300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。     

气动分配阀调节特性的冷态试验研究

气动分配阀是在循环流化床双床系统中使用的返料与分流装置,其运行特性直接关系循环流化床双床系统的顺利运行.通过冷态模拟试验,研究了气动分配阀在不同压力条件下的运行特性,其中包括气动分配阀的一区与二区控制风、料腿中的料位高度及二区出口压力对气动分配阀运行特性的影响.试验结果表明:只有在返料出口压力低于返料临界压力的条件下,气动分配阀才能正常工作;在本试验条件下的最大返料临界压力为3000Pa;气动分配阀的返料临界压力和固体物料流率与控制风、料腿中料位高度等都有直接关系,并且由气动配阀中的压力平衡关系决定.     

循环流化床系统物料分布及循环流率的实验研究

在一冷态循环流化床实验装置上,考察了一定颗粒原始存料量下,流化风速和回料风量对物料在循环系统中的分布和循环流率的影响.实验结果表明,当固定回料风量时,系统颗粒循环量随着流化风速的增加先增加后有所减少.流化风速较高时,系统将离开了传统的快速床操浊?为在高风速下保持和提高颗粒循环流率,需要进一步提高回料阀的输送能力.当固定流化风速时,回料阀松动风的增加将提高系统颗粒循环流率;但随着料封高度的降低,回料阀向提升管输送的颗粒量趋于稳定.过高的松动风量将破坏正常的料封,这对实际操作是不利的.     

高通量循环流化床2种返料系统气固流动特性数值模拟

采用计算颗粒流体力学(CPFD)方法在直径0.5 m、高8.5 m的高通量循环流化床物理模型上,对分别采用U型和N型返料阀的全回路进行气固流动特性数值模拟研究。对比分析了不同工况下提升管颗粒浓度、物料循环流率和压差梯度分布等,并以此评价返料器的工作性能。循环物料为B类颗粒,初始床料量M_p为380～665 kg。在提升管底部以均匀进气的方式通入流速为1.5～5.5 m/s的空气。结果表明:在采用相同流通面积的U型和N型返料阀的全回路流动中,后者的提升管颗粒浓度更高;在M_p为600 kg时,N型阀最大返料流率为1 220.85 kg/(m~2·s),而U型阀仅能达到904.37 kg/(m~2·s);N型阀设计更满足高通量循环要求,操作弹性大且物料循环稳定。     

化学链气化串行流化床设计及试验研究

在生物质化学链气化反应基础上设计并搭建了一套串行流化床冷态模型。以石英砂为床料、空气为流化介质,在该冷态装置上开展了压力分布及控制规律试验研究。采用PY500型智能压力检测系统及PV-6型激光颗粒速度测量仪着重研究了循环流化床冷态装置的料层阻力特性及固体循环量,考察了空气反应器、燃料反应器、返料管部件的流化风量对循环状态和流化床内压力分布的影响,获得了串行流化床稳定运行的操作条件和控制规律。试验结果表明,最佳操作状态:燃料反应器流化气速为0.23~0.32 m/s,空气反应器气速为0.42~0.47 m/s,返料管气速为0.07~0.1 m/s,两反应器存料量为2.5~4.5 kg,为热态试验装置的设计、运行提供了参考依据。     

鼓泡床-输运床耦合反应器固体物料的循环流动特性

自行设计并搭建了鼓泡床-输运床耦合连续脱碳实验系统并对其物料外循环特性进行了研究,试验研究了中心风风量、鼓泡段流化数、鼓泡床静止床高对物料输送量的影响以及松动风、返料风、鼓泡床静止床高对U型阀返料量的影响.结果表明:静止床高和中心风风量均对物料输送量有较大影响,输送量随静止床高和中心风风量的增加而增加,但随中心风风量增加,物料输送量的增加趋势趋缓;鼓泡段流化数对物料输送量的影响较小;返料风和静止床高对返料量的影响较小;固定返料风,返料量随松动风的增加近似呈线性增加.     

循环流化床锅炉循环回路压力平衡理论的分析

通过对循环流化床锅炉循环回路各段压降特性分析 ,建立了包括炉膛、分离器、立管和返料装置等部分的压降关系式 ,并基于循环回路压力平衡特性对所建立的模型进行了求解。计算结果与试验结果相比 ,吻合得较好。图 3参 8     

循环流化床物料循环冷态试验研究

在尺寸为 (长 60 0mm×宽 40 0mm×高 60 0 0mm)的三维循环流化床冷态实验台上对不同工况下的试验现象和运行参数进行了观察和记录分析。得到 3种流化风速下 ( 3 .5m/s、4.5m/s、5 .5m/s)不同装料量所对应的主床床体压力分布和物料循环量 ,得到物料循环量与压力分布和流化风速在本实验台上的经验公式 ,并通过测量返料器通向外置换热器的机械阀开度和返料量的关系 ,得到旋风分离器中下落物料进入换热器和直接进入主床的比例关系     

循环流化床锅炉循环回路压力不平衡理论的分析

通过对循环流化床锅炉循环回路各段压降特性分析,建立了包括炉壁、分离器、立管和返料装置等部分的压降关系式,并基于循环回路压力平衡特性对所建立的模型进行了求解。计算结果与结果相比,吻合得较好。     

六回路循环流化床锅炉单回路中断的影响实验研究

在六回路(6个物料外循环回路)超临界CFB(循环流化床)锅炉冷态实验台上,采用差压法测定炉内颗粒浓度分布,研究单回路中断受阻时炉内颗粒浓度的变化规律及不同回路中断受阻时对炉内颗粒浓度变化规律。结果表明:单回路中断受阻后,炉内轴向平均颗粒浓度成指数型下降,恢复回路正常回料后,系统重新恢复到初始平衡状态,说明"双支腿"型CFB锅炉具有自平衡特性。单回路中断受阻后,炉内横向截面各区域颗粒浓度分布仍较为均匀;不同的单回路中断受阻时,炉内中上部区域颗粒浓度变化规律无明显差异,密相区变化规律则较为复杂。