《增压流化床联合循环发电技术》

1PFBC技术的综述1

1.1煤的高效洁净发电技术1

发展煤的高效、洁净发电技术的动因1

各国对于电站排放物的排放标准3

煤的高效清洁发电技术的发展方向4

1.2PFBC-CC的原理和技术类型7

PFBC-CC的原理7

PFBC技术的技术类型8

1.3 PFBC-CC的关键技术11

1.4 PFBC技术的发展展望13

参考文献14

2PFBC-CC系统研究与开发15

2.1实验室规模研究系统15

英国Leatherhead装置17

中国东南大学1 MWt装置19

美国FWDC装置24

2.2中间试验规模研究系统28

IEA Grimethorpe装置29

美国Curtiss-Wright装置32

瑞典15 MWt CTF装置34

德国Aachen装置35

德国Babcock装置36

中国东南大学15 MWc装置39

芬兰Karhula装置42

美国Wilsonville APFBC装置44

2.3商业规模研究系统46

瑞典ABB Carbon P200型装置47

瑞典ABB Carbon P800型装置51

美国DMEC-1 PCFB电站53

美国DMEC-2 PCFB电站54

参考文献56

3流化床流体动力学59

3.1流化床流体动力学的宏观性状59

3.2流化颗粒的分类60

3.3气泡特性及压力对气泡的影响61

3.4流化床压降与临界流化速度umf66

3.5颗粒的终端速度67

3.6湍动流态化73

3.7快速床流态化和稀相输送74

3.8压力对流动及流型转变的影响75

压力对主要流动特性的影响76

压力对流型转变的影响78

3.9夹带与扬析80

夹带与扬析机理81

扬析速率常数87

扬析速率常数和TDH值的经验关系87

参考文献90

4煤的流化床燃烧92

4.1煤的脱挥发分过程概述92

4.2煤中挥发分的析出92

温度对挥发分析出的影响94

加热速率对挥发分析出的影响95

压力对挥发分析出的影响96

煤粒尺寸的影响98

4.3流化床燃烧中煤脱挥发分过程的理论模型99

动力学模型99

流化床燃烧中单煤粒脱挥发分模型100

4.4碳粒燃烧的一般机理101

概述101

碳颗粒的化学动力反应速率104

碳颗粒纯扩散控制的反应速率105

4.5流化床内燃烧107

气流和粒子的质交换108

碳粒内部燃烧的影响110

相间气体的交换111

流化床内碳粒的燃烬时间113

燃烧引起的变化114

磨损引起的变化115

燃烧粒子的温度116

压力对于燃烧过程的影响117

4.6流化床燃烧（FBC）模型118

4.7燃烧效率120

参考文献125

5流化床传热128

5.1概述128

5.2固体颗粒与气体间的传热128

5.3床层和受热面间的传热129

影响传热的因素129

埋管局部放热系数136

流化床传热机理和模型140

自由空间传热145

参考文献148

6脱硫和脱硝机理149

6.1脱硫的化学过程149

硫氧化物的生成149

脱硫剂的煅烧反应150

硫（酸盐）化反应151

6.2脱硫剂特性对固硫过程的影响154

孔隙率154

孔隙尺寸分布155

结焦155

破碎与磨损156

杂质156

6.3运行参数的影响156

钙／硫摩尔比156

脱硫剂种类157

床层温度159

床深和流化速度160

床层压力160

脱硫剂粒径163

过剩空气系数163

燃料种类163

6.4氮氧化物的生成机理163

由燃烧空气中固定氮生成氮氧化物机理164

由燃料中结合氮生成氮氧化物机理165

6.5氮氧化物排放的影响因素170

床层（或系统）压力的影响170

过剩空气量的影响171

燃烧温度的影响172

床层高度的影响173

煤质特性的影响174

煤颗粒尺寸的影响176

添加脱硫剂的影响176

流化床型式的影响177

6.6降低氮氧化物排放的方法179

分级燃烧法179

无催化还原法（SNCR）180

氨选择性催化还原法（SCR）182

参考文献183

7增压流化床锅炉188

7.1增压流化床锅炉的设计188

PFB锅炉的参数选择188

增压流化床锅炉的结构189

压力容器193

锅炉水循环选择194

布风板结构196

7.2增压流化床锅炉的启动和停炉197

PFB锅炉的启动197

PFB锅炉的停炉198

7.3PFB锅炉的负荷调节199

锅炉负荷调节的方法199

增压床负荷调节的手段200

锅炉部分负荷运行时对燃烧室性能的影响202

7.4PFB锅炉的动态特性204

燃料量和风量减少205

改变床高205

7.5埋管的磨损及其研究207

埋管的磨损机理207

影响磨损的主要因素210

埋管的材料和工作温度213

参考文献214

8煤、脱硫剂的添加及灰渣排放215

8.1煤及脱硫剂的添加215

煤及脱硫剂的干法添加215

煤及脱硫剂的湿法添加217

8.2灰渣排放系统222

PFBC的底渣排放系统222

PFBC连续排渣系统实例222

PFBC飞灰排放系统224

参考文献225

9高温燃气的除尘227

9.1概述227

9.2旋风分离器228

旋风分离器的基本原理229

切流式旋风分离器的性能计算与设计方法237

高温切流式旋风分离器的结构与应用242

9.3多管式旋风分离器及其它252

立管式多管旋风分离器252

卧管式多管旋风分离器259

旋流式分离器263

其它新型旋风分离器的研究进展265

9.4高温过滤器267

高温过滤器的特点268

陶瓷过滤器269

高温颗粒层过滤器284

参考文献288

10燃气透平294

10.1PFBC-CC系统燃气透平的特征294

燃煤燃气透平的早期研究294

动力回收燃气透平294

PFBC-CC系统应用的燃气透平工作条件294

10.2燃气透平的参数对系统热效率的影响295

10.3燃气透平叶片的磨损298

磨蚀的一般情况298

燃气透平的磨蚀302

10.4腐蚀作用306

高温热腐蚀过程306

低温腐蚀的过程和机理307

燃气中K,Ca,Cl2的作用308

腐蚀和材料成分的关系309

采用涂层和包覆防止腐蚀、磨损310

10.5磨损、腐蚀综合作用的试验313

用油和天然气为燃料的试验例证一313

用油为燃料的磨蚀综合试验例证二313

整体的燃油透平、燃气透平的试验317

PFBC工作环境的叶片磨损、腐蚀318

用煤为燃料的整机试验例证322

10.6燃气透平的寿命323

影响透平寿命的因素323

清洁燃料透平的寿命324

PFBC透平膨胀机转子的寿命324

10.7燃气轮机叶片的沉积326

沉积的原因326

沉积物对透平性能的影响327

10.8燃气轮机的调控要求328

参考文献329

11PFBC系统的技术经济分析331

概述331

PFBC-CC发电系统的热力性能计算分析331

PFBC-CC发电系统的经济性评估339

PFBC-CC与其它清洁燃煤发电技术的技术经济性比较344

参考文献349