υ=μg/ρg-------(6)
式中,μg为烟气动力粘度。
将式(6)带入(5)式中可得:
Ar=dp3ρgρpg/μg 2-------(7)
将Recr1= dpωcr1ρg/μg(ωcr1为流化速度)和(7)式带入(3)式中,经推导后得出:
ωcr1= dp2ρpg/μg/(1400+5.38 Ar0.5)-------(8)
从式(7)中可以看出,假设颗粒的物性不变,阿基米德数(Ar)是烟气密度(ρg)的单调增函数,而式(8)表明,流化速度(ωcr1)是阿基米德数(Ar)的单调减函数。所以,由于在高海拔、低气压条件下,烟气密度减小,阿基米德数(Ar)相应减小,达到一定的流化状态的流化速度将增加。因此,临界流化风速将有所增加。
②根据文献[1],如果忽略颗粒之间的相互作用,考虑单颗粒在气流中的作用,气固之间的相对速度可以简单地用下式计算:
ug-up=[4gdp(ρp-ρg)/(3×CDρg)]0.5------(4)
式中,CD为曳力系数。
从式(4)中分析得出,由于高海拔、低气压使气体密度降低,最终使气固之间的相对速度增大,有利于絮状物的形成。在相同表观流速下,壁面返流也将增加,提高了炉内物料循环量。
六、结论
①高海拔、低气压条件使得挥发份的析出燃烧增强,密相区燃烧放热量有所增加,密相区升温速度加快。对于燃用高挥发份的褐煤循环流化床锅炉而言,选用较高的流化速度和采取一定的防结焦措施是有必要的。
②由于焦碳燃烧以扩散燃烧为主,高海拔、低气压条件使焦碳燃尽时间延长,为保证燃烧效率,可选用较高的循环倍率或提高炉膛高度。
③为增强磨损作用,提高燃烧效率和脱硫效率,高海拔地区的循环流化床锅炉应选取较高的循环倍率和流化速度。
④从炉内动力特性分析可知,为实现一定的流态化燃烧,应选用较高的流化风速。同时,絮状物和壁面返流的增加有助于提高炉内物料循环量。
⑤高海拔、低气压对炉内煤粒破碎特性无明显影响。
参考文献
1. 《循环流化床锅炉理论设计与运行》岑可法等著
2. 《工程流体力学》 山东工学院 南京电力学院 合编
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