循環(huán)流化床鍋爐原理課件-文庫吧
2024-08-14 21:36 本頁面
【正文】 BWK ? 顆粒終端速度 當(dāng)一個顆粒在無限大的靜止介質(zhì)中，在重力的作用下做自由力作用下加速，而浮力和流體曳力則阻礙這種趨勢。當(dāng)顆粒加速直至達到一個不再增加的穩(wěn)定的速度時，這速度就叫該顆粒的終端速度。 在穩(wěn)定狀態(tài)下顆粒的受力平衡式為 顆粒的終端沉降速度 ut為： ）力（）浮力（）重力（ DAg FFF 曳??Dggppt Cgdu???3)(4 ?? 流態(tài)化 流態(tài)化的定義為：使顆粒通過與氣體或液體的接觸而轉(zhuǎn)變成類似流體的一種運行狀況 。 當(dāng)顆粒處于流態(tài)化狀態(tài)時 ， 作用在固體顆粒上的重力與氣流的曳力相互平衡 ， 此時顆粒處于一種擬懸浮狀態(tài) ， 從而使流化床具有類似于流體的性質(zhì) ， 主要有以下幾點 : (1) 在任一高度的靜壓近似等于在此高度上單位床截面內(nèi)固體顆粒的重量 。 (2) 無論床層如何傾斜 ， 床表面總是保持水平 ， 床層的形狀也保持容器的形狀 。 (3) 床內(nèi)固體顆粒可以像液體一樣 ， 從底部或側(cè)面的孔口中排出 。 (4) 密度高于床層表觀密度的物體在床內(nèi)會下沉 ， 密度小的物體會浮在床面上 。 (5) 床內(nèi)顆?；旌狭己?， 當(dāng)加熱床層時 ， 整個床層的溫度基本上均勻 。 、流化床的形成過程 當(dāng)空氣流速由小到大穿過床料顆粒間隙，床層經(jīng)歷了由固定床 → 鼓泡床 → 湍流床 → 快速床以及氣力輸送等一系列狀態(tài)的變化（圖 2－ 6）。 、幾種不正常的流化狀態(tài) 1 、溝流 鍋爐在冷態(tài)試驗和點火時，一次風(fēng)的流速在未達到臨界流速時，空氣流在料層中的分布是不均勻的，床料中顆粒大小的分布及空隙率也是不均勻的，在阻力小的地方氣流速度較大、在阻力大的地方氣流速度較小，有時大量的空氣從阻力小的地方穿過料層而其他部位仍處于固定床狀態(tài)，這種現(xiàn)象就稱為溝流(圖 2－ 15)。 產(chǎn)生溝流的主要原因是： (1) 運行中一次風(fēng)速太低，未達到設(shè)計要求。 (2) 料層（床內(nèi)一定厚度的床料）太薄，或嚴(yán)重不均，或爐床內(nèi)結(jié)焦。 (3) 給煤太濕，播煤風(fēng)、回料風(fēng)調(diào)整不合理，造成在給煤口下或回料口處形成堆集現(xiàn)象。 (4) 布風(fēng)板設(shè)計不合理，風(fēng)帽數(shù)太少，節(jié)距太大。 消除溝流的方法就是查出是哪種原因產(chǎn)生溝流，針對原因采取措施就可避免溝流的發(fā)生。 氣泡與節(jié)涌 床料在流化過程中形成湍流前，流化一次風(fēng)主要是以“氣泡”形式在料層中向上運動的。 其實，料層中含有氣泡是正常現(xiàn)象，但是氣泡過大或集中上涌，就屬不正常流化。如果料層中的氣泡聚集匯合接近爐床寬度時，料層就被分成幾層，一層比較稠密的床料，一層稀疏床料的“空氣”向上運動，當(dāng)達到某一高度后崩裂固體顆粒噴雨而下。這種現(xiàn)象稱為節(jié)涌（圖 2－ 16 ）。 節(jié)涌現(xiàn)象易在鼓泡床與湍流床之間的流化過程中產(chǎn)生。因此，通常把鼓泡床與湍流床之間的流化狀態(tài)稱為不穩(wěn)定流化狀態(tài)。鍋爐應(yīng)盡可能避免在這一狀態(tài)下運行。不正常氣泡和節(jié)涌的產(chǎn)生，主要與布風(fēng)板、風(fēng)帽設(shè)計不合理，床料顆粒過粗、料層過薄等因素有關(guān)。 分層 床料在流化過程中，較粗較重的顆粒一般在底部，細而輕的顆粒懸浮于上部。這種分層現(xiàn)象，在移動床和低速鼓泡床中比較清楚。在湍流床和快速床中，分層的趨勢就不太明顯。 循環(huán)流化床爐內(nèi)流體動力特性 一、爐內(nèi)氣 — 固兩相流動狀態(tài) 爐內(nèi)不同區(qū)域流型分布 在循環(huán)流化床鍋爐中，高溫固體物料沿著一個封閉的循環(huán)回路運動。在這個循環(huán)回路中的不同區(qū)域固體顆粒處于不同的流動狀態(tài)，如下表所示： 2 、床內(nèi)氣泡與顆粒運動 在較低的氣流速度下，流化床中的空氣以氣泡的形式向上運動，小氣 泡在運動中不斷地形成較大的氣泡，床內(nèi)顆粒的混合主要依靠氣泡運動所帶 來的擾動（圖 2－ 18）。 循環(huán)流化床鍋爐由于流化速度較鼓泡床鍋爐大大提高 (一般為 5~10m/s)，流化介質(zhì)在床內(nèi)不再以氣泡形式通過物料，固體顆粒的運動方式也發(fā)生了變化。在顆粒流型上，快速流化床明顯存在著顆粒絮狀物的運動（圖 2－ 19）。 當(dāng)物料呈湍流床時，沿四周壁面的物料濃度較中心大，并沿壁面向下流動。而中心區(qū)物料顆粒相對稀少 (濃度低 )，并隨氣流向上運動。當(dāng)氣流速度再增大時，沿壁面明顯下降的高濃度氣 — 固兩相流出現(xiàn)湍動，下降環(huán)流與上升中心流發(fā)生摻混，在爐內(nèi)產(chǎn)生循環(huán)。這種物料在爐內(nèi)摻混循環(huán)，稱為“內(nèi)循環(huán)”（圖2－ 20）。 二、床內(nèi)壓力波動 在鼓泡流化床床層內(nèi)，壓力波動主要是由氣泡運動所致。在早期的流化床研究中，床內(nèi)壓力波動的大小往往被用來評定流化質(zhì)量的好壞程度；好的流化質(zhì)量應(yīng)該對應(yīng)于高頻率、低振幅的壓力波動。 床內(nèi)壓力波動的增加是由于氣泡的急劇合并而使氣泡尺寸增加所致。當(dāng)氣泡破碎速率大于其合并速率時，氣泡尺寸開始減小，床內(nèi)壓力波動的程度亦就逐漸減小，這就意味著壓力波動幅值正比于床內(nèi)平均氣泡直徑。 一般地說，沿高度方向，整個循環(huán)流化床會同時呈現(xiàn)鼓泡流態(tài)化、湍流流態(tài)化、快速流態(tài)化和氣力輸送流動型態(tài)，然而要正確地劃分其界限是困難的。目前，有關(guān)循環(huán)流化床鍋爐在采用大顆粒和
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