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为满足炉内吸热要求,CFB锅炉通常在炉内设有悬吊屏或翼墙。当锅炉容量达到600MW超临界时,炉膛顶部需要设有更多的悬吊屏或翼墙来满足锅炉蒸汽参数和负荷要求,这将不可避免地影响炉内固相颗粒的混合。为研究悬吊屏对屏区气固流场的影响,试验采用光纤颗粒浓度速度仪,对相同运行条件下有、无悬吊屏时,屏区的颗粒浓度和速度进行测量。图3、4分别为600MW超临界CFB锅炉冷态试验台设有悬吊屏和未设悬吊屏时,无因次高度0.8处的颗粒悬浮浓度及速度分布。比较可知,二者在颗粒悬浮浓度及速度分布上有明显差异。在炉膛悬吊受热面设计与运行中均需要注意这点。
轴向固相浓度分布是循环流化床锅炉气固流场的重要参数,直接影响炉内各受热面的传热系数和受热面的布置,同时还对炉内气固混合,如二次风穿透等存在影响。白马600MW CFB锅炉炉膛高度达到54m,高于已有的绝大部分实验台或锅炉,因而锅炉设计过程中需要对炉内轴向气固流动特性重新认识。
HuNan等在54m高冷态试验台上的研究结果表明:当风速大于快速流态化起始点风速,且系统床料量高于临界值时,提升管内可形成轴向快速流态化S型分布,上部气固流动达到饱和携带状态,此时炉膛高度及床料量不会改变上部气固浓度和循环流率的大小(图5)。
此外,二次风也能影响固相颗粒间的混合。图6所示为二次风对固相颗粒混合影响的试验装置。入射口的几何结构和尺寸、入射流的速度和动量、气固流体温度和悬浮浓度及入射口间距离均能影响固相颗粒间的混合。
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