分级机中过热蒸气流化床的几个方面特征及总结

    (l)通过对过热蒸汽工质和对比工质的数值模拟，表明分子量越小的工质，经过Laval喷嘴得到更大出口速度和气流引射速度，过热蒸汽的分子量小于空气的，过热蒸汽工质气流速度的最大值是空气工质时的1.78倍；所以过热蒸汽气流粉碎机粉碎力大、能耗低，过热蒸汽粉碎工艺可以低成本、规模化地对低等级粉煤灰进行超细粉碎。

　　(2)通过对过热蒸汽不同工况（进口压力、背压、进口温度）的数值模拟表明：

　　随着进口压力的增大，气流速度有明显提高，但随着压力的增大，速度增加缓慢，所以进口压力值最好控制在lMpa内，达到节能和提高粉碎效率；增大负压对提高粉碎气流速度不明显，综合考虑到目前国内袋式除尘器的承压能力和引风机系列的流量与压力参数，最好将粉碎腔内背压控制在合理的范围内，通过适当提高工质入口压力，来提高粉碎效率；增大过热蒸汽进口

　　温度气流速度明显升高，当然气流进口温度不是越高越好，还要考虑到设备的耐温等性能，但是当进口温度过低，蒸汽不是过热状态，这样的蒸汽进入设备会出现结露，影响设备的正常运行。

　　过热蒸汽不同进口温度下喷嘴射流区温度变化表明，在远离喷嘴出口2—3mm的位置出现最低温度值，与出现最大速度、最低压力的位置相同。在最低温度后，温度在激波的影响下，温度曲线出现W线形震荡上升，在激波消失后，温度平稳上升，到达粉碎腔中心，温度达到几乎和进口温度相同。在进口压力、出口压力固定的情况下，喷嘴喷射静压与进口温度无关。通过不同进口温度下最低温度与不同压力下水的饱和温度比较，说明温度高于570K时，由于温度已经超过水的饱和温度，喷射气流不会结露凝结；但是当温度低于570K时，射流轴心区气流会瞬间结露，有流化床粉碎腔内的温度云图可知，射流区周围的温度很高，所以结露的水会瞬间蒸发。但是在实际应用过程中还是要控制进口温度高于490K。过热蒸汽进口为570K，经过喷嘴喷射后，腔体内的温度在500K以上，分级区靠近壁面处温度在360K—440K之间，低于373K的位置出现在分级区顶端尖角，原因是气流在顶端形成气流相对死角，气流进入顶端邻近壁面的气流量少，蒸汽与壁面的换热效果差。处其他靠近壁面处温度在440K—480K之间。

　　(3)首次模拟喷嘴不同设计马赫数下流场变化，表明在气流粉碎中喷嘴设计马赫数不是越高，就能得到越大的粉碎气流速度；喷嘴设计马赫数选取不合理，气流速度会急剧衰减，主要是由于粉碎腔内压力和喷嘴出口理论计算压力不匹配差，使喷射气流产生激波，而且这种不匹配度越大，激波越强，速度衰减越大。设计马赫数在1.8—2.0之间，气流速度衰减较缓慢，所以在设

　　计本实验用到的过热蒸汽气流粉碎机中选用的喷嘴设计马赫数为1.95。确定的合理设计马赫数，设计出过热蒸汽Laval喷嘴，可有效避免激波的产生，达到理想粉碎效果。