流化床特征

第３４卷第３期　２００７年５月　华北电力大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｎｏａｈ　Ｃｈｉｎａ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｐｏｗｅｒ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　Ｖ０１．３４．Ｎｏ．３　Ｍａｙ，２００７　

循环流化床锅炉中灰颗粒的演化特征　

徐有宁，李洪涛　

（沈阳工程学院沈阳市循环流化床燃烧技术重点试验室，辽宁沈阳１１０１３６）　

摘要：循环流化床（ＣＦ１３）锅炉炉内的燃烧及传热与炉内床料的状态密切相关，而炉内床料主要是由燃煤含　有的矿物组分经过燃烧、爆裂和磨耗过程形成的。对多家循环流化床电站锅炉选用煤种和不同部位的灰进行　

取样，使用可视化显微仪，获取了粒度分布和灰颗粒的微观形貌特征。根据循环流化床锅炉内灰颗粒的机械　

强度和耐磨性能的不同，将灰颗粒归为三类不同性质的灰，以此为基点，分别采用固定床燃烧后冷态振动筛　

分的方法和流化床实验台热态流化后筛分的方法，对比分析了灰颗粒在燃烧过程中的演化特征。结果表明：　

三类灰颗粒在不同的燃烧温度和时间的演化过程存在明显的不同。从而对循环流化床中的床料粒径分布的确　

定提供了理论依据。　关键词：循环流化床；灰颗粒；磨损；破碎；归类；演化特征　

中图分类号：ＴＫ２２９．６　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—２６９１（２００７）一００５０—０５　

Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎａｒｙ　ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ　０ｆ　ａｓｈ　ｐｅｌｌｅｔｓ　

ｉｎ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ　

ＸＵ　ＹｏＵ—ｎｉｎｇ．ＬＩ　Ｈｏｎｇ—ｔａｏ　

（Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｋｅｙ　Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ　ｏｎ　Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　Ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　Ｂｅｄ　Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，　

Ｓｈｅｎｙａｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ　１１０１３６，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｈｅａｔ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　ｉｎ　ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ　ｆｌｕｉｄｉｚｅｄ　ｂｅｄ（ＣＦＢ）ｂｏｉｌｅｒ　ａｒｅ　ｒｅｌａｔｅｄ　ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｂｅｄ　ｒｎａｔｅｒｉ—　

钱江干燥——中国通用机械干燥设备厂家 流化床就是将大量固体颗粒悬浮于运动的流体之中，从而使颗粒具有流体的某些表观特征，这种流固接触状态称为固体流态化。充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。

当流体通过床层的速度逐渐提高到某值时，颗粒出现松动，颗粒间空隙增大，床层体积出现膨胀。如果再进一步提高流体速度，床层将不能维持固定状态。此时，颗粒全部悬浮于流体中，显示出相当不规则的运动。随着流速的提高，颗粒的运动愈加剧烈，床层的膨胀也随之增大，但是颗粒仍逗留在床层内而不被流体带出。床层的这种状态和液体相似称为流化床。其中，流化床的种类有：最小流化床，鼓泡流化床，腾涌流化床。

那么流化床有哪些特性呢？充分流态化的床层表现出类似于液体的性质。密度比床层平均密度小的流体可以悬浮在床面上；床面保持水平；床层服从流体静力学关系，即高度差为的两截面的压差；颗粒具有与液体类似的流动性，可以从

钱江干燥——中国通用机械干燥设备厂家 器壁的小孔喷出；两个联通的流化床能自行调整床层上表面使之在同一水平面上。

上述性质使得流化床内颗粒物料的加工可以像流体一样连续进出料，并且由于颗粒充分混合，床层温度、浓度均匀使床层具有独特的优点得以广泛的应用。

谈到流化床性质的运用，这里以干燥技术角度阐述，循环流化床干燥技术是将待干燥物质通过加料器加入流化床床体，从设备容器下方通入预热空气或者各种锅炉废气，使流化床内的物料颗粒被吹起呈沸腾状态悬浮粉碎。同时在流化床上部出口，将已干燥物料收集起来。

杭州钱江干燥设备有限公司所生产的GLR系列内加热流化床干燥机，系统由热风热源(燃煤、燃油、燃气、蒸汽、电)和内加热热源(蒸汽、水、导热油)。同时供热,主要由内加热流化床主机、分离设备(内置布袋除尘器、外置旋风分离器+布袋除尘器、外置旋风分离器+水幕除尘器等)、风机、控制系统等组成。可

钱江干燥——中国通用机械干燥设备厂家 实现连续或间歇操作。适用于干燥产品的大批量生产。

外循环DTB流化床结晶器的计算流体动力学特征

周学晋,袁建军,沙作良,贺　华

(天津市海洋资源与化学重点实验室天津科技大学,天津　300457)

摘　要:　文章应用计算流体力学的方法对外循环DTB流化床结晶器进行了模拟,运

行结果揭示了结晶器内流体的运动轨迹,体积分数分布情况以及各出口处流体的分布情况。

实验结果表明采用流化技术后的DTB结晶器内能够实现很好的晶浆悬浮,有利于晶体的成

核及成长。计算流体力学的方法为DTB结晶器的设计、改造提供了更加科学和准确的依据,

具有重要的研究价值。

关键词:　外循环;流化床DTB结晶器;计算流体力学

中图分类号:Q351.2　文献标识码:A　文章编号:1673-6850(2011)03-0030-03

CharacteristicsofComputationalFluidDynamicsin

External-cyclingFluidizedDTBCrystallizer

ZHOUXuejin,YUANJianjun,SHAZuoliang,HEHua

(TianjinKeyLaboratoryofMarineResourcesandChemistry,TianjinUniversity

ofScienceandTechnology,Tianjin300457,China)

Abstract:　Thearticlemainlydiscussedthesimulationanexternal-cyclingfluidizedDTB

crystallizerbyapplyingthemethodofComputationalFluidDynamics(CFD),theresultofwhich

revealedthetracesandvolumefractiondistributionsofthefluidsinthetankaswellasthedistribu-

tionofthefluidsatoutlets.TheexperimentalsoindicatedthatthefluidizedDTBcrystallizercana-

层燃炉与流化床的比较

层燃是指在锅炉在炉排上固定不动地燃烧，又称固定床燃烧方式。采用层燃方式的锅炉有：链条炉、固定炉排炉、抛煤机炉、振动

炉和往复炉等。虽然抛煤机炉、振动炉和往复炉的燃烧过程中，燃料在机械外力的作用下，也存在一定的运动，但其主要燃烧特征仍为固

定燃烧，因此仍属层燃炉。

往复振动炉排是层燃炉的典型代表，如图1、2所示，按炉排布

图1倾斜式往复振动炉排 1电动机；2偏心轮；3推拉杆；4活动框架；5活动炉排；6固定炉

排；7燃尽炉排；8下联箱

图2水平往复振动炉排示意图

1电动机；2偏心轮；3推拉杆；4活动框架；5活动炉排；6固定炉

排；7燃尽炉排；8前拱；9中拱；10后拱；11下联箱 置可分为倾斜式往复振动炉排、水平往复振动炉排。 我国现行的倾斜式往复振动炉排炉的整个炉排由相间布置的固定和

可动炉排片组成。煤由煤斗落到前端的少缝或无缝的炉排片上。固定炉排片尾部固定在铸铁或槽钢制成的横梁上，横梁则架在炉排框架

上。可动炉排片的前端搭在固定炉排上，其尾部则座在可动的铸铁横

梁上，横梁的两端架在滚轮上，各排的可动炉排的横梁连在一起，作前后往复运动，进入炉内的煤就可借助这种往复运动，不断向前推动，

并经过各燃烧阶段形成灰渣。最后实推到专为更好燃尽灰渣而设置的一段平炉排——燃尽炉排上，灰渣燃尽后被推入渣斗。 水平往复推动炉排的结构与倾斜式的相同，但其框架是水平或略

微倾斜的，炉排片略向上翘，倾角一般在11°～15°，整个炉排的纵剖面呈锯齿形。当活动炉排往向上推动时，将固定炉排片上前部的

煤推到它前面一排活活炉排的后部。活动炉排往回运动时，煤受固定炉排阻挡不再随活动炉排返回，这就起到送煤的作用。当活动炉排返

回时，其头部的煤向下塌落，煤层的扰动和松动较好。这样，在活动炉排的往复行程内，煤层时高时低，呈波浪式移动，逐渐依次完成燃

烧的各个阶段。

燃料在炉排上由前往后的移动过程中，在炉内火焰及炉拱的辐射下，逐步燃烧和烧尽。形成的灰渣被炉排翻落至炉后的灰渣斗。 层燃炉的燃烧特点是燃烧缓慢，燃烧过程具有十分明显的阶段性和层次性。其燃烧过程一般分为四个阶段；新煤预热干燥、挥发分析