ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Сегрегация частиц по высоте слоя из "Котлы и топки с кипящим слоем " При организации сжигания твердых топлив желательно, чтобы не было расслоения частиц наполнителя (обычно полидисперсной золы) по высоте кипящего слоя и выпадения крупных кусков топлива или шлака на решетку. [c.50] Конечно, если количество крупных частиц невелико, то неподвижный слой из них может исчезнуть и при IV особенно на колпачковой решетке, с которой их сдувают вытекающие из отверстий струи. Однако в углах аппарата и в застойных зонах эти частицы все равно будут неподвижными, поэтому для надежного исключения сегрегации необходимо, чтобы скорость псевдоожижения заметно превышала критическую скорость наиболее крупных частиц (в полидисперсном материале - с размером, соответствующим остатку на сите, равному 5%). [c.51] На промышленном котле [30] номинальной производительностью 75 т/ч, сжигающем прибалтийские сланцы, оси нижних труб пучка расположены на расстоянии 350 мм от газораспределительной решетки, высота пучка (по осям труб) 355 мм, пучок состоял из нижнего ряда труб диаметром 60 мм с шагом 200 мм и четырех рядов труб диаметром 38 мм с шагом в ряду 100 мм и между рядами (шахматное расположение) 85 мм (между первым и вторым рядами 100 мм). Впоследствии два ряда (2-й и 4-й сверху) были удалены. [c.52] Особенностью топки является ее пуск без наполнителя на решетке. В течение 6-8 ч из золы сланца формируется кипящий слой, высота его определяется уровнем слива, нижний обрез которого расположен на 755 мм выше уровня отверстий в колпачках решетки. Топка работает на сланце грубого помола (до 10-15 мм). [c.52] В процессе эксплуатации топки в зазоре между решеткой и трубным пучком появляется плотный продуваемый слой частиц золы размером до 15-20 мм с порозностью е == 0,4. Горение в этой области отсутствовало, поэтому температура в ней практически равнялась температуре дутьевого воздуха ( 220°С). Соответственно скорость воздуха составляла 1,3 м . [c.52] Частицы, скорость начала псевдоожижения которых была ниже, выносились в зону трубного пучка. Температура здесь за счет некоторого горения составляла 520°С, поэтому скорость газов увеличивалась (с учетом загромождения сечения) до 3-4 м/с. В этой зоне находились частицы с размерами 0,6-10 мм, медианный размер (на сите с таким размером полный остаток равен 50%) составляет 2,8 мм. [c.52] Поведение отдельных тел, размеры которых значительно превышают диаметр частиц, в пузырьковом кипящем слое определяется отношением плотности этих тел к плотности слоя. Тела с плотностью примерно такой же, как и у плотной фазы (т.е. у слоя на пределе ожижения), свободно циркулируют в объеме слоя. Более легкие поднимаются вверх, но циркуляционные потоки заставляют и их циркулировать по всему обьему. Наконец, более тяжелые предметы оседают на решетку, а очень тяжелые лежат на ней неподвижно. [c.53] Например, по данным Массона [29] в слое стеклянных шариков с1 = 0,3 мм (плотность на пределе ожижения 1500 кг/м ) цилиндры диаметром 11 мм и длиной 45 мм с плотностью менее 800 кг/м при н = 2,8 ъ к = 0,27 м/с плавали в основном в зоне III слоя (см. [c.53] Когда плотность тел составляет 1300-1700 кг/м , что примерно равно плотности слоя, они проникают сквозь крышу пузыря, но выносятся наверх его кормовой зоной, откуда снова опускаются к решетке преимущественно у стен аппарата. Вероятность их пребывания оказывается максимальной в верхней и нижней зонах слоя и минимальной в зоне П (рис. 1.4), которую они проходят быстро, двигаясь вверх или вниз. [c.54] Наконец, при плотности выше 1900 кг/м цилиндры при к = 0,27 м/с опускаются к решетке как в зоне опускного движения псевдоожижаемых частиц, так и сквозь зону подъема пузырей и лежат на ней, больше не поднимаясь. Однако путем интенсификации режима псевдоожижения можно обеспечить движение и более тяжелых тел. [c.54] Например, по данным Чиба и Ниноу [29] в слое почти таких же стеклянных шариков (с1 = 0,25 мм) с насыпной плотностью 1670 кг/м при IV = 0,6 м/с обеспечивается взвешивание стеклянных сфер плотностью 2780 кг/м диаметром до 12 мм на колпачковой решетке и до 8 мм на перфорированной. [c.54] Концентрация у решетки крупных частиц топлива опасна, поскольку при его горении в плотном слое неизбежно развиваются высокие температуры, вызывающие шлакование. [c.54] В тех случаях, когда на решетку оседают тяжелые куски породы или шлака, важно знать, какова их подвижность на ней, определяющая возможность их удаления через сливные отверстия. [c.54] При псевдоожижении магнетита в цитировавшемся докладе Уайтхеда [29] на половину или четверть поперечного сечения решетки укладывали монослой частиц из того же магнетита размером 12,7 и 6,7 мм, загружали слой до высоты 0,17-0,2 м, псевдоожижали в течение 150 с (при увеличении времени псевдоожижения до 1 ч полученные зависимости не менялись), прекращали псевдоожижение и послойно проводили ситовой анализ. [c.54] Таким образом, как и на сегрегацию частиц по высоте слоя, на подвижность лежащих на решетке крупных частиц огромное влияние оказывает горизонтальная скорость струй, вытекающих из отверстий колпачкового газораспределителя. [c.55] Все изложенное, с одной стороны, показывает, что в пузырьковом кипящем слое можно с успехом сжигать крупные куски топлива, если их плотность не превышает плотности кипящего слоя золы или специального наполнителя. С другой стороны, в режимах интенсивного псевдоожижения даже достаточно крупные частицы тяжелее слоя обладают определенной подвижностью и их можно в процессе непрерывной эксплуатации удалить через слив, по крайней мере если слив расположен на уровне решетки и если эти частицы не образуют спеки. [c.55] В литературе неоднократно предлагались конструкции газо-распределителей, в которых вытекающие из всех колпачков струи направлены в одну сторону. Подробные исследования их не известны, однако описываемые опыты позволяют надеяться, что на таких решетках крупные частицы будут перемещаться в заданном направлении. [c.55] Чтобы способствовать перемещению крупных частиц по решетке, ее иногда рекомендуют слегка наклонять в сторону выгрузки. [c.55] Бермозе и Боттерилл [20] показали, что по наклонной решетке крупные частицы двигались не вниз, а вверх, поскольку больше пузырей возникало над верхней частью решетки, где высота слоя меньше. В результате появлялась направленная циркуляция, увлекающая и крупные частицы со средней скоростью (порядка 0,1 мм/с) тем большей, чем больше наклон (в опытах - до 10°). [c.55] Вернуться к основной статье