時間:2014-05-26 10:10:35
作者:世邦機器
單顆粒煤的著火
對單顆粒煤的著火試驗研究的文獻報道較多,其原因主要是試驗簡單易行,而且易于利用現有的理論進行分析,并將其結果推廣到顆粒群甚至煤粉氣流。早期對煤粒著火研究主要采用水平管試驗法、垂直爐管試驗法,而現在則發展到諸如靜止顆粒技術、熱重分析技術、激光技術等。煤粉加工設備在煤粉的應用中有著很重的地位,而煤粉碎機,就是重中之重了?,F代煤粉著火試驗方法較突出的進步是由Cassel和Lieb-mann獲得的,他們減少攜帶煤粉的空氣量,并減少顆粒的濃度,使顆粒的著火、燃燒可視作彼此無關的單顆粒狀態,試驗簡單,可用Semenov熱著火理論(TET)為基礎解釋單顆粒的試驗結果。
對單顆粒煤著火的理論分析較早是由Nusselt在1924年作出的。他利用了非穩態能量方程來計算達到顆粒著火的時間。此后,許多研究者在煤粒著火方面進行了大量的工作,概括起來有兩種分析方法:一種是Semenov著火簡化模型,另一種是進行數值求解。
煤粒的熱平衡方程可寫成以下的一般形式:
許多研究者都運用了熱著火理論分析單顆煤粒的非均相著火,只是所采用的QG的計算形式不同而已。TET能給出簡單而清晰的著火表達式,但要作比較大的簡化,也就是在計算QG時需要假設Arrhenius準則A,這一假定對煤來說有時是不成立的,例如對褐煤就不合適。而采用數值求解時,當計算的煤粒溫度出現突躍時即認為著火。這種分析的優點是不需作的假定,比較準確,但得不到著火的表達式。
為了克服上述兩種方法的缺陷,文獻對煤粒溫升的控制微分方程進行了無因次化,并探討了溫躍發生的條件,從而確立了著火的通用條件。
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較低的溫度點是煤粉氣流的運動軌跡.它的外緣是溫度較高的火焰區。這時回流區的溫度仍然是800℃左右,因為它卷吸了部分煤粉,特別是細顆粒煤粉,在這里快速循環,揮發分析出,預熱并著火,然后進一步燃燒。
將試驗中濃側和淡側顆粒濃度平均值滅及均方根S,用S/瓦表示顆粒的集中程度,以濃淡兩側S/莨的平均值作為判斷標準。
強化煤顆粒和高溫煙氣的對流換熱,據試驗分析和計算.,煤顆粒從加熱至著火的時間以高溫煙氣回流加熱比輻射加熱快23倍,而且煤粉越細加熱的時間越短,著火和燃燒的時間越快,就可以達到高效燃燒和火焰穩定的目的
為了檢驗模型的正確性,首先將其與實驗結果進行比較。實驗是在一維煤粉爐上進行的,試驗爐的結構及特點,文獻已作了詳細的描述,試驗所用的煤種為青山煙煤,煤粉是通過150目篩的寬篩分,其平均粒徑約為50/m。試驗時用電爐和煤氣燃燒加熱,當爐溫達到一定值后,撤出煤氣,投入煤粉氣流燃燒。待爐內燃燒穩定,壁溫和火。
除了改變一次風率外,文獻的作者又用改變整個過??諝庀禂档姆椒ㄩg接改變煤粉濃度,隨著過??諝庀禂档慕档?,NO也是呈直線下降。
在煤粉顆粒的熱解和燃燒過程中先是形成多個小氣泡,這些內部氣泡孔洞的表面積迅速增加,燃燒后將逐漸消耗掉有機質,因而氣泡孔洞的內表面積又將減少。