锅炉气固两相流基础理论.ppt

原因 因为床内物料密度很大，物料在高速气流作用下，后续上浮的颗粒接近前面颗粒，使前面颗粒所受气流的作用力降低，并在其重力作用下落在尾随其后的颗粒上，依次作用使物料单一颗粒形成颗粒团或颗粒带，颗粒团(或颗粒带)的自身重力较单一颗粒重得多，当其重力大于气流对其作用力时，颗粒团落降与后部的物料混合。 面壁流 当物料呈湍流床时，沿四周壁面的物料浓度较中心大，并沿壁面向下流动。而中心区物料颗粒相对稀少(浓度低)，并随气流向上运动。当气流速度再增大时，沿壁面明显下降的高浓度气固两相流出现湍动，下降环流与上升中心流发生掺混，在炉内产生循环。这种物料在炉内掺混循环，称做“内循环”，如图2-20所示。 “面壁流”现象对炉内传热和受热面磨损影响极大。 影响面壁流形成及其厚度的因素较多，如物料特性、布风板、风帽结构、受热面结构、流化速度等。 3.颗粒的扬析和夹带 夹带：指单一颗粒或多组分系统中，气流从床层 中带走固体颗粒的现象。 扬析：从混合物中分离和带走细粉的现象。 二、 炉内颗粒浓度分布 1. 颗粒浓度沿床高（轴向） 分布规律 从颗粒浓度沿床高的分 布特征看，处于不同流型 状态的流化床内的颗粒浓 度沿床高分布规律差别很大。 从总体上讲，循环流化床炉 内颗粒浓度一般呈上稀下浓 的不均匀分布，如图2-21所示。 2.颗粒浓度沿床截面（径向）分布规律 在循环流化床中，由于壁面 的摩擦效应，在靠近壁面处的 气速低于床层中心的气速。 在床内核心区上行的固体颗 粒，由于流体动力的作用，会 向边壁漂移，当到达壁面时， 由于气速较低，流体对颗粒或 颗粒团的曳力也降低，这样颗粒 在近壁面处的上升速度减慢或者 向下运动（见图2-25）。 三、床层高度、阻力与气流速度变化的关系a.固定床，b.鼓泡床，c.湍流床，d.气力输送 1.在固定床中--气流从颗粒与颗粒之间空隙曲折通过料层， A.床料层越厚其气流通过路径越长，受到阻力越大； b.气流速度越大，阻力也越大； 2.鼓泡床和湍流床：气流速度达到临界流化速度后，气体以气泡的形式携带一些固体颗粒向上通过料层，料层中空隙率增大，床层增高，但料层阻力却不再增大，气流速度继续增大，床层增加更高，即床层体积膨胀，空隙率增加，流体在床内颗粒间的流通截面积增大，使流体通过料层颗粒间的真实流速不变，因此料层阻力也基本不变 3.气力输送： 当气流速度再增大时，床料进入气力输送状态，固体颗粒被气流带出炉床，床料密度降低，炉内空隙率?≈1，气流阻力将随着下降（见图2-26、2-27）。 根据料层高度和阻力与气流速度变化规律， 利用临界流化速度与料层厚度基本没有多大影响的道理，就可以调整回料阀和风选式冷渣器的流化风速，使之在运行中基本保持不变而正常流化。 四、床内压力波动--循环流化床的压力分布。 对循环流化床内 的轴向压力分布 的测量表明，在 床层底部的密相 区，压力梯度比 较大，在上部区 域压力梯度比较 小（见图2-29）； 床层压降与运行风速的关系： 在同一循环物料量下，床层压降随运行风速的增加而下降，这意味着在同一循环量的条件下，速度越大，床内的颗粒浓度必然变稀，因而床内压降和速度成反比。 第五节 流化床炉中的物料平衡 第三章 气固两相流基础理论 主要内容 基本概念 气固两相流中的颗粒特性 流态化基本原理 循环流化床炉内流体动力特性 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 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 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。 6．燃料颗粒特性—称燃煤的粒比度 是选择制煤设