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5 卷( 总第8

7 期) 热能动力工程2000年5 月 燃煤循 环流化床模型与试验研 究适用不同结构参数的循 环流 化床燃 烧模型 .

考虐 了床 内气体 、 固体 瓢 粒的返混 、 循环过程 , 以噩 燥燃烧 、 N O的生成和分 解、颗粒磨 损等 因素.在循环流化床 燃烧试 验 台上进 行 实验研 究.模型仿真结果和 实验数据 吻合 良好 , 表 明气固两相浓 一漫流 动模

0 引言 目前 国内外 进行循 环流 化床锅 炉总 体模 型研究 工作 的科 研机构较多,最具典型的有国际 能源署IEA―F B C模型,它以流化 床燃烧室为对 象,建立 起 带有飞灰回送的流化床燃烧 系统模型, 将燃烧室分 为鼓泡床和悬浮段 , 沿床高方向又将鼓泡床和悬浮 段划 分 为若干 小室 , 鼓 泡床 又 分为气 泡相 和乳化 相,分别列 出三个 区域 的质 量守恒 方程 , 能量 守恒 方程 . 德国济根大学组织开发的循环流化床(CFBC)模型_ 】 J , 沿垂直方向将炉膛 、 分离器和副床划分为若 干小室 , 模型方程由小 室内气体、固体质 量守恒方程,能量守恒 方程组成 .这些 模 型均 忽略了小 室内气体返混, 将小室 内气体 固体颗粒处理成 均匀混合 的悬浮状态, 这和循环床炉膛 内气 固两相 流动真实 情形有较大的偏差.本文根据 I E A F B C模型程序和 作者已有循 环流 化床数学 模型程序 , 及循 环床内气 一 固两 相流 动等基 础方面的研 究成 果,建立能正确 描 述循 环流化 床锅炉燃 烧的数学模 型,并对所建立的模 型在循 环流 化床 燃烧试 验 台上进行 实验研 究.1循环流化床模 型框架 循 环流 化床整体 模 型包 括 主燃烧 室、分离器 及 副床 三太部 件的建模 .模型中详细考 虑 了炉 内气体 收稿 E l 期:I999―0

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6 ;

修订 日期 :

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9 9―0 4―1

6 基金项 目: 国家 九五 科技攻关资助项 日(

9 6一AI

9 ―0

3 ) 作者简介 : 沈来宏(

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6 5 一) , 男,江苏泰县人 . 东南 大学 副教授 立章编号 : I I ~ ) t 一2 ~o (

2 o e o ) o G 一0249―04 -I-#(东南大学 热能工程研究所, 江苏 南京

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0 0

9 6 ) 沈来 宏b和固体 的流 动,宽筛 分 煤颗 粒 的燃烧 、 磨耗,颗粒扬 析夹带 , 脱硫 , 脱氮和传热等方面过程.将三大部件 措垂直方 向分成若干个小室, 每个小室又分为浓相 区( D e n s e ) 和淡相 区( L e a n ) .相邻小室之 间存在 着 气体、 固体质量交换和能量交换, 小室内浓相区和淡 相 区之 阔存在 着气 体交 换.

2 主要子模型简介

2 .

1 气固流动浓 一淡模型 循环流化床 内气 固两相环一核 ( C o r e . A n n u l u s ) 流动模型_

3 _ 3虽然在一定 范围内被接受 , 但 和一些实 验观测到的数据相勃_

4 J .实际上床 内颗粒团( 浓相) 可能会 连续 不断 地被上升 气流所撕 裂,使颗粒团不断地形 成、离析 , 因此床 内任一位置 处颗 粒 团的体 积 份额只是一个时均参数, 而无明显的环/ 核分界面. 另外 , 在床内气流 的作用 下.颗粒 团或 弥散的颗粒会 向壁面处 飘移 , 当 到达壁 面 时由于气速 较低,气体对 颗粒团的曳力较低 , 颗粒团就会下落. l i l i I : I : I 『

1 目I循环流化床 内气 固流 动1康一淡模型如图I所示 , 本文将 床内下降的颗粒团物料流定义为浓相(densephase),颗粒团周围向上运动的稀疏物料流定义为淡相(