流態(tài)化燃燒爐冷模試驗研究.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，到目前為止還沒有工業(yè)規(guī)模的應用實例。目前較為成功的是日本的一些研究人員以高溫造粒燒結技術為核心的流態(tài)化煅燒工藝，已經(jīng)在進行大規(guī)模的中期試驗了。不過盡管如此，有關大顆粒流化床的研究目前還不夠完善，所得到的具有指導意義的資料不多。
　　 本文對目前流態(tài)化煅燒水泥熟料的工藝進行分析總結，認為冷態(tài)成球工藝是一種比較適合我國國情的流態(tài)化水泥熟料煅燒方法。為適應這一工藝，本文提出以顆粒狀煤作為燃

2、料，在流態(tài)化狀態(tài)下進行燃燒，產(chǎn)生高溫煙氣以滿足熟料煅燒過程的需要。燃燒過程中，少量的冷空氣作為流化風，將燃料顆粒流化起來，而燃燒所需的空氣主要由溫度較高的三次風來提供。
　　 基于這一思路，本文設計了一種流態(tài)化燃燒爐，并通過冷態(tài)模擬試驗，對其結構和操作參數(shù)進行了初步的研究。首先根據(jù)傳統(tǒng)的小顆粒流化床的設計經(jīng)驗，對流態(tài)化燃燒爐進行了初步的設計，并結合試驗對其進行了校驗分析。在初步設計的基礎上，本文對燃燒爐的流體力學特性進行了研究，

3、主要測定并比較了不同三次風進風方式和比例下燃燒爐內氣體流場以及阻力特性的變化規(guī)律，以便對燃燒爐的結構進行研究。試驗結果表明：
　　 (1)設計過程中，對臨界流化風速采用Ergun方程推導而來的臨界流化風速的計算公式在大顆粒流化床中取得比較相符的計算結果，因此設計結果較為合理。
　　 (2)本次試驗中，隨著床料成分的改變，其臨界流化風速變化范圍為0.9m.s-1～1.3m.s-1，變化范圍不大，因此在燃燒過程中，床料成分的

4、改變對操作風速的影響不會很大。
　　 (3)對燃燒爐的流場分布研究結果表明：三次風進風角度對燃燒爐內流場影響較大，相同進風比例情況下，隨著進風角度由徑向到切向的變化，爐內流場由原先的受限噴射流變成以旋流為主的流場，并且隨著角度的增加而變得很明顯。在相同三次風進風角度情況下，流化風進風比例的增加，有利于煤顆粒在流化段的正常流化，但不利于顆粒的分散。本文通過研究認為在三次風60°進風流化風進風比例為10％時條件下，軸向速度相對較低并

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停留時間，切向速度較大，離心作用強，爐內流場分布較為合理，有利于燃料分散以及燃燒過程的實現(xiàn)。
　　 (4)對系統(tǒng)阻力特性的試驗研究表明：本文研究的燃燒爐，其系統(tǒng)阻力損失主要以三次風阻力損失為主，流化風對三次風阻力損失影響很小，系統(tǒng)阻力損失隨著三次風速的增加而上升。隨著三次風進風角度的變化，以三次風入爐風速為基準的阻力系數(shù)ξe從1.2上升到了2.2，不過從總的阻力