Vol.27 No.2 刘柏谦等：片状化石燃料的循环流化床燃烧（⑨ 161 图2(a)是片状颗粒和柱状颗粒用经典球形度 系数随着球形度的变化发生明显变化，与经典球 计算得到的颗粒群阻力系数，图中可见，经典球 形度一样对柱状颗粒也几乎形成一条直线变化， 形度对片状颗粒群和柱状颗粒群的敏感程度是 片状颗粒对流化床体系运行阻力的影响在一台 比较接近的，对片状颗粒群的敏感性优于柱状颗 50MW循环流化床锅炉上十分明显地表现出来. 粒群.图2b)是按Krumbein球形度计算的片状颗 比较以上各图可知，在描述片状结构颗粒形貌特 粒和柱状颗粒的颗粒群的阻力系数.图中可见， 征和流态化特性等方面，Krumbein球形度比经典 由Krumbein球形度计算得到的片状颗粒群阻力 球形度优越的多， 120 8.0 (a) (b) 7.5 80 柱状颗粒 7.0 片状颗粒 0 柱状颗粒 6.5 片状颗粒 6.0 2 4 3 颗粒类型 颗粒类型 图2颗粒群流化阻力系数比较.(a)经典球形度：(b)Krumbein球形度 Fig.2 Particle group resistance calculated from(a)classical sphericity and(b)Krumbein sphericity 2京西无烟煤及其流化床燃烧冷 0-13mm时，冷渣粒度主要是6.5mm以下，而且 以2mm颗粒为主，说明燃烧过程中发生了明显 渣的颗粒特征 的颗粒破碎现象（见图3）.对50MW循环流化床 由于颗粒几何形状的复杂性，上述定义的颗 锅炉排出的冷渣进行Krumbein球形度测量，发现 粒表面积和颗粒体积等参数测量起来十分困难， 在2mm范围内，与已知煤种Krumbein球形度有 而且也难于测准.对于任意形状的颗粒，这三个 类似的规律，但当颗粒度继续增大，京西无烟煤 投影尺寸是很好确定的，其缺点是当颗粒小到一 的球形度反而变大，这与已知煤种不同 定程度以后，测量就不易准确.但从已经得到的 虽然Krumbein球形度对京西无烟煤及其流 褐煤和油页岩的Krumbein球形度分布看，小颗粒 化床冷渣都没有得到希望的结果，但将京西无烟 的Krumbein球形度己经趋向一定规律.也就是 煤及其流化床燃烧冷渣Krumbein球形度结果放 说，只要测量到一定尺寸后，小颗粒的球形度已 在一起却可以发现，冷渣的Krumbein球形度比原 经接近煤粉的球形度， 煤的Krumbein球形度小一个数量级.也就是说， 对京西无烟煤颗粒度分布及其冷渣颗粒度 京西无烟煤经过流化床燃烧以后，形成的颗粒更 分布进行比较还可以发现，当入炉无烟煤颗粒为 加片状化.这对于流化床燃烧而言是非常没有好 (a) (b) 30 40 20 6 8 10 12 0 6 10 12 14 颗粒度/mm 颗粒度/mm 图3原煤(a)和冷渣(b)的粒度分布 Fig.3 Size distributions of raw coal (a)and cold ash (b)V 】 6 . 7 N 2 0 . 刘柏谦 等 2 : ( D 片状 化石 燃料 的循环 流 化床燃 烧 ( ) 图 是片状 颗 粒和 柱状颗 粒 用经 典球 形度 a 2 计算 得 到 的颗 粒群 阻 力系 数 . 图 中可见 , 经 典球 形度 对 片 状 颗粒 群 和 柱 状 颗粒 群 的敏 感程 度 是 比 较 接近 的 , 对 片 状颗 粒群 的敏 感 性优 于柱 状颗 粒 群 . 图 2( b) 是 按 K n l m be in 球形 度 计算 的 片状 颗 粒 和 柱状 颗粒 的颗粒 群 的 阻力 系 数 . 图中可 见 , 由 K l u ll l bie n 球 形 度计 算 得 到 的片状 颗 粒群 阻力 系数 随着 球形度 的变化 发生 明显 变化 , 与 经典 球 形 度 一样 对柱状 颗 粒也 几乎 形成 一条 直线 变化 . 片状 颗 粒 对 流化 床 体 系运 行 阻力 的 影 响在 一 台 S OM W 循 环流 化床 锅炉 上 十分 明显 地表现 出来 . 比较 以上各 图可 知 , 在描 述片状 结构颗 粒形 貌特 征和 流 态化 特 性等 方 面 , K ur m be in 球 形度 比 经典 球 形度 优越 的多 . 8 . 0 「 (的 绷 7 · 5 卜 一 、 . 、 ~ ~ / / 股 L 社认秋不乡/ 只 l / / 摹 ’ 牛/ / 、 状。 6 ” 阵一一/ 6 . 0 L es es es es es es es es es es es es es es es es -L es we we 一 - 一 2 3 一 ’ 加 匡一一 绷 8。 卜 服 l 只 卜 疆 } 。 、 ~ 澡 4 0 t ’ 上 , 竺多 片状颗粒 颗 粒类 型 颗 粒类 型 图 2 颗粒 群流 化阻 力系 数 比较 . (a) 经 典球 形度 : ( b ) K ur m b ie n 球形 度 F i g · 2 P a 币 e l e g or u p 代 s i s t a n e e e a l c u l a et d fer m ( a ) e l a s s i e a l s P h e ir e i yt a n d 伪) rK u m b e in s P h e r i e i yt 2 京 西 无 烟 煤 及 其 流 化 床 燃 烧 冷 渣 的颗 粒特 征 由于颗 粒几 何 形状 的复 杂性 , 上述 定 义 的颗 粒表 面 积和 颗粒 体积 等参 数测 量起 来十 分 困难 , 而 且 也难 于测 准 . 对 于 任 意形 状 的颗 粒 , 这 三 个 投 影尺 寸是 很好 确定 的 , 其缺 点 是 当颗 粒 小到 一 定 程度 以后 , 测 量就 不 易准 确 . 但从 已 经得 到 的 褐煤 和 油页 岩 的 K n 刀 n bie n 球 形度 分布 看 , 小颗粒 的 K n l l n b e in 球 形度 己 经趋 向一 定规 律 . 也 就 是 说 , 只 要 测量 到 一定 尺 寸后 , 小颗 粒 的球 形 度 己 经接 近 煤粉 的球形 度 . 对 京 西 无 烟 煤 颗 粒 度 分 布及 其冷 渣 颗 粒 度 分布 进行 比较 还可 以发现 , 当入炉 无烟 煤颗 粒 为 0一 13 m m 时 , 冷 渣粒 度 主要 是 .6 5 ~ 以下 , 而且 以 Z r o r n 颗 粒 为主 . 说 明燃烧 过 程 中发 生 了 明显 的颗 粒破 碎现 象 (见 图 3) . 对 50 M W 循 环流 化床 锅 炉排 出的冷渣 进 行 K rU m be in 球形 度测 量 , 发现 在 2 ~ 范 围 内 , 与 已 知煤 种 K ur m be in 球形 度有 类 似 的规 律 , 但 当颗 粒 度 继续 增大 , 京 西无 烟煤 的球 形度 反而 变 大 , 这 与 已知 煤种 不 同 . 虽然 K ur m b e in 球 形度 对 京 西无 烟 煤及 其流 化床 冷渣 都 没有 得到 希望 的结 果 , 但 将 京西 无烟 煤 及其 流 化床 燃烧 冷 渣 K r u l n b ie n 球 形度 结 果放 在 一起 却可 以发 现 , 冷渣 的 K ur m be in 球 形度 比原 煤 的 K ur m be in 球 形度 小一 个数 量 级 . 也就 是 说 , 京 西无烟 煤经 过流 化床 燃烧 以后 , 形成 的颗粒 更 加 片状化 . 这 对 于流 化床燃 烧 而言 是非 常没 有好 n ù材 4 乙气 芝绷尔啊馒 0on ō , 2 ,l 象余咽吗芝 - - - ` - - - - - J ~ ~ ~ - - ` O L一 一- - - J es es es es es es 上es 6 8 10 1 2 14 0 2 4 se 6 8 10 颗 粒度 加 m , 颗 粒度角功1 图 3 原煤 (a) 和 冷渣 (b) 的粒度 分布 F ig . 3 S七 e d i s t ir b u it o n s o f ar w e o a l ( a ) a n d c o ld a s h 伪) 12 1 4