煤粉粒徑和著火方式的關(guān)系研究

時(shí)間：2014-05-28 09:55:28

作者：世邦機(jī)器

當(dāng)煤粉濃度很高時(shí)，輻射的熱量幾乎完全被煤粉氣流所吸收這時(shí)煤粉氣流的升溫速度僅由氣流的外部加熱表面面積(一般不變)控制，與顆粒的粒徑無關(guān)，著火只受熱解和揮發(fā)分的燃燒控制，只要有足夠的時(shí)間達(dá)到揮發(fā)分著火濃度極限和著火溫度，著火即可以發(fā)生。Hertzberg的試驗(yàn)和Zhang[15]的理論分析的結(jié)論正是如此。在滴管爐中著火時(shí)間有限，高濃度時(shí)需要提高加熱溫度來縮短加熱時(shí)間，因而在一定的濃度下所測的著火溫度有所上升。另外，煤粉濃度相同時(shí)，小顆粒的總表面積大，輻射受熱快，更早進(jìn)入熱解和揮發(fā)分燃燒的控制狀態(tài)。

綜合上述對煤粉濃度影響的分析，可以看出，理想煤粉濃度是由傳熱和均相反應(yīng)機(jī)理共同控制的，而均相著火機(jī)理顯得更重要。煤粉制備需要一套很嚴(yán)密的煤粉制備系統(tǒng)。在理想煤粉濃度之前，著火主要受加熱過程控制，而在此之后則受熱解控制，這才決定了理想煤粉濃度與粒徑關(guān)系不大，理想煤粉濃度附近著火溫度出現(xiàn)低平段，在理想煤粉濃度之后粒徑的影響并不大，在熱負(fù)荷較小的滴管爐中，這些現(xiàn)象的出現(xiàn)證明，在理想煤粉濃度附近和以后著火是均相的。

下面對煤粉粒徑和著火方式的關(guān)系進(jìn)行研究。著火初期相同的爐內(nèi)位置揮發(fā)分消耗少而固定碳消耗多，這表明小粒度煤粉氣流更傾向于發(fā)生多相著火和燃燒。這是因?yàn)樵谙嗤拿悍蹪舛认?，粒度小，則煤粉氣流升溫速度快，顆粒加熱速度也快，因而易于發(fā)生多相燃燒;粒徑大升溫慢，顆粒有較長的時(shí)間析出揮發(fā)分，更易于發(fā)生均相燃燒。在煤粉顆粒群著火的非穩(wěn)態(tài)數(shù)學(xué)模型研究中，也計(jì)算了煤粉粒徑對著火時(shí)間的影響。

粒徑越大，著火時(shí)間越長，臨界煤粉濃度越低，這是因?yàn)橥饨缂訜釛l件一定時(shí)，顆粒越小，其升溫速度越快，則顆粒群著火時(shí)間越短，而顆粒的升溫速度越快，其發(fā)生多相著火的趨勢就越明顯。但是，隨著煤粉粒徑的減少(1/D增大)，著火時(shí)間是成直線減少的。