(完整word版)循环流化床锅炉技术600问

循环流化床锅炉技术600问
循环流化床锅炉基础知识
1、流态化的基本定义是什么?
答:气体或液体以一定速度穿越固体颗粒层时,当气体或者液体对固体颗粒产生的作用力与固体所承受的其它外力相平衡条件达到后,就形成气固两相或液固两相混合介质的类似于纯液体流动的流态化现象,这一现象就称为气固或液固两相流介质的流态化。
在工业应用的场合下,一般多指气固两相混合两相介质的流态化过程,传统意义上以垂直方向上的流态化现象为主.最近的研究表明,各层截面受限范围内还在存在水平流化湍动过程,同样也是非常重要的一个方面。
2、循环流化床物料的主要流动方式有哪几种?颗粒状态如何?
答:从狭义角度讲,物料达到临界流化点后流化的形成有五种,即散式流态化、鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化。其中鼓泡流态化、腾涌、湍流流态化和快速流态化四种方式统称为聚式流态化.
从广义的角度讲,固定床和气力输送也可以归入流化状态的种类,因此广义上有七种,如图1—1所示,其速度范围和基本特征见表1-1.
不是在任何情况下都能够观察到表中所列的各种形式.因为这些形式之间的过渡点不仅取决于气固系统的特性,也取决于其它条件。Vmf和Vmb只取决于气体和固体的性质,Vms取决于床直径和床的深度,Vt取决于颗粒进入床的速度.如果床的直径小到足以产生腾涌,Vk则与床的直径有关,在许多气固系统中,VmfVmb基本相等,散式流态化通常是观察不到的。与引起相反,大多数液体流化床在正常操作条件下只能观察到散式流态形式。对于浅的或大直径的床层,或者是已经达到最大稳定气泡尺寸的系统,鼓泡方式有可能直接过渡到湍流方式而不会出现腾涌。
表1-1      床层不同流化方式的基本特征
循环流化床锅炉技术
速度范围
方式
基本特征
0≤V<Vmf
固定床
颗粒静止,气体从间隙中流过
Vmf≤V<Vmb
散式流态化
床层平稳,均匀地膨胀;上部有一个确定的界面;颗粒有一些小幅度的运动;颗粒聚集的倾向很小;存在很小的压力波动。
Vmb≤V<Vms
鼓泡流态化
布风板附近形成空穴,主要由于合并而长大,并升至床面。床面是确定的界面,周期性地有气泡破裂穿出;有一个较明显辐度的压力波动.
Vms≤V<Vk
腾涌
气泡充满床体截面的大部分;床面以某种有规律的频率上升、破裂;存在较大、有规则的压力波动。
Vk≤V<VC
湍流流态化
小气泡和颗粒来回运动;上表面难以确定;压力仅有小幅度的波动。
VC≤V<Vt
快速流态化
床面难以直观确定;颗粒飞出床的上部并由床底或接近底部的新加入的颗粒所代替;集中在靠近壁面处的颗粒团向下运动,整床内的气体和分散的颗粒一起向上运动;在不变的给料速率下,由于V的增加使颗粒愈加稀薄。
Vt≤V
气力输送
流化风速上升到一定水平时,气体对颗粒的携带作用足以克服颗粒所受的重力,颗粒随气体流动而流动。但是,颗粒在空间的浓度又不足以引起明显的颗粒间相互作用和团聚.这种状态称为气力输送.颗粒尺寸越小,密谋越小、表面粗糙度越大,则相对的气力输送最小速度越低。
3、什么是气固流态化?
答:在流体介质的作用下,固体颗粒表面表现出流体的宏观特性,称为流态化。如果该流体介质为气体,则生成的流化状态即为气固流态化.流化床锅炉中固体燃料的燃烧是以空气为流化介质的,因此流化床锅炉内的流化即气固流态化。
4、什么是柱塞流态化?
答:如果鼓泡床的深度与直径比较大,气泡上升合并,长大到几乎占据整个床层的截面,气泡上部那部分床层,会象活塞一样被气泡推举上升,然后颗粒从柱塞的顶部向下降落,最后柱塞消散,而由下向上另一个柱塞形成,重复上述过程。这种床层内部稳定脉动、依次重复的流动现象,称为“柱塞”流动。很多场合下,人们更多地称这种现象为“节涌”.
5、什么是湍流流态化?
答:鼓泡床在气流速度增大到一定程度时,床中大气泡完全消失,破碎成小的空隙,气流夹带固体颗粒以曲折线路身上急速运动穿过床层,原来连续的乳化相弥散成了颗粒团或颗粒带,大量的固体颗粒被夹带到床层上部,原来悬浮段内的固体颗粒深度大大增加;床层阻力
波动大到最大值后开始下降;床层表面已很难确定,性质和大小不同的颗粒团体和气流团紊乱运动,流化运动进入“湍流流态化”。
6、影响物料与受热面换热的因素有哪些?
答:对鼓泡床的受热面而言,影响床层与受热面间换热的主要因素有:物料的流化速度,物料粒度分布,物料自身的原始物理特性,床层温度,受热面的表面温度,受热面的布置方式和几何尺寸。对循环流化床而言,物料对垂直受热面换热的控制因素为:床温,颗粒当地空间浓度,粒度分布及受热面表面温度。
7、什么是颗粒终端速度?
答:当固体颗粒在空气中自由下落时,随着下降速度的加快,所受到的空气对颗粒的曳力最终与颗粒所受的浮升力和重力平衡,颗粒下降速度不再变化。此时的颗粒下降速度称为颗粒终端速度。
8、什么是空塔速度?
答:空塔速度也称空塔流化速度、表观速度、空床速度。其定义为床截面空气的名义速度。此时,在计算中不考虑固体颗粒所占据的体积,认为在整个从布风板到炉膛出口的所有截面和流动空间上,完全被气体介质所占据。实际的流化床锅炉的设计中,一般将循环床上部垂直部分的截面与一、二次风总风量作为计算基准,计算出的截面流速称为该循环床锅炉的设计流化速度。即该流化床的空塔流化速度。目前最常用的流化速度为3。0~6。0m/s。用公式可表达为

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标签:颗粒   流态化   速度   流化   床层   流化床   截面   气体
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