ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Равномерность псевдоожижения из "Котлы и топки с кипящим слоем " Чрезвычайно важен вопрос об изменении сопротивления топки при уменьшении нагрузки котла. В котлах без выносного теплообменника (типа Пирофлоу) при уменьшении расхода топлива концентрация частиц обычно падает, соответственно снижается и давление над решеткой. Наоборот, сопротивление изображенной на рис. 1.10 реконструированной топки фирмы Лурги выросло на 15% при уменьшении нагрузки до 50%. Поскольку содержание частиц в топке зависит не только от их расхода, но и от скорости газов, его можно регулировать изменяя коэффициент избытка воздуха или рециркуляцию уходящих газов в топку. [c.38] Важной характеристикой любого газораспределителя является его аэродинамическое сопротивление. Многочисленные эксперименты показывают, что невозможно получить равномерное по сечению псевдоожижение на решетке с ничтожным сопротивлением, например на проволочной сетке, по крайней мере в пузырьковом режиме, к которому относятся практически все опыты такого рода. [c.38] Здесь N - общее число колпачков в решетке. [c.39] Хиби [24] рассмотрел аналитически проблему равномерности однородного псевдоожижения на решетке (например, пористой). [c.39] При уменьшении расхода газа через какой-либо ее участок в этом месте уменьшается ее гидравлическое сопротивление, но возрастает сопротивление слоя (из-за уменьшения его порозности, соответствующей меньшей скорости). При выводе предполагалось, что бокового перемещения газа и частиц нет, а высота слоя везде одинакова. Если суммарное сопротивление Др + ДРк.с н этом участке в результате такой флуктуации увеличится, то расход газа через него еще уменьшится (ибо газ пойдет через остальную часть решетки, где сопротивление меньше) - процесс будет прогрессировать до образования завала в этом месте. [c.39] Здесь ф и о - показатели степени в формулах Ар к и е к 4 . [c.39] В соответствии с формулой (1.15) сопротивление решетки, при котором образуются застойные зоны в предварительно ожиженном слое в процессе уменьшения скорости, при й 3 не превышает 5% от сопротивления слоя. Формула (1.16) дает примерно такие же значения, даже при = 1 (если принимать для неоднородного слоя Ф = 0,08, а для решетки а = 2) при К 1 будет существенно меньше. Между тем опыт показьшает, что в промышленных установках сопротивление решетки приходится делать значительно большим. Это связано с необходимостью перевода в псевдоожиженное состояние изначально неподвижного (а часто - слежавшегося или уплотненного) мелкозернистого материала. [c.39] Для оценки величины Ар , предположим, что зона, обслуживаемая одним соплом с отверстием радиусом г (рис. 1.11, в), имеет цилиндрическую форму. Известно, что струя, вытекающая в плотный слой частиц, образует около отверстия каверну или факел тем больших размеров, чем больше скорость истечения. Будем считать, что каверна есть полусфера с радиусом г . Газ сначала фильтруется сквозь полусферу наружным радиусом йи внутренним радиусом а затем через слой цилиндрической формы. [c.40] Считаем, что псевдоожижение в зоне наступает, когда расход газа через сопло обеспечивает получение критической скорости н р. по всему поперечному сечению верхней части зоны. [c.40] Радиус каверны в первом приближении пропорционален радиусу г отверстия сопла, величина 27 фактически равна шагу между соплами (колпачками). Следовательно, отношение г /Т пропорционально корню квадратному из площади живого сечения газораспределителя (р. В результате из формулы (1.17) следует, что избыточное сопротивление застойной зоны над колпачком возрастает с увеличением шага между ними и меньшением живого сечения решетки. [c.40] В промышленных установках стремятся иметь минимальное число колпачков, чтобы удешевить изготовление газораспределителя. В то же время при слишком большом шаге зоны псевдоожижения будут существовать над колпачками и отсутствовать между ними (кратерное псевдоожижение). Чтобы избежать этого, нужно иметь отношение 2 Л/Я не более, по-видимому, 1/2-1/3. Если принять меньшее значение и положить для простоты г = г , то избыточное сопротивление застойной зоны сверх Ркх Як составит 1,3 АРк.с при р = 0,01 и 0,13 Дрк.с при ф = 0,1. [c.40] На практике ф = 0,005-5-0,06 и редко доходит до 0,08-0,1, причем чем меньше диаметр частиц, тем меньше живое сечение приходится выбирать. [c.42] При одновременном псевдоожижении над всеми колпачками давление под решеткой снизилось бы на величину до значения р ). Однако очевидно, что система параллельно включенных колпачков гидродинамически неустойчива. При увеличении расхода газа через слой сначала будет ожижен материал над одним или несколькими (IV - п) колпачками, которые из-за случайных отклонений окажутся в наиболее благоприятных условиях. При этом давление под решеткой упадет до величины, определяемой сопротивлением этих (работаюхцих) колпачков. [c.42] На рис. 1.11, л приведен пример зависимости давления в подрешеточной камере от числа псевдоожижения К, рассчитанного как отношение общего расхода газа О на аппарат к его плопщди и скорости начала псевдоожижения. Для простоты общее число колпачков взято небольшим (1 =3). Если при первоначальном увеличении скорости пробой слоя наступит только над одним колпачком, то давление под решеткой упадет до рд, если над двумя (что менее вероятно), то до Рс, и наконец, если над всеми тремя, то до рц. [c.42] При дальнейшем увеличении расхода Q давление под решеткой будет возрастать по кривым ВЕ, СР или ОС соответственно. При очередном возрастании давления под решеткой до р происходит включение колпачков в еще неожиженных застойных зонах (точки Е. Р). [c.42] Практически для ликвидации застойных зон при минимальном сопротивлении газораспределителя необходимо paбofaть при числах псевдоожижения Ь/ 2 3, чаще располагать колпачки, а главное, обеспечивать ввод газа в слой таким образом, чтобы сопротивление растеканию газа по слою в месте его ввода было минимальным. С этих позиций выгоднее колпачки со шляпками , а еще лучше использовать в качестве газораспределителя горизонтальную трубу с отверстиями в ее нижней части, обеспечив, естественно, достаточную ее жаропрочность. [c.43] Вернуться к основной статье