發(fā)布時(shí)間:2025-10-16
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原始社會(huì),我們的祖先燒火并沒(méi)有容器的概念,他們?cè)诘厣暇垡欢巡?、點(diǎn)一把火,暴露在空氣中(形成自然對(duì)流),風(fēng)吹火生,大風(fēng)一吹火就滅了。
燃煤技術(shù)催生了鐵器時(shí)代
冷兵器時(shí)代,當(dāng)鐵質(zhì)兵器與青銅兵器開(kāi)戰(zhàn)時(shí),勝敗是不言而喻的(當(dāng)然是鐵器啦)。煉鐵需要將煤塊裝入爐膛同時(shí)配上人工鼓風(fēng)直接吹入爐膛,產(chǎn)生高達(dá)1300攝氏度的溫度,才能得到鐵水,打造鐵具。可見(jiàn),正是燃煤技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)鐵器時(shí)代取代了青銅時(shí)代。
*一次工業(yè)革*
再往后呢,就出現(xiàn)了爐篦,這家伙是爐膛底部托住煤塊的鐵條組成的平板,它既可以讓空氣流向爐膛,也可以讓煤渣排出爐膛,使煤炭燃燒過(guò)程連續(xù)不斷。這個(gè)不起眼的小家伙,通過(guò)在燃煤技術(shù)上發(fā)揮的作用,逐漸演繹出了大家耳熟能詳?shù)耐咛亍⑷詹宦浯笥⒌蹏?guó)和一次工業(yè)革*的故事。
電氣時(shí)代
時(shí)間的指針到了十九世紀(jì),朗肯(英國(guó)科學(xué)家,1820-1872年)為蒸汽機(jī)畫(huà)出了美麗的前景,這時(shí)候依靠勞苦功高的爐篦的燃煤技術(shù)吃老本已經(jīng)不給力了。
如日中天的歐洲人一怒之下將煤塊全部磨成粉,用噴嘴噴入爐膛,創(chuàng)造出了煤粉鍋爐。這下可好了,煤炭這一變身甩開(kāi)了所有的束縛,煤粉爭(zhēng)先恐后地投入空氣的懷抱,那一瞬間真是電光火石,燃燒得那叫痛快;這股熱情也感動(dòng)著一壁之隔的水蒸汽從低溫低壓不斷跨過(guò)中溫中壓、高溫高壓、亞臨界、超臨界,直至超超臨界,舞動(dòng)的水蒸汽驅(qū)動(dòng)著汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī),將電氣時(shí)代的光輝灑滿(mǎn)了整個(gè)地球。
回歸中國(guó)
煤粉鍋爐功能強(qiáng)大,卻是一個(gè)極為挑食的嬌氣寶寶,只能吃細(xì)磨的精糧(煤粉)。
二十世紀(jì)六十年代,我國(guó)趙宗燠院士(中科院院士,1904-1989)創(chuàng)造性地發(fā)明了一種命名為沸騰爐的鍋爐,可以燃燒用于煉油的油母頁(yè)巖(一種含油的巖石)的下腳料,這種創(chuàng)新為解決煤炭粗糧的出路問(wèn)題提供了方向。
沸騰爐里的燃燒就像煮稀飯一樣咕嘟咕嘟,加入爐膛的煤粒比花生米小,在速度約每秒/米的風(fēng)的吹動(dòng)下邊翻騰邊燃燒。沸騰爐的胃口好了,日子自然也過(guò)得紅紅火火,一時(shí)間神州大地投產(chǎn)了兩千多臺(tái)沸騰爐。
不過(guò),沸騰爐還是太小氣,加入爐膛的燃料都拘泥在小小的爐膛底部的沸騰床中,這個(gè)心胸和氣量相比起煤粉鍋爐差太遠(yuǎn)了,終究上不了大臺(tái)面。
一大批科研人員前赴后繼地投入解決沸騰爐的這一局限之中,郭慕遜院士(中科院院士,1920-2012)在理論上已接近突破了,但是捅破窗戶(hù)紙的卻是遠(yuǎn)在北極圈的芬蘭人。其實(shí)方法很簡(jiǎn)單,只是將風(fēng)吹的速度從每秒1米提高到每秒5米以上,將所有的煤粒都吹起來(lái),不再只待在爐膛底部的沸騰床上,而是到更大的空間去,到爐膛的每個(gè)角落去。
有人要問(wèn)了,跑出了爐膛可怎么辦,不用怕,門(mén)外有把門(mén)的,這個(gè)門(mén)衛(wèi)就是高溫氣固分離器,它將吹出爐膛的煤炭顆粒收下來(lái),再通過(guò)輸送管道送回爐膛繼續(xù)燃燒。
沸騰爐這一變身,就是我們的循環(huán)流化床鍋爐誕生啦(1979年)!循環(huán)流化床帶著初生牛犢不怕虎的氣質(zhì),五谷雜糧來(lái)者不拒,大氣挺拔立意高遠(yuǎn)前途無(wú)量。
煤被賦予了歡騰的生命
在循環(huán)流化床鍋爐中,煤粒被賦予了生命,煤粒按照個(gè)頭大小被分派了不同的任務(wù):
玉米粒般的大顆粒燃燒所需要的時(shí)間比較長(zhǎng),也比較懶惰,就在爐膛的底部慢慢燒,守住爐膛底部的溫度;
綠豆個(gè)頭大小的顆粒比較靈巧,但是太高的爐膛也懶得去,那就在爐膛底部和中部之間傳遞熱量;
積極的是不到小米大小的顆粒,也是占大多數(shù)的基層人,服從分配任勞任怨,懷揣著熱量鉆到爐膛的每個(gè)角落去,將燃燒的熱量在爐膛內(nèi)分布得勻勻的,將一壁之隔的水蒸汽伺候得舒舒服服,這下子再也沒(méi)有煤粉鍋爐中溫度高低分布嚴(yán)重不勻的問(wèn)題了。
這些不到小米打的煤粉吹出爐膛后,身上仍有沒(méi)燒完的碳,還不到退休的時(shí)候,因此高溫氣固分離器門(mén)衛(wèi)便勸告它們留下來(lái)返回爐膛繼續(xù)循環(huán)工作。
細(xì)的如面粉一般的煤,跑過(guò)爐膛時(shí)所有的碳都燃燒完全了,高溫氣固分離器便也就不挽留了,它們走了也不閑著,帶著熱量到尾部煙道去,給那里等著的水、蒸汽和空氣一點(diǎn)余熱。燒完的煤粉徹底離開(kāi)鍋爐后,不能通過(guò)煙囪亂跑去污染環(huán)境,而是被整裝運(yùn)去水泥廠(chǎng)里好好安置。