盖形成颗粒层，颗粒团在运行一段距离后会弥散或离开壁面， 壁面处又会被新的颗粒团所取代。显然，颗粒团在受热面附近停留的时间愈长，颗粒团与受热 面间的温度梯度则愈小，反之，停留时间愈短，亦即颗粒团的更新率愈高，则颗粒团与受热面 间的温度梯度愈大，热量传递速率就愈高。在其他条件相同的情况下，颗粒尺寸减小，单位受 热面上接触的颗粒数量越多，传热过程就越强烈。此外，当床温升高时，床层与受热面之间的 换热系数增大。通常颗粒粒径为40～1000um时，颗粒对流放热是炉内传热的主要方式。 2.气体对流换热 固体颗粒与受热面接触发生导热的同时，气流也在颗粒与受热面表面间进行对流换热。 一般情况下，颗粒对流换热的份额要比气体对流传热的份额大得多。但是，在循环流化床稀 相区颗粒浓度极低的情况下，气体对流换热份额会增大并变得重要起来。这是因为循环流化 床稀相区中颗粒闭以外的部分并非“纯气流”，实际上上升气流中还含有少量颗粒，这些颗 粒增加了气体的扰动：使颗粒间气流处于流前的过渡状态或端流状态。所以气体对流换热 非常显著，在热量传递过程中所占的比例大大增加。 3.辐射换热 辐射换热也是循环流化床锅炉中的主要传热方。当床温高于600℃以后，辐射换热份 额增大并显得越来越重要。另外，当颗粒浓度减小时，由于颗粒对流换热过程减弱；辐射换 热份额也会增大。