Operating conditions of the upper part of a circulating fluidized-bed boiler combustion chamber in a large technical scale

An analysis of the behavior of bed material particles in the upper part of the combustion chamber of a circulating fluidized-bed (CFB) boiler in a large technical scale was undertaken in the study. The tests were carried out a 670 MW boiler. Based on the tests carried out on the 670 MW boiler, the presence of a strong mass flux of bed material particles descending in the vicinity of the combustion chamber walls along with an intensive lifting of the particles towards the cyclone inlet in the remaining CFB part was found. Thus, the "core-wall boundary layer" was found to exist in the dilute region of the circulating fluidized bed of a large-power boiler. The analysis of the results also demonstrated a reduction in the fraction of the wall boundary layer area in the horizontal section of the combustion chamber with increasing technical scale of CFB boilers. This effect was a result of a lowering of internal particle circulation in the dilute region with increasing combustion chamber overall dimensions, i.e. with a reduction of the combustion chamber's Hk/'Da ratio. An increase in the velocity of particles falling down in the vicinity of the combustion chamber with increasing hydrodynamic wall boundary layer thickness was also observed.

---

W pracy dokonano analizy zachowania się ziaren materiału warstwy w górnej części komory paleniskowej kotła z cyrkulacyjną warstwą fluidalną (CWF) w dużej skali technicznej. Na podstawie przeprowadzonych badań na kotle 670 MW stwierdzono obecność silnego strumienia masy ziaren materiału warstwy opadającego w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej oraz ich intensywny unos w kierunku wlotu do cyklonów w pozostałej części CWF. Potwierdzono tym samym istnienie struktury "rdzeń - strefa przyścienna" w obszarze rozrzedzonym cyrkulacyjnej warstwy fluidalnej kotła dużej mocy. Analiza wyników wykazała dodatkowo obniżenie udziału powierzchni strefy przyściennej w przekroju poziomym komory paleniskowej wraz ze wzrostem skali technicznej kotłów z CWF. Efekt ten był wynikiem obniżenia wewnętrznej cyrkulacji ziaren w obszarze rozrzedzonym wraz z ze wzrostem gabarytów komory paleniskowej, tj. obniżeniem jej stosunku Hk/De. Zaobserwowano również wzrost prędkości ziaren opadających w sąsiedztwie ścian komory paleniskowej wraz z zwiększeniem grubości hydrodynamicznej strefy przyściennej.