新型锅炉解离器工效制约要素的试验探讨

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实现流化的高速空气由鼓风机鼓入，通过位风机进口的调节挡板调节进风量大小，并在风机出口即进入风室之前在管道上安装孔板流量计，并通过U形管差压计测量压差由计算可得到实际的空气流量。空气从一侧进入风室，为保证布风板的均匀布风，在风室底部加装隔板，使气流在进入布风板之前保持相同的速度。如所示。

　　试验系统示意图布风板上风帽由42个直径10mm的塑料管组成，为蘑菇形风帽，每个风帽上依所在位置的不同分别开2、3或4个直径为3mm的小孔，共有144个小孔，并略向下倾斜，如示。

　　布风板示意图炉膛由长宽高为2001601000mm的长方形透明材料制成，在炉膛上部的左侧开口与长宽高为8035185mm的入口烟道相连，入口烟道和炉膛一侧为观察侧，由透明有机玻璃制成。旋风分离器内筒直径为80mm，外筒直径为170mm，长244mm，下部排灰口及回料部分由铁皮制成并连为一体以保证下部的密封性。

　　数据测量系统的所需要测量的数据主要是炉膛内的压力变化和分离器排灰口以及内筒出口的灰量及取样时间，因而测量装置主要由U型差压计和取样风帽示意图器和秒表，在炉膛上部、下部和风室侧面开有测压孔并分别与差压计相连，用于测量炉膛差压和布风板压力，在灰料腿和分离器出口处装取样器，在一定时间内取样并称重测量，以确定分离器的效率。

　　炉膛高度的说明整个试验台除了炉膛高度外其它数据是以一台120t/h的循环流化床锅炉尺寸数据为依据按比例缩小的，但由于在炉膛内颗粒正常流化是要在一定流体速度下颗粒与颗粒之间才能克服内摩擦力而互相脱离接触，悬浮于流体之中，因而床层中的颗粒会出现分层现象，即大颗粒位于炉膛下部而小颗粒则悬浮于炉膛上部，床内的空隙率很大，这就要求床层高度很大，也就是炉膛达到一定高度才能实现，如果以同比例的尺寸缩小炉膛高度，则颗粒不能实现正常的流化，也就不能保证颗粒的分层，也就是说进入分离器的颗粒会出现较大的颗粒，这些颗粒必然会被分离下来从而造成分离器效率测量的不准确<2>，因而必须增大炉膛高度，使颗粒在炉膛内充分的流化分层。

　　试验流程本试验主要对不同的内筒插入深度（插入深度分别为9mm、14mm、17mm、19mm）和不同风量下（空板差压计压差分别为5mmH2O、7.5mmH2O、10mmH2O）的分离器效率的变化进行研究，在这之前通过测量空板阻力和床层压降的变化来验证炉膛正常流化的状况。

　　实验数据处理及结果分析孔板阻力的测定2空板阻力是指在没有加入床料时循环流化床锅炉布风板阻力的大小，它是布风板设计中的重要参数。在进行试验之前对布风板上阻力损失进行测量是十分必要的。实际布风板空板阻力随一次风量的增大而显著增加，对正常流化来说，较大的布风板阻力意味着最小流化风量的增加，也同时意味着比较容易实现正常的均匀流化。

　　最小流化风量的确定从理论上来说，在达到最小流化风量之前，床层压降随风速的增大而增大，在达到最小流化速度之后床层压降将不再变化。实际应用的颗粒一般不是均匀颗粒，随着历经分布的增宽，细颗粒总是先于大颗粒流化，因此实际上从固定床向流化床的过渡并不明显。试验分别在床料静止高度为7.5mm、10.5mm进行最小流化风量的测量，可以看到，床料静止高度为7.5mm时，床层压降随流化风量的变化趋势在风量达到500m3/h后保持一定的数值不变。床料静止高度为10.5mm时，这种变化不是很明显，但在风量达到570m3/h后床层压降也趋于平缓而变化不大。

　　分离器效率的实验结果分析以下是在不同插入深度、不同风量下所作的分离器效率测量并计算得到如下5所示。

　　分离效率随插入深度的变化由可知：随插入深度的增加，分离器效率随之先增大后减小，即存在一个峰值；在插入深度为9cm时分离器效率最高。这是因为插入深度不够会造成正常旋转核心的弯曲，甚至破坏，同时造成气体短路而降低分离器效率；而插入过深使得排灰口和排气口过于接近，原本已经沉降的颗粒可能由于二次夹带而随烟气离开分离器，造成分离器效率的降低，总之内筒插入过深和过浅都会造成分离器效率的降低。

　　由可以看出分离器效率随流化风量的变化与文献资料<3>上关于随风量增加分离器效率不断增加的说法不一致，甚至相反。这是因为在实际循环流化床锅炉中，随着流化风量的增加，分离器进口风速增加，颗粒更容易到达分离器壁面从而沉降下来，因而分离器效率也会增大，但本实验中由于受风机压头的限制，保证正常流化所需要的风量很大，这就使得分离器入口处风速远远大于实际锅炉分离器进口的风速，而在过高的进口风速下，粉尘微粒与壁面的摩擦加剧<2>，粗颗粒（10m）粉碎，使细颗粒量增大。对具有凝聚性质的粉尘具有分散作用，另外过高的气速会造成气流湍流度增加以及颗粒反弹加剧，二次夹带严重，从而使分离器进口阻力加大，反而使分离器效率降低。

　　结束语本文通过搭建试验台进行实验，对影响分离器效率的影响因素进行了试验并进行分析，得出了一些关于分离器效率的相关结论，对研究分离器的分离特性具有一定的参考作用。

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