煤粉應用之穩(wěn)燃腔的內(nèi)回流使煤粉火焰穩(wěn)定

時間：2014-05-27 10:38:33

作者：世邦機器

如果說預混火焰的穩(wěn)定主要是充分攪拌反應器的L模型的話，鈍體尾跡煤粉多相流火焰的穩(wěn)定應該再考慮栓塞燃燒的極為重要的作用，這就是劣質(zhì)煤穩(wěn)燃的多維系統(tǒng)理論模型，或稱之為鈍體尾跡煤粉著火和穩(wěn)燃的LP復合物理模型。

穩(wěn)燃腔燃燒器使煤粉火焰穩(wěn)定的理論主要有以下兩個方面：

穩(wěn)燃腔的內(nèi)回流使煤粉火焰穩(wěn)定

鈍體燃燒器的發(fā)明和成功地應用在鈍體的尾跡產(chǎn)生一個有利于火焰穩(wěn)定的內(nèi)回流區(qū)。這個回流區(qū)使火焰穩(wěn)定和燃燒強化的理論是很明顯的。

1.強化了燃燒過程的初始階段

因為這短短的時間內(nèi)揮發(fā)分大量析出，固定碳同時快速燃燒。一般煤粉在爐膛內(nèi)燃燒停留時間為1s，但在不到0.15s時間內(nèi)，揮發(fā)分析出已超過90%，固定碳已燒去70%。剩下的約20%的未燃碳需要約80%(o.8s)的時間才能燃荊煤粉加工設備在煤粉的應用中有著很重的地位，而煤粉碎機，就是重中之重了。而內(nèi)回流區(qū)的存在延長了煤粉在初始階段的停留時間(煤粉在回流區(qū)內(nèi)外循環(huán)反復流動)。

2.強化了燃燒過程的對流換熱

根據(jù)文獻的計算，在一般情況下，當煙氣的平均溫度T=1100℃，以高溫煙氣回流加熱為主(鈍體的特色)的著火時間為S=0.003s，而以火焰及爐墻的輻射加熱為主(無鈍體情況)的著火時間則為t=0.07s。這就是說，鈍體的高溫煙氣加熱煤粉至著火的時間比無鈍體的輻射加熱要快23倍。

3.強化了燃燒過程的湍流交換

由于鈍體的存在改變了自由射流的湍流結(jié)構(gòu)，鈍體繞流的結(jié)果產(chǎn)生了脫體現(xiàn)象，流體微團亂“竄”亂“跳”，對流和擴散雙管齊下，脈動速度加大，湍流交換速度加快，鈍體尾跡的湍流強度在回流區(qū)附近高達60%，比無鈍體的自由射流的湍流強度值大得多。

4.強化和擴大了梯度的差值

根據(jù)多次試驗結(jié)果，在鈍體回流區(qū)附近速度梯度很大，從正向流到零速度線和逆向回流，速度大小的差別很大，加快燃燒過程的熱量交換和質(zhì)量交換。而且，由于鈍體尾跡的負壓作用，卷吸下游的高溫煙氣，同時發(fā)生燃燒過程，于是溫度梯度的差值很大。根據(jù)傅里葉定律，溫度梯度越大，擴散質(zhì)量交換的強度越大，熱交換的熱通量也越大。在鈍體的基礎(chǔ)上裝設了穩(wěn)燃腔后(穩(wěn)燃腔煤粉燃燒器)，內(nèi)回流的作用更加明顯，火焰更加穩(wěn)定，燃燒過程大大強化。