為什么流化床鍋爐中埋管的傳熱系數(shù)很高，是水冷壁管的5～6倍？

流化床鍋爐中的埋管與其他類型鍋爐的水冷壁管安裝的部位與作用都是相同的，但埋管的傳熱系數(shù)很高，可達(dá)230~290W/(m2.℃),是水冷壁管傳熱系數(shù)的5~6倍。

以煤粉爐為例，爐膛內(nèi)的溫度可達(dá)1500~1600℃,爐膛內(nèi)的輻射傳熱很強(qiáng)烈。水冷壁管的吸熱量占鍋爐全部受熱面吸熱量的一半以上，水冷壁管的熱負(fù)荷比過熱器、再熱器和省煤器高一倍以上。我們都知道，爐膛內(nèi)的傳熱量不是用通常的傳熱公式求得的，而是根據(jù)傳熱相似理論和熱平衡方法，由經(jīng)驗(yàn)公式求得的。如果折算成以水冷壁管外表面積來計(jì)算吸熱量，則水冷壁管的傳熱系數(shù)僅為40~50W/也就是說，煤粉爐水冷壁管熱負(fù)荷很高主要是因?yàn)閭鳠釡夭詈艽笤斐傻摹?/p>

因?yàn)闋t膛內(nèi)的煙氣流速較低，煙氣又是縱向沖刷水冷壁管，所以爐膛內(nèi)對流傳熱所占的比例僅為5%。煙氣的導(dǎo)熱系數(shù)很小，煙氣中灰分的濃度很低，因此爐膛中的導(dǎo)熱傳熱量可忽略不計(jì)。爐膛內(nèi)火焰和高溫?zé)煔鈱λ浔诠艿膫鳠嵋暂椛錇橹鳎紶t膛全部傳熱量的95%。雖然水冷壁管內(nèi)汽水混合物的放熱系數(shù)很高，水冷壁管壁溫僅比管內(nèi)汽水混合物的溫度高20~30℃,但由于水冷壁管外有積灰，松散的灰渣熱阻很大，使得灰渣表面的溫度可高達(dá)卯900~1000℃。由于水冷壁管灰渣層對火焰或高溫?zé)煔獾妮椛湟草^強(qiáng)，使得火焰或高溫?zé)煔鈱λ浔诠艿妮椛鋫鳠崃拷档汀?/p>

在流化床鍋爐中，流化床由空氣泡和爐料顆粒組成。氣泡對流化床中埋管的傳熱主要靠輻射和對流。流化床中的物料顆粒作為熱載體，在不斷上下循環(huán)翻騰中，從流化床中吸取熱量，當(dāng)物料顆粒沖刷撞擊埋管時(shí)，物料顆粒將熱量傳給埋管。由于流化床中物料顆粒的濃度很高，物粒顆粒沖刷和撞擊埋管的頻率很高，物料顆粒對埋管的傳熱方式除了輻射外還兼有導(dǎo)熱。

埋管在流化床中受到濃度很高、粒徑較大的物料顆粒的沖刷和撞擊，埋管表面很清潔，埋管的壁溫僅比管內(nèi)汽水混合物的溫度高20~30℃由于埋管壁溫很低，埋管表面對流化床內(nèi)氣泡和物料顆粒的輻射熱量很小，而流化床中氣泡和物料顆粒對埋管存在輻射、導(dǎo)熱和對流三種形式的傳熱，所以流化床鍋爐中埋管的傳熱系數(shù)很高。這也是在容量相同時(shí)流化床鍋爐的體積較小,所需蒸發(fā)受熱面較少，設(shè)備投資較低的主要原因。