高压密相气力输送固相流量的实验与GRNN网络预测

煤粉高压密相气力输送是气流床加压气化的关键技术之一.在输送压力可达3.7 MPa,管路固气比可达660 kg/m3的气力输送实验台上进行系统的研究,考察输送压力、输送差压、流化风量、充压风量、补充风量、煤粉含水率等条件对固相质量流量的影响.结果表明:固相流量随着输送差压的增大而增大;随着流化风量的增大而先增大后趋向于某一定值;注入风量一定时,随着充压风量的增大而先减小后增大;与补充风量的大小基本无关;随着煤粉含水率的增大而减小.同时建立广义回归神经网络(GRNN)对固相流量进行了有效预测,最大预测误差在2.3%以内.上述工作将为系统的控制和运行提供一定的指导,同时为深化高压密相气力输送的研究奠定基础.     

粉煤加压密相输送特性试验研究

在压力可达4.0 MPa,固气比高达500 kg/m3的气力输送试验台上进行粉煤输送试验.分别在不同的输送差压、充压风量和流化风量等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响.结果表明,煤粉的质量流量随着输送差压和输送风量的增大而增大;固气比随着输送差压和充压风量的升高而增加,随着流化风量的增大先增大后减小;总风量不变时,当Qf＜0.7m3/h时,充压风量的变化对输送参数的影响起主导作用,当Qf＞0.7 m3/h时,流化风量的变化对输送参数的影响较大.     

高压浓相粉煤气力输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa,固气比高达500 kg/m3的高压气力输送试验台上,用氮气进行粉煤高压浓相气力输送试验研究。分别在不同的输送差压、充压风量和流化风量等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。结果表明,煤粉的质量流量随着输送差压和充压风量的增大而增大;输送压力越高,差压的变化对煤粉的质量流量的影响越显著;固气比随着输送差压和充压风量的升高而增加,随着流化风量的增大先增大后减小;输送压力越高,固气比越大;保持进入发料罐的气体总量不变,当Qf<0.55 m3/h时,充压风量的变化对输送参数的影响主导作用,当Qf>0.55 m3/h时,流化风量的变化对输送参数的影响较大。     

煤粉高压超浓相气力输送的实验研究

煤粉的高压超浓相气力输送是大规模煤气化技术的关键技术之一.在输送压力可达4MPa、管路固气比可达660 kg/m3的气力输送实验台上进行实验,考察不同的输送压力、输送差压、流化风量、充压风量、补充风量、煤粉含水率等条件对煤粉质量流量、固气比、表观气速等输送特性参数的影响.结果表明:采用较高的输送压力、较大的差压、合理的风量与含水率较低的煤粉更有利于实现高压超浓相的气力输送.     

不同水分下煤粉高压浓相输送的试验研究

试验依托一套输送压力可达4 MPa的干煤粉加压浓相气力输送实验装置,研究煤粉含水率(M=5.45%、8.94%、12.09%、14.20%、16.20%)、输送压差、流化风流量、补充风流量对流动特性的影响。结果表明:在流化风流量和补充风流量恒定,增大输送压差,固气比随压差的增大呈现先增大后减小的趋势;而保持压差和流化风流量不变,煤粉质量流量均随补充风流量的增加而降低;系统压差和补充风流量均不变,煤粉质量流量随流化风量的增大呈现出先增大后趋于不变;维持输送压差、流化风流量和补充风流量,垂直管和水平管压降变化幅度不大,而水平弯管的压降随含水率的增大而增大,垂直弯管的压降随含水率的增大呈现先增大后减小的情况。     

生物质粉末气力输送特性试验研究

在输送压力可达0.4 MPa,固气比最高可达190 kg/m3的自建试验台架上进行生物质粉末气力输送试验,研究输送系统的气体表观流速、罐压、背压以及流化风量以及载气风量对气力输送固气比的影响。结果表明,增大气体表观流速会导致固气比的降低;固气比会随着输送压差的增大而增大;随着流化风的增大,固气比呈现先增大后减小的趋势,适当增加载气风量有利于提高固气比,但当载气风量大幅度增加后,会导致固气比的降低,即生物质粉末气力输送过程中存在最佳载气风量。     

微小固体颗粒气力输送固气比试验研究

对微小固体颗粒在密相气力输送情况下进行试验,研究输送压力最高可达0.5 MPa的输送过程中,输送系统的罐压、背压和粉量调节阀的开度以及流化风量和载气流量分别对固气比的影响。结果表明:差压增大会导致固气比增大;粉量调节阀开度增大,有助于固气比提高;适当增大流化风量或载气流量可提高固气比,达到峰值后,固气比会随着流化风量或载气流量的增大而减小,固气比达到峰值时对应的流化风量、载气流量为最佳值。     

不同平均粒径煤粉的高压密相气力输送

在高压密相气力输送试验台上,进行了不同平均粒径煤粉的密相输送试验.分析了总输送差压和流化风量对不同平均粒径煤粉输送特性的影响,以及水平管和水平弯管的阻力特性.结果表明:增加总输送差压或者流化风量,煤粉的体积分数都经历了一个先增大后减小的过程;系统的输送能力随着煤粉平均粒径的增大而降低;在相同表观气速及煤粉质量流量下,平均粒径大的煤粉压损大于平均粒径小的煤粉压损;输送相同质量流量煤粉时,水平弯管的压损大于水平管,且水平弯管与水平管压损的比值随着煤粉质量流量的增加而增大.     

高压超浓相气力输送流型及稳定性试验研究

在输送压力可达到4MPa、管路固气比可达到700kg/m3的高压超浓相气力输送试验台上进行输送物料为300μm煤粉和石英砂的流型可视化试验,获得了不同表观气速下物料的流型,研究了补充风风量对300μm煤粉输送稳定性的影响.结果表明:在试验台范围内,随着表观气速的减小,输送煤粉时获得了悬浮流、分层流和沙丘流流型,输送石英砂时获得了分层流、沙丘流和柱塞流流型,且不同流型间的区分度优于输送煤粉时流型间的区分度;随着表观气速的减小,输送系统的稳定性下降,管路的振动和各管段压降随时间的变化验证了这一事实;在输送300μm煤粉时,过小的补充风风量易发生堵管现象;沙丘流或柱塞流状态均属于间歇流动状态,且柱塞流状态是一种比沙丘流状态更不稳定的低速复杂流动状态.     

垂直弯管段高压密相煤粉气力输送特性的数值模拟

基于以氮气为输送介质的高压密相煤粉气力输送,在现有壁面模型和颗粒动力学基础上,充分考虑弯管中对气固两相流动特性起主要作用的摩擦应力的影响,建立了高压密相煤粉气力输送一体化管道(垂直管、弯管和水平管连在一起)的多相流新模型.采用该新模型模拟垂直向上转水平弯管内的气固两相流动特性,分析了补充风体积流量对弯管内固相速度、体积分数、湍动能分布以及垂直弯管压降的影响.结果表明:考虑摩擦应力后模拟所得弯管压降与试验值的误差减小至20%以内,验证了该模型的正确性;随着补充风体积流量的增大,垂直弯管压降先增大后减小,表观气速增大,垂直弯管壁面外侧煤粉堆积减少,低体积分数区范围增大,固相湍动能和固相拟温度均有所增大,当补充风体积流量达到1.0m3/h时,固相湍动能和固相拟温度均减小.