记录沸腾炉相关理论计算，相关术语解释。

公式

计算阿基米德数

$$Ar = { d^3(\rho_m-\rho_g)g\over v^2\rho_g }\approx{d^3\rho_mg\over v^2\rho_g}$$

计算临界速度

托杰斯关系式：

$$Re_{lj}={Ar\over1400+5.22\sqrt{Ar}}$$

普拉诺夫斯基通用式：

$$Re_{lj}={{\sqrt{367+k_3Ar\varepsilon^{4.75}}-19.15}\over{0.588k_3}}$$

临界速度:

$$u_{lj}={Re_{lj}v\over d}$$

计算带出速度

托杰斯关系式：

$$Re_{dc}={Ar\over18+0.61\sqrt{Ar}}$$

普拉诺夫斯基修正式：

$$Re_{dc}={{\sqrt{367+Ar}-19.15}\over 0.588}$$

带出速度:

$$u_{dc}={Re_{dc}v\over d}$$

计算操作速度

托杰斯关系式：

$$Re_{cz}={Ar\varepsilon^{4.75}\over18+0.61\sqrt{Ar\varepsilon^{4.75}}}$$

普拉诺夫斯基通用式：

$$Re_{cz}={{\sqrt{367+Ar\varepsilon^{4.75}}-19.15}\over0.588}$$

操作速度:

$$u_{cz}={Re_{cz}v\over d}$$

参数定义

• $Ar$: 阿基米德准数
• $d$: 固体粒子颗粒平均直径，单位：（$m$）
• $\rho_m$: 固体粒子密度，单位（$kg/m^3$）
• $\rho_g$: 气体在实际温度下密度，单位（$kg/m^3$）
• $v$: 气体在实际温度下的运动粘度，单位（$m^2/s$）
• $Re$: 雷诺准数
• $\varepsilon$: 床层空隙率 todo
• $k_3$: 粒子形状修正系数 todo
• $u$: 速度，单位（$m/s$）todo

术语定义

• 临界速度 $u_{lj}$：物料从固定床向流化床过渡开始的起始速度，即床层孔隙率 $\varepsilon$ 从 0.4 向大于 0.4 过渡时的速度。
• 带出速度 $u_{dc}$: 或者可称为沉降速度，此时床层孔隙率 $\varepsilon$ 约等于 1，此时物料颗粒将被气流带出沸腾层。
• 操作速度 $u_{cz}$: 沸腾层正常运行时床层内的气流直线速度（表观速度）。
• 床层孔隙率 $\varepsilon$: 床层中颗粒之间的空隙体积与整体体积之比，通常非规则颗粒密布固定床可取 0.4。

操作气流速度的确定

流化指数: $k_{lh}={u_{cz}\over u_{dc}}$

• 强化生产，尽可能采用较大的流化指数
• 工艺允许有较大烟尘率时，可采用较大流化指数
• 对操作温度下易粘结物料，应采用较大的流化指数
• 沸腾层化学反应较慢，流化介质较贵重时，选用较小流化指数
• 通常流化指数范围在 0.25~0.6 之间

气流分布板设计

理论沸腾层压力降

气流分布板主要起以下几大作用: $\Delta P_c=H_c(\rho_m-\rho_g)(1-\varepsilon)g$

• 保证进入沸腾层的气流应分布均匀
• 具有一定的孔眼喷出速度使颗粒湍流
• 具有一定的阻力，可平衡沸腾层各处料层阻力的波动

分布板孔眼率 $b_k$ : 分布板风帽孔眼总面积与炉床面积之比，需要取以下两种算法之中的较小值为设计值。

• 孔眼喷出速度计算：孔眼喷出速度 $u_k$ 必须大于或等于入炉物料粗颗粒的带出速度，此时孔眼率计算公式 $b_k={u_{cz}(1+\beta t_k)\over u_k(1+\beta t_c)}$

  $\beta$: 气体膨胀系数，数值为：$1/273.25$

  $t_k$: 气体离开分布板时的温度，单位（℃）

  $t_c$: 沸腾层的温度，单位（℃）

• 气流分布版最小阻力计算：风帽与分布板结构型式与操作气流确定后，分布板的阻力直接取决于孔眼率，计算公式 $b_k=u_{cz}{(1+\beta t_k)\over (1+\beta t_c)}\sqrt {\xi \rho_g \over 2 \Delta P_b}$

  $\xi$: 气流分布板阻力系数，取决于风帽及分布板结构型式，侧流型风帽取值 1.5~3.0 ，内部设有阻力版的侧流型风帽取值 10~15

  $\Delta P_b$: 保证稳定沸腾的最低分布板阻力（压降），单位（$Pa$），可以使用沸腾层阻力近似取值 $\Delta P_b=0.1\Delta P_c$ F

  $H_c$: 沸腾层高度，单位（$m$）

炉膛相关术语定义

炉膛容积热负载 ($kW/m^3$): $q_v={BQ_{ar.net}\over V_1}$

• $B$: 锅炉的燃料消耗量 ($kg/s$ or $m^3/s$)

• $Q_{ar.net}$: 燃料的收到基低位发热量 ($kJ/kg$ or $kJ/m^3$)

• $V_1$: 炉膛容积 ($m^3$)

炉膛截面热负载 ($kW/m^2$): $q_r={BQ_{ar.net}\over F}$

• $F$: 炉膛横截面积或炉排的有效面积

褐煤相关

褐煤高水分、高挥发分、高灰分、低灰熔点、低发热量

褐煤灰熔点约 1100℃，容易结渣，要求炉膛容积热负荷要低，炉膛温度不宜过高。

褐煤挥发分析出温度约在 300℃，320 ~ 400℃ 既开始着火燃烧，500℃ 以上基本燃尽。