循环床锅炉下排气旋风分离器分离机理的研究.pdfVIP

维普资讯 第 23卷 第 3期 华 中 理 工 大 学 学 报 Vd ．23 No．3 1995年 3月 J．HuazhongUniv．DfSci．＆_Tech M ar 1995 循环床锅炉下排气旋风分离器 分离机理的研究 7I／ {6 杰刘德昌 夕 (煤燃烧国家重 点实验室) 摘 要 根据对分离器内部流场的测试 ，分析 了分离器 内气固运动规律及其对粉尘颗粒捕集分 离的影响．利用径向混合模型，导出了描述分离器捕集分离机理的计算模型，并对模型进行 了验 证．讨论了循环摩锅炉飞灰分 3)妒 关键词 E生 堕墨坌蔓量； ， ／ 分类号 TK 10 TU 834 循环床锅炉关键设备飞灰分离装置，其性能的优劣，直接影响到锅炉的安全、经济运行．分 离器的结构型式和布置位置 ，决定了循环床锅炉的整体结构布置 ，成为区别循环床锅炉技术流 派的重要标志之一．循环床锅炉的飞灰分离器必须具有足够高的分离效率 ，提供足够多的物料 懒 ，， 进行循环，以满足炉 内燃烧、脱硫和传热等方面的需要．另外，还应具有阻力低、结构简单、布置 紧凑等优 良性能．由华中理工大学研究开发的下排气旋风分离器 ，具有高效低阻等优 良性能． 特别适合于循环床锅炉，现 已应用，于各种容量循环床锅炉的设计0 一．本文对该分离器的分离 ． 机理进行了深入的分析与研究，为分离器的进一步完善与应用 反 奠定了理论基础． 1 分离器 内气流与颗粒的运动与分析 ，埭 下排气旋风分离器主要 由外筒体、导流体和排气管等组 成口．分离器 内气流与颗粒的运动参见图 1含尘气流 由切 向进 入分离器后，在外筒体与导流体之间的圆环柱 内自上而下地旋 转运动，大部分直到排气管排出，而有一小部分则继续下旋 ，到 达底板时折转方 向，逆着气流向上运动到排气 口排出．粉尘颗粒 随着气流旋转 ．在离心力的作用下从气流中分离出来，沿器壁滑 下进入贮灰斗． 文献 [2]给出了分离器内气流三维速度场的测试结果．由 测试结果可知：切 向速度 Ⅳ 由靠近导流体附近的准强制涡和靠 近器壁附近的准 自由涡组成．径 向速度 Ⅳ 由源汇流组成 ：在靠 近导流体部分为类汇流 ，即 ⅣI向内；在靠近器壁部分则为类源 图1 捕集分离模型示意圈 收稿 日期 ：1994·09—01． 陈汉平-男，1962年生 ．讲师 武‘浞 ，华中理工大学煤燃烧国家重点实验室 (430074) 维普资讯 华 中 理 工 大 学 学 报 流．即 W 向外．轴 向速度 在排气 口以上．均为下降流，而在排气 口以下，除了有靠近器壁的 下降流外．还有靠近排气管的上升流． 对于准 自由涡，W．r)=C1，式中c为常数 ；r为旋转半径 ，m； 为旋转指数．k值可 由流 场测试确定．也可按下述经验公式计算 ：：1一(1—0．74{rz) )[({tk+273)／zsC”，式中 r!为分离器外筒体 内半径 ，m；为气流温度 ．C．准强制涡可表示为：W 一rz{r}(1一 “rm)· 式中 。为常数．c．与 k 及 r有如下关系； c，／{^} 一 {r) (1一 f．{r))； ：{r) = (1一 )／(2+ )； r = l／2· (1) 式中，r为准 自由涡与准强制涡的分界半径 ．m；r为准强制涡 Ⅳ等于最大值处的半径 ，m． 试验研究表 明，r与流场及分离器结构尺寸有关．r可表示为：r [+ (1+ )r+krl／ ：2(1+ )]．式