窜气对旋风分离器性能影响的实验研究和数值模拟

旋风分离器是循环流化床锅炉的重要部件之一,窜气影响旋风分离器的性能。以冷态实验和数值模拟为基础,在筒体直径200 mm的旋风分离器、结合下料的立管直径分别为56 mm和80 mm的实验台上,研究了窜气对分离效率和阻力的影响规律。旋风分离器阻力随窜气速度的增大先升高而后降低,分离效率随窜气速度的增大而降低,窜气影响旋风分离器的锥段和立管内颗粒的流动。数值模拟结果也说明窜气减弱了旋风分离器和立管内的旋流强度。     

不同进口形式方形分离器气固两相流动的数值模拟

利用CFD计算软件Fluent6.3,采用雷诺应力模型(RSM)计算了4种不同进口形式方形分离器的气相流场及阻力,采用颗粒离散模型计算了不同粒径颗粒的运动轨迹及方形分离器的分离效率等参数.模拟预测结果表明:方形分离器内部除外旋流和内旋流主流外,还存在一些对分离效率有重要影响的局部二次流,如:分离器内排气管高度空间内的纵...     

无内旋流旋风分离器排气管入口加十字架的阻力特性优化实验研究

内旋流阻力损失占旋风分离器总阻力损失的50%以上,无内旋流旋风分离器由于消除了内旋流,因而降低了阻力损失。在这种旋风分离器排气管入口加十字架,可以减小净化气流的旋转速度,从而使阻力损失降低1/3。本文从实验角度进行了该种旋风分离器排气管入门加十字架的阻力特性优化研究。     

无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.     

新型旋风分离器的阻力特性与节能效果研究

一、前言工业上广泛应用旋风分离器作为分离设备。旋风分离器发展至今,人们对其进行了大量的理论与实验研究工作。据前人对其流场和阻力特性的测定可知,压力损失主要起因于半径方向的离心力作用,而离心力主要由切向速度和旋转半径决定。旋风分离器内气流主要由向下的外旋流及向上的内旋流组成,内外旋流均造成旋涡流场损失。但外流能量对颗粒的捕集分离起决定性作用,是有效能量。而内旋流能量则纯属消耗性能量。     

消旋叶片位置对旋风分离器分离特性的影响

在一气固两相实验台上,对一台1 025 t/h的W型火焰锅炉旋风分离器进行了实验研究,分析了不同乏气风门开度下,消旋叶片位置对旋风分离器气相分配特性、系统阻力以及颗粒分离效率的影响.结果表明,在乏气风门开度分别为20%和40%时,随着消旋叶片远离主喷口出口平面,两种开度下的乏气百分比降低,系统阻力下降,颗粒分离效率增加.随着乏气风门开度的减小,乏气百分比明显降低,系统阻力略有增加.     

循环流化床锅炉旋风分离器选型的几个问题

文中论述了循环流化床锅炉旋风分离器的分离效率对锅炉性能的重要影响,探讨影响分离效率的一些因素,并就几种不同形式的旋风分离器作了比较。     

排气管偏置对CFB锅炉旋风分离器性能的影响

通过冷态模化试验,研究了排气管偏置对CFB锅炉旋风分离器主要性能的影响。试验结果表明,排气管偏置对旋风分离器分离效率有明显的提高,而分离器阻力总体下降。因此,采用合适的排气管偏置结构,是改善旋风分离器性能的有效方法之一。     

排气管偏置式旋风分离器的工作特性研究

通过冷态模化试验,研究了排气管偏置方向和偏置距离对旋风分离器主要性能的影响。试验结果表明,适当的排气管偏置能使旋风分离器的分离效率有明显的提高,而分离器阻力总体下降。因此,采用合适的排气管偏置结构,是改善旋风分离器性能方便且有效的方法之一。     

轴流式旋风分离器结构与分离特性数值模拟

依据轴流式旋风分离器的基本结构建立分析模型,通过CFD-DEM耦合计算获得运行时内部流场主要参数以及颗粒分布,提取了影响分离性能的主要结构参数,研究其在不同粒径、不同进口速度下与分离效率和压降的关系,并给出了分离效率与各参数的拟合关系式。结果表明：叶片出口角和排气管直径对轴流式旋风分离器的分离效率有显著影响,随着叶片出口角减小,静压逐渐增大,切向速度增大,同时分离效率提高;排气管直径增大,静压减小,当其为分离器筒体直径的0.6~0.7倍时分离效果最好;流速为20 m/s时,对4 μm的颗粒分离效率可达到92.3%,10 μm及以上颗粒可实现100%分离;并使用加权方法给出了在粒径dp≥4 μm,进口风速为4~20 m/s的工况下适用的分离效率计算模型。     

进口结构对方形旋风分离器性能影响的数值研究

利用CFD模拟研究了一种具有双矩形进口的方形截面的旋风分离器内部的流动特点,其中气相模型采用了雷诺应力湍流模型（Reynolds stress model,RSM）,颗粒相采用随机轨道模型。计算结果与文献实验数据的对比表明模型具有可靠性。模拟结果表明：在分离器内部的排气管和分离器壁面间的区域为强旋湍流区,靠近分离器壁面和排气管壁面的区域旋流强度较弱;排气管下的分离器内出现了回流;进口结构影响分离器内的旋流分布特点和回流开始位置及湍动能的分布,从而影响了分离效率和阻力,其中倾斜双进口的方形分离器内旋转向下的气流运动区域更大,回流开始位置更低,因此其分离效果更好;进口结构影响分离器内局部湍动能的分布特点和大小,从而决定了分离器的阻力大小;倾斜双进口的方形分离器内的局部湍动能小于对应的垂直单、双进口分离器,因此其阻力系数最小。     

中心管式重力分离器汽水分离效率研究

以Fluent软件为工具,模拟蒸汽-水工况下中心管式重力分离器中液滴的运动,考察影响中心管式重力分离器汽水分离效率的主要因素。结果表明:液滴速度对分离器的分离效率的影响基本可以忽略;蒸汽速度和中心管径对分离器的分离效率影响较大,蒸汽速度越大分离效率越低,中心管直径越小分离效率越高;中心管长度对液滴的临界分离直径无影响,但能提高小颗粒直径的分离效率。     

旋风分离器在循环流化床锅炉上的应用及优化

旋风分离器作为循环流化床锅炉最重要的组成部分之一,其主要作用是将大量的高温固体物料从烟气中分离出来送回燃烧室,以维持燃烧室的快速流化状态,保证物料多次循环,反复燃烧和反应,这样才能达到理想的燃烧效率。因此,旋风分离器的分离器效率以及防磨更为重要,它的设计成功与否直接影响了锅炉的性能优劣。探讨了历年来循环流化床锅炉的发展趋势以及旋风分离器的发展动向,阐述了影响旋风分离器分离效率的几个主要性能因素:烟速、颗粒尺寸大小、颗粒浓度以及分离器筒体内的轴向速度等。在提高旋风分离器分离效率的同时又对旋风分离器的防磨提出了相应的优化措施。     

旋风分离器中气相流动特性及颗粒分离效率的数值研究

采用Fluent软件对一切向进口旋风分离器内的气相流场和颗粒分离效率进行了三维数值研究。用RNG(重整化群)k-ε模型模拟气相紊流特性。研究表明，分离器内气流的切向速度分布呈复合双层结构；轴向速度方向在内外层分布不同，外层向下，内层向上，但部分断面轴心处的轴向速度出现了下降流动特征。流场的计算结果与实验结果进行了对比，表明RNGk-ε模型能较好地模拟分离器内的强旋流场。采用拉格朗日模型对固相颗粒的轨迹进行了模拟，研究了颗粒的进口位置、进口速度以及分离器排气管直径对分离效率的影响，表明颗粒进口位置和进口速度对颗粒的分离效率有较大影响；排气管直径越小，颗粒相分离效率越大，但当排气管直径减小到一定幅度时，效率提高的幅度减小。图10参9     

带加速段的卧式旋风分离器的数值模拟及工业应用

带加速段的卧式旋风分离器具有体积小、结构简单、造价低、分离效率高等优点,为了解其工作机理,应用Fluent软件,采用雷诺应力模型模拟气相流动、离散相模型模拟颗粒运动轨迹,同时计算并给出了加速段出口速度为25.46 m/s时,粒径为1μm、5μm、10μm和30μm的颗粒运动轨迹,结果表明该分离器对细小颗粒具有一定的分离效率,与实验吻合良好。最后应用Fluent软件对实际应用的卧式旋风分离器进行了数值模拟,在不考虑物料循环的条件下,该分离器分离效率为85.8%,分离效率较高。     

不同动态叶片倾角下动静态分离器的试验研究

介绍了研究动静态分离器性能的试验装置,使用煤粉为物料,对分离器在不同动态叶片倾角和不同转子转速下进行了试验研究。通过对试验结果的整理分析,发现动态叶片倾角为45°时分离器的综合性能最好,R45可以达到3.95%,此时综合分离效率为55.32%,阻力损失为846 Pa。动态叶片倾角和转子转速增加都会使分离器出口煤粉变细,而综合分离效率存在最高值,阻力损失则存在着最低值。     

旋风分离器技术综述

1 基本特性在旋风分离器中,由切向进口或采用导向叶片使含灰气流作圆周运动。气体运动轨迹包括两个旋流运动:含灰气流贴着分离器壁作向下螺旋运动和不含灰气流沿分离器中心作向上螺旋流动(见图1)。由于离心力的     

HP型中速磨煤机气-固2相流动数值模拟研究

对1台HP型中速磨煤机建立了完整的几何模型,模拟了内部气-固2相流动情况。模拟结果表明,磨煤机内最高风速和最大阻力均出现在风环叶片区域,因此该叶片角度是重要的设计参数;随着动态分离器转速的提高,磨煤机阻力略有提高,但幅度很小,而一次风量对磨煤机阻力的影响更大。模拟再现了煤粉颗粒粗细分离过程,粗颗粒被分离下来,重新进行研磨,而粒径合格的煤粉则被气流带出磨煤机。煤粉的分离效率主要受动态分离器转速影响,转速越高,磨煤机出口的煤粉粒径越小。模拟得到的煤粉分离效率曲线与设计值非常吻合,表明计算模型可靠,能够为磨煤机变工况运行特性及设备改造等提供依据。     

不同入口截面角旋风分离器的分离特性

对常规旋风分离器的进口结构进行了改进:使得旋风分离器的入口具有一定截面角。利用计算流体动力学(CFD)技术对具有不同入口截面角旋风分离器的气相流场进行了数值模拟,比较了不同入口截面角时旋风分离器内部流场结构,并对不同入口截面角旋风分离器的压力损失和分离效率进行了实验研究。结果表明:进口具有一定截面角使得旋风分离器内部流场朝有利于颗粒分离的方向变化,可以有效改善旋风分离器的分离性能。在相同的入口风速下,随着入口截面角的增加,旋风分离器总效率和分级效率增加,而压力损失却减小。综合压力损失和效率随入口截面角的变化趋势,可以看出,在所研究的入口截面角范围,45°应是最佳的选择。     

新型弯扭叶片旋转煤粉分离器分离性能的冷态数值研究

根据MPS89k中速磨煤机直叶片旋转煤粉分离器结构,提出了一种新型变截面弯扭动叶的旋转煤粉分离器.利用Fluent软件对该分离器的综合性能进行了数值模拟,分析了不同叶片结构的综合性能,获得了转子动叶的最佳结构参数.结果表明:新型变截面弯扭动叶旋转煤粉分离器转子动叶的最佳扭转角度为25°,转子动叶最佳结构下的流场分布比较均匀,静叶两端气流回流减少,静叶底部冲刷和磨损程度减小,使用寿命延长;转子动叶最佳结构下的出口煤粉细度为1.39％,综合分离效率为95.83％,该分离器内部气固两相流场的通风阻力为1 174 Pa,能够满足工程要求.