锅炉及其燃烧方式比较

　　锅炉是一种利用燃料等能源的热能或工业生产中的余热，将工质加热到一定温度和压力的换热设备。以燃煤为主的固体燃料锅炉中，固体燃料主要以火床燃烧、火室燃烧和流化床燃烧三种燃烧方式在锅炉燃烧室（炉膛）中燃烧。
一、火床燃烧方式
　　在火床燃烧锅炉中，平均直径为6-40mm的煤粒在火床（炉排）上燃烧。炉排下方送入的空气速度不高，以免使煤粒在火床上燃烧时被风吹走。属于这种燃烧方式的锅炉有固定炉排锅炉、活动手摇炉排锅炉、抛煤机倒转炉排锅炉、振动炉排锅炉、下饲式炉排锅炉和往复推饲炉排锅炉等。
二、火室燃烧方式
　　在燃煤的火室燃烧锅炉中，煤块在磨煤机中被磨碎成颗粒平均直径为0.02-0.08mm的煤粉，再用空气将煤粉送入布置在炉膛炉墙上的燃烧器，使之喷入炉膛着火燃烧。煤粉在炉膛中呈悬浮燃烧，在炉膛停留时间很短，因而炉膛内气速较高，可达6m/s及以上。煤粉燃尽后随烟气逸出炉膛进入锅炉尾部受热面，最后其灰粒经除尘器等设备除尘后排出锅炉。燃煤的火室燃烧锅炉通常称为煤粉炉。
三、流化床燃烧方式
1.鼓泡流化床燃烧方式
　　在流化床燃烧锅炉中，煤被破碎机破碎成小于6mm的煤粒后加入燃烧室。燃烧室底部布置有多孔布风板，自布风板下方送入的空气流速较高。当气速高到临界流化速度时，即在此气速下气流对煤粒作用的曳力和浮力之和恰好与煤粒质量平衡时，煤粒即呈类似流体的状态。位于布风板上的颗粒床层开始流化和膨胀，达到所谓临界流化状态。
　　气速再增大，床层中会发生大量鼓泡现象。床层内出现由含颗粒稀少的气泡相和含颗粒众多的乳化相组成的两相状态。床层搅动强烈但仍有明显的呈波动的床层分界面。煤粒在布风板上方一定的炉膛高度内上下翻腾燃烧。新加入的煤粒进入数量比自身大数十倍的沸腾层中迅速着火燃烧。 除尘布袋燃尽的灰渣由布置在炉膛中的溢流口或冷渣口排出炉外。这种流化床燃烧锅炉通常被称为鼓泡流化床锅炉，其炉膛气速一般为1.5—3.0m/s。
　　2.循环流化床燃烧方式
　　在鼓泡床中进一步增大气速（气流速度），则床层将进一步膨胀。当气速超过平均粒径的颗粒终端速度时，大量颗粒会被气流带出床层，在整个炉膛空间内燃烧并随气流逸出炉膛（终端速度也称带出速度，是指颗粒在气体对其作用的曳力和浮力以及自身重力的合力作用下，最终达到的颗粒稳定速度）。在颗粒分布方面，炉膛上部为浓度较均匀的稀相区，下部为密相区。炉膛中心区的颗粒与气流垂直向上流动，四周环形区则存在颗粒反流。炉膛上部和下部的颗粒浓度差别比鼓泡流化床明显减少。这种流化床燃烧方式被称为快速流化床燃烧。
　　为了维持快速流化床的流动工况，必须将大量流出炉膛的颗粒收集后与新加入的煤粒按一定比例同时送回快速流化床内循环使用。为此，在快速流化床锅炉的炉膛出口需装有一个分离器，使烟气和颗粒分离，将烟气送入锅炉尾部烟道。而分离出来的颗粒则由管道再送回炉膛循环使用。这种快速流化床燃烧锅炉通常被称为循环流化床燃烧锅炉或简称为循环流化床锅炉。其炉膛内气速一般为4-8m/s。