鄭州電力高等?？茖W(xué)校ppt課件

1、鄭州電力高等專科學(xué)校主講：楊建華主講：楊建華第2講 氣固兩相流基礎(chǔ)理論 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 基本概念基本概念 氣固兩相流中的顆粒特性氣固兩相流中的顆粒特性 流態(tài)化基本原理流態(tài)化基本原理 循環(huán)流化床爐內(nèi)流體動(dòng)力特性循環(huán)流化床爐內(nèi)流體動(dòng)力特性基本概念基本概念 1床料 燃煤、灰渣、石灰石、砂子或鐵礦石 2物料 循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)燃燒或載熱固體顆粒 3堆積密度與顆粒密度 無(wú)約束，真實(shí)密度 4. 空隙率 堆積與流化并不相同。確定流化狀態(tài) 5燃料篩分 寬篩分與窄篩分 6燃料顆粒特性 燃煤的粒比度 7流化速度 空塔速度，控制流化狀態(tài) 8臨界流化風(fēng)速與臨界流化風(fēng)量 開(kāi)始流化時(shí)的一次風(fēng)速度與風(fēng)量 9物料循環(huán)倍率 物料返送

2、量與燃料給進(jìn)量之比物料循環(huán)倍率燃料一次風(fēng)回料閥回料風(fēng)分離器煙氣圖2-1 循環(huán)流化床鍋爐原理簡(jiǎn)圖一次風(fēng)量燃料顆粒特性分離器效率回料系統(tǒng)氣固兩相流中的顆粒特性氣固兩相流中的顆粒特性 一、固體顆粒特性一、固體顆粒特性 1. 非球形顆粒的等效直徑非球形顆粒的等效直徑 (1)等效體積直徑等效體積直徑 (2)等效表而積直徑等效表而積直徑 (3)篩分直徑篩分直徑 (4)等效表面等效表面-體積直徑體積直徑 2. 顆粒球形度顆粒球形度表表2 2- -1 1 典典型型非非球球形形顆顆粒粒的的球球形形度度數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)物 料性 狀球形度（）物 料性 狀球形度（）原煤粒大至10mm0.65砂平均值0.75破碎煤粉0.73硬

3、砂尖角狀0.65煙道飛灰熔融球狀0.89硬砂尖片狀0.43煙道飛灰熔融聚集狀0.55渥太華砂接近球形0.95碎玻璃屑尖角狀0.65砂無(wú)棱角0.83鞍形填料0.3砂有棱角0.73拉西環(huán)0.3鎢粉0.89 3.寬篩分顆粒的平均粒徑 4. Geldart的顆粒分類方法 圖2-2 Geldart的顆粒分類圖表2-3 Geldart 四類顆粒的主要特征顆粒類型CABD粒度(p=2500kg/m3)650m溝流程度嚴(yán)重很小可忽略可忽略可噴動(dòng)性無(wú)無(wú)淺床時(shí)有最小鼓泡速度mbu無(wú)氣泡mfu=mfu=mfu氣泡形狀僅為溝流平底圓帽固體混合很低低中高氣體返混很低高中低粒度對(duì)流體動(dòng)力特性的影響未知明顯很小未知二、顆粒

4、終端速度表2-4 煤粉顆粒的終端沉降速度tu（m/s）煤粒直徑（m）200800煤粒直徑（m）200800300.03-2001.130.85400.060.033001.921.62500.120.064002.622.5600.150.095003.382.35700.250.126004.084.21800.270.158005.355.83900.370.2110006.587.411000.430.24流態(tài)化基本原理流態(tài)化基本原理 流態(tài)化的概念流態(tài)化的概念流化床的形成過(guò)程流化床的形成過(guò)程圖2-6 不同氣流速度下固體顆粒床層的流動(dòng)狀態(tài)流化床的形成過(guò)程演示）流化床的形成過(guò)程演示）循環(huán)床的

5、形成沸騰床鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示鼓泡床實(shí)驗(yàn)演示循環(huán)床實(shí)驗(yàn)循環(huán)床實(shí)驗(yàn)循環(huán)流化床爐內(nèi)流體動(dòng)力特性循環(huán)流化床爐內(nèi)流體動(dòng)力特性 一、爐內(nèi)氣固兩相流動(dòng)狀態(tài)一、爐內(nèi)氣固兩相流動(dòng)狀態(tài) 1. 1. 爐內(nèi)不同區(qū)域流型分布爐內(nèi)不同區(qū)域流型分布位置流動(dòng)狀態(tài)燃燒室（二次風(fēng)口以下）湍流或鼓泡流化床燃燒室（二次風(fēng)口以上）快速流化床旋風(fēng)分離器旋渦流動(dòng)返料料腿（立管）移動(dòng)床返料機(jī)構(gòu)/外置式換熱器鼓泡流化床尾部煙道氣力輸送圖 2-17 床內(nèi)顆粒濃度分布 2. 床內(nèi)氣泡與顆粒運(yùn)動(dòng) 圖 2-18 氣泡上浮對(duì)床料的擾動(dòng)圖 2-19 顆粒帶(顆粒圖) 形成示意圖圖 2-20 面壁流 二、 爐內(nèi)顆粒濃度分布 1. 顆粒濃度沿床高軸向分布規(guī)律圖2

6、-21 不同流態(tài)化型式沿高 度的顆粒濃度分布2. 顆粒濃度沿床截面徑向分布規(guī)律圖 2-25 快速流化床內(nèi)顆粒流動(dòng)示意圖氣流方向Gs三、床層高度、阻力與氣流速度變化的關(guān)系三、床層高度、阻力與氣流速度變化的關(guān)系 圖 2-26 流化床中料層隨氣流速度變化的情況圖 2-27 床層高度、阻力隨氣流變化速度變化的情況示意圖 床內(nèi)壓力波動(dòng)床內(nèi)壓力波動(dòng) 循環(huán)流化床的壓力分布循環(huán)流化床的壓力分布圖2-29 不同流型下床內(nèi)壓力沿床 層高度的變化曲線輸送床湍流床快速床鼓泡床P / L高度四四 布風(fēng)均勻性檢查布風(fēng)均勻性檢查腳試法：腳試法：沸騰法：沸騰法：五五 冷態(tài)臨界流化風(fēng)量測(cè)定冷態(tài)臨界流化風(fēng)量測(cè)定臨界流化風(fēng)量概念臨界流化風(fēng)量概念 臨界流化風(fēng)量的測(cè)定臨界流化風(fēng)量的測(cè)定 冷態(tài)臨界流化風(fēng)量對(duì)熱態(tài)運(yùn)行的指導(dǎo)意義冷態(tài)臨界流化風(fēng)量對(duì)熱態(tài)運(yùn)行的指導(dǎo)意義 臨界流化風(fēng)速受溫度影響，隨溫度的升高臨界流化風(fēng)速受溫度影響，隨溫度的升高而增大而增大; ; 冷熱態(tài)臨界流化風(fēng)量之比隨溫度升高而降冷熱態(tài)臨界流化風(fēng)量之比隨溫度升高而降低，運(yùn)行溫度低，運(yùn)行溫度900900）時(shí)約為）時(shí)約為50%50%，提示，提示熱態(tài)運(yùn)行時(shí)需冷態(tài)臨界流化風(fēng)量的一半即熱態(tài)運(yùn)行時(shí)需冷態(tài)臨界流化風(fēng)量的一半即可達(dá)到臨界流化狀態(tài)；可