Интегральная поглощательная способность пылевых частиц с высоким содержанием окиси цинка

УДК 536.5

ИНТЕГРАЛЬНАЯ ПОГЛОЩАТЕЛЬНАЯ СПОСОБНОСТЬ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ ОКИСИ ЦИНКА

М.А. ТАЙМАРОВ, Ю.В. ЛАВИРКО

Казанский государственный энергетический университет

Исследована интегральная поглощательная способность пылевых частиц, взятых из газохода котла УККС-6/40.

Для повышения точности расчетов лучистого теплообмена в котлах требуются надежные данные по поглощательной способности твердой дисперсной фазы охлаждаемых пылегазовых потоков. Нормативный метод теплового расчета котельных агрегатов содержит данные лишь для частиц золы энергетических топлив [1], использование которых для энерготехнологических агрегатов черной и цветной металлургии приводит к существенным ошибкам в расчете. Поэтому исследования в области получения новых данных по эмиссионным свойствам пылегазовых потоков являются актуальными.

В настоящей работе экспериментально исследуется интегральная поглощательная способность пылевых частиц, взятых из газохода котла УККС-6/40 цветной металлургии (Алмалыкский горно-металлургический комбинат). Методика измерений и описание экспериментальной установки изложены в работе [2]. В качестве приемника излучения использован приемник ТЕРА-50 с линзой объектива из флюорита. Установка представляет собой замкнутую аэродинамическую модель газохода котельного агрегата с уравновешенной тягой.

Среднеквадратичная погрешность экспериментов при интегральных измерениях составляла ± 13,7 %. Геометрическая толщина поглощающего слоя Ь в опытах была постоянной и равнялась 0,08 м. Изменяемой величиной в опытах была концентрация пылевых частиц ц. Химический состав обжигаемого сырья, взятого из питателя печи, был следующий (в % по массе): ZnO = 52; S = 29; Fe = 7; Si = 5; Pb = 2; ^ = 0,8. Истинная плотность частиц в опытах составляла р = 2,17 г/см3, насыпная плотность - рн = 1,24 г/см3. Средний по удельной поверхности диаметр частиц в опытах - 36,7 мкм.

Полученные результаты по интегральной поглощательной способности а пылевых частиц, взятых из газохода котла УККС-6/40, представлены в таблице.

Как видно из таблицы, с ростом температуры абсолютно черного тела Т поглощательная способность потоков пылевых частиц а увеличивается (при постоянной температуре частиц). С увеличением температуры частиц поглощательная способность возрастает (при постоянной температуре абсолютно черного тела Т). На начальном участке изменения цЬ от 20 до 120 г/м2 происходит быстрый рост поглощательной способности с увеличением концентрации частиц ц. При цЬ > 120 г/м2 влияние роста концентрации пылевых частиц ц на повышение поглощательной способности частиц начинает ослабевать.

Для золы березовского угля, по данным [3], значение к = 0,102 при цЬ = 30 г/м2, что довольно близко к значениям пылевого потока частиц из котла УККС-6/40 настоящей работы. Однако следует отметить, что данные [3] для золы

© М.А. Таймаров, Ю.В. Лавирко Проблемы энергетики, 2004, № 5-6

березовского угля были получены только для температуры частиц 290 К и температуры абсолютно черного тела Т = 1000 К. Средний по удельной поверхности диаметр частиц в опытах [3] не определялся, что затрудняет корректное сравнение полученных в настоящей работе данных с уже имеющимися в литературе [3] при таких же геометрических толщинах пылегазового слоя частиц Ь.

Таблица

Поглощательная способность а и коэффициенты ослабления к аэродисперсных потоков частиц пылей из котла УККС-60/40 Алмалыкского горнометаллургического комбината

цЬ, г/м2 Температура абсолютно чёрного тела, К

900 1100 1300

а х 10 к х 10 а х 10 к х 10 а х 10 к х 10

Температура частиц 290 К

20 1,07 1,088 1,10 1,121 1,12 1,142

40 1,98 1,060 2,06 1,105 2,08 1,108

60 2,80 1,053 2,87 1,090 2,92 1,090

80 3,53 1,047 3,59 1,058 3,65 1,082

100 4,16 1,034 4,21 1,051 4,24 1,058

120 4,75 1,026 4,79 1,041 4,83 1,057

140 5,26 1,016 5,30 1,030 5,33 1,044

160 5,68 1,010 5,71 1,010 5,75 1,022

180 6,01 0,098 6,05 0,099 6,10 1,004

Температура частиц 630 К

20 1,19 1,218 1,20 1,229 1,21 1,240

40 2,12 1,145 2,15 1,164 2,18 1,182

60 2,95 1,120 2,99 1,139 3,03 1,157

80 3,67 1,100 3,70 1,111 3,74 1,126

100 4,29 1,078 4,33 1,090 4,36 1,101

120 4,87 1,070 4,91 1,082 4,95 1,095

140 5,39 1,063 5,45 1,082 5,48 1,091

160 5,78 1,037 5,90 1,072 5,92 1,078

180 6,14 1,017 6,18 1,028 6,24 1,045

Выводы

1. Поглощательная способность пылевых частиц из котла УККС-6/40 увеличивается с повышением температуры частиц и абсолютно черного тела.

2. При постоянной геометрической толщине слоя частиц Ь с ростом концентрации частиц наибольшее увеличение поглощательной способности

© Проблемы энергетики, 2004, № 5-6

частиц из котла УККС-6/40 наблюдается при изменении yL в интервале от 20 до 120 г/м2. При yL в области свыше 120 г/м2 влияние ц на повышение поглощательной способности частиц ослабевает.

Summary

Is investigated integrated absorption ability dusted of particles taken from volume of the boiler UKKS -6/40.

Литература

1. Тепловой расчет котельных агрегатов. Нормативный метод / Под ред. Н.В.Кузнецова и др. - М.: Энергия, 1973. - 296 с.

2. Таймаров М.А. Лабораторный практикум по курсу «Котельные установки и парогенераторы». - Казань: КГЭУ, 2002. - 140 с.

3. Блох А.Г. Теплообмен в топках паровых котлов. - Л.: Энергоатомиздат, 1984. - 240 с.

Поступила 16.04.2004

© Проблемы энергетики, 2004, № 5-6