煤粒在流化床內(nèi)的燃燒涉及到流動(dòng)、傳熱、化學(xué)反應(yīng)及若干相關(guān)的物理化學(xué)現(xiàn)象。煤粒送入循環(huán)流化床內(nèi)迅速受到高溫物料及煙氣的加熱，首先是水分蒸發(fā)，接著是揮發(fā)份析出和燃燒，以及焦炭的燃燒，其間還伴隨著發(fā)生煤粒的破碎、磨損等現(xiàn)象。煤粒在爐內(nèi)將依次發(fā)生如下的過程：

　　①煤粒得到高溫床料的加熱并干燥；

　?、跓峤饧皳]發(fā)份燃燒；

　?、郯l(fā)生顆粒膨脹和一級(jí)破碎現(xiàn)象；

　?、芙固咳紵殡S著二級(jí)破碎和磨損現(xiàn)象。

　　流化床內(nèi)煤粒的燃燒包括揮發(fā)份的析出燃燒和焦炭的燃燒，這與煤粉爐是一致的。與煤粉爐不同之處在于：

　?、賹?duì)煤粉爐而言，煤粒的干燥和破碎是在爐外（也就是在制粉系統(tǒng)內(nèi)）完成，而循環(huán)流化床在爐內(nèi)完成干燥過程和部分破碎過程。

　?、谟捎跔t內(nèi)煤粒濃度較大，循環(huán)流化床爐內(nèi)煤粒間存在磨損現(xiàn)象。

　?、勖悍蹱t是一次燃燒，循環(huán)流化床鍋爐通過飛灰循環(huán)實(shí)現(xiàn)多次燃燒。

　?、苎h(huán)流化床的燃燒是低溫燃燒，焦炭的燃燒主要以擴(kuò)散燃燒為主。

　　⑤循環(huán)流化床內(nèi)的溫度梯度較小。

　?、扪h(huán)流化床熱容量較大，煤粒燃燒產(chǎn)生的熱量較總熱容量的比例較小。

　?、哂捎诟稍镞^程激烈和快速，揮發(fā)份量有所增加。

　　⑧化學(xué)反應(yīng)基本是一致的，但傳質(zhì)過程有所不同。

　　以下就高海拔、低氣壓對(duì)循環(huán)流化床內(nèi)煤粒燃燒特性的影響進(jìn)行初步分析。

　　一、高海拔、低氣壓對(duì)揮發(fā)份析出燃燒的影響

　　高海拔、低氣壓使?fàn)t內(nèi)煤粒的環(huán)境壓力降低，研究表明，低的環(huán)境壓力有利于減小揮發(fā)份逸出的阻力，縮短其在顆粒內(nèi)部的停留時(shí)間。由于揮發(fā)份的析出燃燒過程中，揮發(fā)份的析出時(shí)間占絕大多數(shù)，而燃燒是在瞬間完成，因此，低的環(huán)境壓力將使揮發(fā)份的析出加快，并使揮發(fā)份產(chǎn)物有所增加，使燃燒過程加快和更趨于激烈，在濃相區(qū)釋放出的熱量更多，使?jié)庀鄥^(qū)的溫度升高。因此，對(duì)于燃用高揮發(fā)份的褐煤而言，應(yīng)選用較高的流化風(fēng)速和采取適當(dāng)?shù)姆澜Y(jié)焦措施。

　　二、高海拔、低氣壓焦炭燃燒過程的影響

　　煤中揮發(fā)份在流化床條件下具有短時(shí)大量析出的特點(diǎn)，這對(duì)爐內(nèi)燃燒的組織和后續(xù)的焦炭燃燒產(chǎn)生較大的影響。在流化床條件下，煤粒揮發(fā)份析出燃燒過程與焦炭燃燒過程存在一定的重疊，即在初期以揮發(fā)份的析出和燃燒為主，后期以焦炭燃盡為主。實(shí)踐證明，焦炭的燃盡時(shí)間比揮發(fā)份的析出燃燒時(shí)間長得多，也就是說，焦炭的燃燒過程控制著煤粒在流化床中的整個(gè)燃燒過程。

　　根據(jù)文獻(xiàn)[1]介紹，焦炭燃盡時(shí)間可用下式表示：

　　τ=ρcRc[δeBδ-（eBδ-1）/B]/（Mcε0D0CfB）----------（1）

　　其中：ρc——焦炭表觀密度，kg/m3；

　　Rc——焦炭含碳量，kg/ kg；

　　Mc——碳的摩爾質(zhì)量，kg/ mol；