流態(tài)化燃燒爐冷模試驗(yàn)研究.pdf

1、水泥熟料流態(tài)化煅燒工藝的研究已經(jīng)開展了幾十年，到目前為止還沒(méi)有工業(yè)規(guī)模的應(yīng)用實(shí)例。目前較為成功的是日本的一些研究人員以高溫造粒燒結(jié)技術(shù)為核心的流態(tài)化煅燒工藝，已經(jīng)在進(jìn)行大規(guī)模的中期試驗(yàn)了。不過(guò)盡管如此，有關(guān)大顆粒流化床的研究目前還不夠完善，所得到的具有指導(dǎo)意義的資料不多。
　　 本文對(duì)目前流態(tài)化煅燒水泥熟料的工藝進(jìn)行分析總結(jié)，認(rèn)為冷態(tài)成球工藝是一種比較適合我國(guó)國(guó)情的流態(tài)化水泥熟料煅燒方法。為適應(yīng)這一工藝，本文提出以顆粒狀煤作為燃

2、料，在流態(tài)化狀態(tài)下進(jìn)行燃燒，產(chǎn)生高溫?zé)煔庖詽M足熟料煅燒過(guò)程的需要。燃燒過(guò)程中，少量的冷空氣作為流化風(fēng)，將燃料顆粒流化起來(lái)，而燃燒所需的空氣主要由溫度較高的三次風(fēng)來(lái)提供。
　　 基于這一思路，本文設(shè)計(jì)了一種流態(tài)化燃燒爐，并通過(guò)冷態(tài)模擬試驗(yàn)，對(duì)其結(jié)構(gòu)和操作參數(shù)進(jìn)行了初步的研究。首先根據(jù)傳統(tǒng)的小顆粒流化床的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)流態(tài)化燃燒爐進(jìn)行了初步的設(shè)計(jì)，并結(jié)合試驗(yàn)對(duì)其進(jìn)行了校驗(yàn)分析。在初步設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，本文對(duì)燃燒爐的流體力學(xué)特性進(jìn)行了研究，

3、主要測(cè)定并比較了不同三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)方式和比例下燃燒爐內(nèi)氣體流場(chǎng)以及阻力特性的變化規(guī)律，以便對(duì)燃燒爐的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。試驗(yàn)結(jié)果表明：
　　 (1)設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)臨界流化風(fēng)速采用Ergun方程推導(dǎo)而來(lái)的臨界流化風(fēng)速的計(jì)算公式在大顆粒流化床中取得比較相符的計(jì)算結(jié)果，因此設(shè)計(jì)結(jié)果較為合理。
　　 (2)本次試驗(yàn)中，隨著床料成分的改變，其臨界流化風(fēng)速變化范圍為0.9m.s-1～1.3m.s-1，變化范圍不大，因此在燃燒過(guò)程中，床料成分的

4、改變對(duì)操作風(fēng)速的影響不會(huì)很大。
　　 (3)對(duì)燃燒爐的流場(chǎng)分布研究結(jié)果表明：三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度對(duì)燃燒爐內(nèi)流場(chǎng)影響較大，相同進(jìn)風(fēng)比例情況下，隨著進(jìn)風(fēng)角度由徑向到切向的變化，爐內(nèi)流場(chǎng)由原先的受限噴射流變成以旋流為主的流場(chǎng)，并且隨著角度的增加而變得很明顯。在相同三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度情況下，流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)比例的增加，有利于煤顆粒在流化段的正常流化，但不利于顆粒的分散。本文通過(guò)研究認(rèn)為在三次風(fēng)60°進(jìn)風(fēng)流化風(fēng)進(jìn)風(fēng)比例為10％時(shí)條件下，軸向速度相對(duì)較低并

5、且在邊壁以及其它一些區(qū)域產(chǎn)生匯流，徑向速度有利于增加煤顆粒在燃燒爐內(nèi)停留時(shí)間，切向速度較大，離心作用強(qiáng)，爐內(nèi)流場(chǎng)分布較為合理，有利于燃料分散以及燃燒過(guò)程的實(shí)現(xiàn)。
　　 (4)對(duì)系統(tǒng)阻力特性的試驗(yàn)研究表明：本文研究的燃燒爐，其系統(tǒng)阻力損失主要以三次風(fēng)阻力損失為主，流化風(fēng)對(duì)三次風(fēng)阻力損失影響很小，系統(tǒng)阻力損失隨著三次風(fēng)速的增加而上升。隨著三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度的變化，以三次風(fēng)入爐風(fēng)速為基準(zhǔn)的阻力系數(shù)ξe從1.2上升到了2.2，不過(guò)從總的阻力