為什么流化床鍋爐中埋管的傳熱系數很高，是水冷壁管的5～6倍？

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

以煤粉爐為例，爐膛內的溫度可達1500~1600℃,爐膛內的輻射傳熱很強烈。水冷壁管的吸熱量占鍋爐全部受熱面吸熱量的一半以上，水冷壁管的熱負荷比過(guò)熱器、再熱器和省煤器高一倍以上。我們都知道，爐膛內的傳熱量不是用通常的傳熱公式求得的，而是根據傳熱相似理論和熱平衡方法，由經(jīng)驗公式求得的。如果折算成以水冷壁管外表面積來(lái)計算吸熱量，則水冷壁管的傳熱系數僅為40~50W/也就是說(shuō)，煤粉爐水冷壁管熱負荷很高主要是因為傳熱溫差很大造成的。

因為爐膛內的煙氣流速較低，煙氣又是縱向沖刷水冷壁管，所以爐膛內對流傳熱所占的比例僅為5%。煙氣的導熱系數很小，煙氣中灰分的濃度很低，因此爐膛中的導熱傳熱量可忽略不計。爐膛內火焰和高溫煙氣對水冷壁管的傳熱以輻射為主，占爐膛全部傳熱量的95%。雖然水冷壁管內汽水混合物的放熱系數很高，水冷壁管壁溫僅比管內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卯900~1000℃。由于水冷壁管灰渣層對火焰或高溫煙氣的輻射也較強，使得火焰或高溫煙氣對水冷壁管的輻射傳熱量降低。

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，設備投資較低的主要原因。