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第20章 流化床燃烧温度

知不知道电灯、电视、电脑、电话、电影、电车、空调所用的电是从哪里来的?是发电厂!

我们现在所处的是电气时代,各行各业都离不开电。电是由发电厂发出的,发电厂中的电又是由燃煤、水力、核能、太阳能、风能、生物质能、海洋能等转化而来的。不过在目前,特别是在中国,由于资源条件所限,大部分电能都是由火力发电厂通过燃煤发出的。

你可能去过火力发电厂?远远望去,除了宽大的厂房、隆隆的机器声外,还有一排数个粗壮巨大的冷却塔和高耸入云的烟囱。走进厂区,首先看到的是一大片储煤场,火车或汽车将上万吨煤炭从矿山运到这里,堆放得像小山一样。这些煤炭在燃用前都先要经过粉碎处理,破碎成核桃大的小块,然后由黑色的橡胶皮带从储煤场运送到发电厂的锅炉前,再经过磨煤机继续粉碎,将煤磨成颗粒或细粉后再经过燃烧器,由来自空气预热器的热空气混合搅拌成旋涡状,喷入锅炉的炉膛。

发电厂的锅炉不同于一般单位或学校中烧开水用的锅炉,它的体积比普通人家的房子还要大,主要结构包括炉膛、锅筒、燃烧器、水冷壁过热器、省煤器、空气预热器、构架和炉墙等,此外还有送风机、排除烟气的引风机、给水设备和除尘除灰设备等辅助设备。它们的任务是将燃烧所发出的热量通过受热面传递给水,使水形成一定压力和温度的水蒸气,推动汽轮机,带动发电机发电。

早年的锅炉直接将煤放在炉排上进行燃烧,称为层燃炉,燃烧效率低。后来人们将煤颗粒或煤粉用风力抛煤机喷入炉膛燃烧,并采用二次送风,从而提高了燃烧效率,称为室燃炉。近年来由于人们重视环境保护,要求燃烧设备不仅能使煤燃烧完全,还必须减少排烟中的污染物质,因此发明了流化床炉,又称沸腾炉,燃烧温度达到900℃,让高速空气将煤颗粒托起,使其悬浮和流动,煤颗粒如同开锅的米粥,上下翻流化床炉(又称沸腾炉)燃烧示意图流化床炉(又称沸腾炉)结构示意图腾,充分接触空气呈沸腾状态燃烧。

有些流化床炉还采用分级燃烧或低温燃烧技术,即延迟煤与空气的混合或在空气中掺烟气以减慢燃烧,或把燃烧器分散开来抑制炉温,可以多次循环,反复燃烧。这种流化床炉的燃烧效率很高,可达95%以上,而且能够燃用灰分很高的劣质煤,还可在流化床中掺入石灰石作为吸收剂,脱除烟气中的硫,减少氮氧化物排放,达到清洁燃烧的目的。

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