第二章 循环流化床的基本理论
正如前述,循环流化床锅炉的燃烧是在一个特殊的气固两相流���体系中发生的高速度、高浓度、高通量的固体物料流态化循环过程,以及高强度的热量、质量和动量传递过程,循环流化床内部气体和固体颗粒的运动行为对于燃烧过程和传热过程的进行有着重要的作用。本章介绍循环流化床中的基本概念、流态化的典型形态以及气固两相流体动力特性,这些是了解循环流化床锅炉的基础。
**节 循环流化床中的基本概念
一、循环流化床中的固体颗粒
1. 床料
流化床锅炉启动前,铺设在布风板上的一定厚度和一定粒度的固体颗粒,称作床料,也称为点火底料。床料一般由燃煤、灰渣、石灰石粉等组成,有些锅炉在床料中还掺入砂子、铁矿石等成分,甚至有的锅炉在调试或启动时仅用一定粒度的石英砂作床料。锅炉不同,床料的成分、颗粒粒径及其分布特性也有差别。静止床料层的厚度一般为350~600mm。
2. 物料
循环流化床锅炉运行中,在炉膛及循环系统(循环灰分离器、立管、送灰器等)内燃烧或载热的固体颗粒,称为物料。它不仅包含床料成分,还包括新给人的燃料、脱硫剂、经循环灰分离器返送回来的颗粒以及燃料燃烧生成的灰渣等。循环灰分离器分离下来通过送灰器返送回炉膛的物料称为循环物料,未被捕捉分离下来的细小颗粒是飞灰,随烟气进入尾部烟道,经炉床下部排出的大颗粒为炉渣,因此飞灰和炉渣是炉内物料的废料。
二、固体颗粒的物理特性
1. 堆积密度与颗粒密度
将固体颗粒不加任何约束地自然堆放时单位体积的质量称为颗粒的堆积密度,用ρd来表示,单位为kg/m3;单个颗粒的质量与其体积的比值称为颗粒密度或真实密度,用ρp表示,单位为kg/m3。
显然,不论是固体煤颗粒还是其他物料颗粒,尽管粒径大小不同,但由于颗粒间都有空隙,堆积密度总是比颗粒密度小。同一种燃料,因颗粒粒径及其分布特性不同,其堆积密度可能不同。例如,使用颗粒粒径范围比较宽的燃料时,‘因为小颗粒可以充填于大颗粒之间而造成堆积密度变大。不同种燃料,堆积密度有时也可能相同。
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