锅炉气固两相流基础理论.ppt

2. 床内气泡与颗粒运动 在较低气流速度下，流化床 中的空气以气泡的形式向上运动，当气泡上浮时 其尾迹附近局部压力降低， 空缺出的空间立即由周围的 颗粒所补充。上浮的气泡由 于气泡尾迹迁移的作用，使床 层下部的颗粒被携带到床层上部，如图2-18所示。 因此，在大量气泡上浮时，又导致固体颗粒的纵向移动，促进了床内的混合。 第三十页，共四十二页，2022年，8月28日 锅炉气固两相流基础理论 第一页，共四十二页，2022年，8月28日 基本概念 1．床料 由燃煤、灰渣、石灰石、砂子或铁矿石等组成 2．物料 循环系统内燃烧或载热固体颗粒 组成：床料、燃料、反送回的飞灰及其他物资 第二页，共四十二页，2022年，8月28日 3．堆积密度与颗粒密度 堆积密度：单位体积燃料质量ρd表示，kg/m3, 颗粒密度:单个颗粒的质量与其体积比ρp表示，kg/m3 无约束，真实密度 4. 空隙率 空隙率:燃料、床料或物料堆积时，其粒子间的空隙所占的体积份额。 堆积与流化并不相同。 流化状态下空隙率ε定义为：气体所占的体积与整个两相流总体积之比。 5．燃料筛分：燃煤颗粒要求0 ?13mm 宽筛分： 0.1 ?13mm, 窄筛分: 2 ?6mm 第三页，共四十二页，2022年，8月28日 通常，对于挥发分较高的煤，粒径允许范围较大，筛分较宽；对于挥发分较低的无烟煤、煤矸石，一般要求粒径较小，相对筛分较窄。 国内目前运行的循环流化床锅炉，其燃料粒径要求一般在0.1～10mm、0.1～l5mm，特殊的要求0.1～20mm，这些燃料粒径要求范围较大，均属宽筛分。 第四页，共四十二页，2022年，8月28日 6．燃料颗粒特性—称燃煤的粒比度 是选择制煤设备和锅炉运行的参数 细颗粒多,一般炉温整体高,燃烧后燃 粗颗粒多,影响排渣,炉膛易结焦 7．流化速度--空塔速度,不是一个常量,指床料或物料流化时动力流体的速度 运行中控制和调整风量,就控制盒调整了流化速度,即控制炉内物料的流化状态 一次风:通过布风板和风帽使床料(或物料)流化起 来的空气 第五页，共四十二页，2022年，8月28日 8．临界流化风速与临界流化风量 床料开始流化时的一次风速度与风量,通过试验测得 临界流化速度是流态化操作的最低气流速度，实际燃煤流化床 锅炉中，耍达到稳定的流态化，使锅炉安全稳定远行，其运行的最低风速应大于临界流化风速。 对于某一种床料，当其流化速度u＜3m/s时，空隙率ε在0.45左右，这时的流化状态称做鼓泡床。 当流化速度ｕ＝4～7m/s时，其对应的空隙率ε＝0.65～0.75，这时的流化状态称做湍流床。 当流化速度ｕ＞8m/s时，空隙率也随着增大为ε＝0.75～0.95之间，这时的流化状态称做快速床。 第六页，共四十二页，2022年，8月28日 9．物料循环倍率--物料返送量与燃料给进量 之比 指物料分离器捕捉下来且返 送回炉内的物料量与燃煤量 之比。 第七页，共四十二页，2022年，8月28日 物料循环倍率 一次风量：过小，回送量减少 燃料颗粒特性：颗粒粗，份额大，回送量减少 分离器效率：效率降低，回料量减少 回料系统： 第八页，共四十二页，2022年，8月28日 10.物料浓度： 指炉膛内一定空间区域内的物料量，与两个压力测点间的压差成正比，与两个压力测点间的距离成反比。 11.密相区、过渡区和稀相区 工程应用上，一般将二次风口或给煤口以下区域划分为密相区，炉膛锥部以上部分划分为稀相区。 第九页，共四十二页，2022年，8月28日 气固两相流中的颗粒特性 一、固体颗粒特性 1. 非球形颗粒的等效直径 (1)等效体积直径：与颗粒具有相同体积的球形直径 (2)等效表面积直径：与颗粒具有相同外表面的球形 直径 (3)筛分直径：颗粒能通过的最小方形筛孔的宽度。 工程实用的当量直径 (4)等效表面-体积直径：与颗粒具有相同表面比的球 形直径 第十页，共四十二页，2022年，8月28日 2. 颗粒球形度 表征颗粒接近球形的程度。球形度数值越小，颗粒偏离球形越远。用实测方法获得。 第十一页，共四十二页，2022年，8月28日 3.宽筛分颗粒的平均粒径 筛分重量平均直径：dav=∑xidi Xi—不同直径颗粒份额 Di