提升管送风特性对充分发展段压降影响的实验及模型研究

双循环流化床提升管床降随着固气质量比的增加而增加.搭建了双循环流化床实验台,系统地分析了提升管送风特性对充分发展段压降的影响规律.结果发现:充分发展段压降随着提升管风速的增加逐渐增大;径向送入二次风产生的压降比风口切向布置时大;风口高度较低时产生的压降较大;随着二次风口数目增加,压降有增加趋势,设置的4种情况下实测压降...     

V型布风板双循环流化床颗粒循环流率实验研究

合理地控制颗粒循环流率是V型布风板双循环流化床生物质气化装置稳定运行的关键。对提升管风速、气化室风速、物料粒径以及物料重量等影响流化床运行的控制参数进行了实验研究。结果表明:颗粒循环流率随着提升管风速、气化室风速增加而增加,当达到一定值后,其增长趋势逐渐平缓;颗粒循环流率随着物料粒径的增大而明显减小,随着物料重量的增加基本成线性增加。     

双循环流化床颗粒循环流率实验研究

为实现颗粒循环流率的合理控制,在自行搭建的双循环流化床系统上对鼓泡床流化风速、快速床总风速和配风比、鼓泡床静床层高度、颗粒平均粒径等控制参数对颗粒循环流率的影响进行了研究,基于附加动量算法、Levenberg-Maraquardt算法和遗传算法3种不同的权值优化算法,建立了BP神经网络优化模型,并比较了模型预测值与实际值间的误差。研究结果表明:颗粒循环流率受鼓泡床流化风速变化影响较小;颗粒循环流率随快速床一次风比、总风速和鼓泡床静床层高度的增加而增加,随颗粒平均粒径增大而减小;基于遗传算法优化的BP神经网络在对测试样本测试时平均误差为0.436 5%,标准方差为0.064 1,预测值与实验值比较吻合,为较优的BP神经网络模型。     

双循环流化床颗粒循环流率试验与BP神经网络预测

双循环流化床生物质气化装置稳定运行的关键是合理控制颗粒循环流率。在双循环流化床冷态试验台上就鼓泡床风速、提升管风速、静床高和物料平均粒径几方面因素对颗粒循环流率的影响进行了系统的试验研究,并建立了加入动量的BP神经网络预测模型,对双循环流化床颗粒循环流率进行了有效模拟并得到了预测结果。定义了平均偏离度来评价模型预测值相对于试验值的平均偏离情况,通过对比分析试验数据与神经网络模型预测值,表明测试样本神经网络模型预测值相对于试验值偏差不超过0.8 kg·m-2·s-1,相对误差在±8%以内,平均偏离度仅为3.56%。结果表明建立的神经网络模型具有较好的预测效果。     

300MW循环流化床锅炉床温阶跃特性分析

基于某厂8号循环流化床锅炉进行给煤量阶跃响应、一次风阶跃响应、二次风阶跃响应试验,分析了单因素阶跃响应对床温特性的影响。分析发现,在正常床温时给煤量阶跃,床温响应滞后时间大大缩短;分别对一次风量、二次风量阶跃响应时,床温响应呈现先下降后上升再下降的规律。所得研究结论可对同类型循环流化床锅炉运行、床温控制系统设计和了解床温动态特性提供参考。     

双流化床提升管颗粒循环流率实验研究

合理地控制颗粒循环流率是双流化床生物质气化装置稳定运行的关键。颗粒循环流率越大,产气品质越高。在自行搭建的冷态装置上,针对影响颗粒流率的气化室风速、提升管风速、物料粒径以及物料重量等因素进行了实验研究。结果表明:颗粒循环流率随着气化室风速、提升管风速的增加而增加,当达到一定值后,颗粒循环流率的增长趋势逐渐平缓;循环流率随着物料粒径的增大而明显减小,随着物料重量的增加基本成线性增加。     

循环流率对循环流化床回路压降影响的实验研究

对于布置有流动密封阀的循环流化床反应器,其系统压力满足自平衡的特性,固体颗粒循环流率Gs和循环回路的压力平衡具有直接的联系。该文在冷态循环流化床实验台上研究了循环流率对系统各部件压降的影响:在流化风速一定时,随着流动密封阀回料风量升高,回料阀流动阻力下降,循环流率升高;提升管内床压降较高时,炉膛内物料体积份额增大。当Gs超过一定值时,提升管内进入"S"型分布的快速流态化,顶部达到饱和携带状态;分离器压降随着颗粒携带浓度Cs的增加先降低后升高,其转捩点约为3.2kg/m3;立管内负压差移动床的流动状态可以通过改变孔隙率和压差梯度,利用较低的料封实现较高的压头,自动吸收其他部件的压降波动,维持系统平衡。     

六回路循环流化床颗粒浓度及循环流率实验研究

在六回路循环流化床冷态实验台上,采用差压法和积料法分别测定床内的颗粒浓度分布和物料循环流率,实验研究运行参数对颗粒浓度分布和循环流率的影响规律。结果表明,六回路CFB颗粒浓度分布与单回路CFB相似,沿炉膛高度呈下浓上稀的分布,炉膛出口区的颗粒浓度和速度决定了物料循环流率。当空截面气速增加时,炉膛出口区的颗粒浓度和速度均增大,六回路的循环流率大幅度增加。当二次风率小于30%时,对颗粒浓度和循环流率影响不大。颗粒浓度和循环流率随静止床高增加而增加。颗粒粒径增大时,密相区颗粒浓度增加,稀相区颗粒浓度减小,循环流率减小。基于炉膛出口区颗粒浓度和颗粒速度计算的循环流率理论值与实验数据比较吻合。     

基于风帽压力波动的一次风表观气速对循环流化床气固流态化特征影响的研究

提出利用采集、分析风帽压力波动信号的方法,实现对循环流化床内气固两相流状态的监测。借助冷态循环流化床实验台,在不同一次风表观气速条件下,测量了床内中心位置风帽的入口压力波动信号、床内沿高度方向相临测压点的差压信号以及系统的颗粒循环流率。采用小波分析、均匀指数和能量加权平均频率等方法对风帽压力波动信号进行分析,得到信号的特征参数。利用床内沿高度方向相临测压点的差压信号计算床内不同位置的截面平均颗粒浓度。然后基于压力信号特征参数、截面平均颗粒浓度和系统的颗粒循环流率等,研究了一次风表观气速对循环流化床内气固流态化特征的影响。结果发现,风帽压力信号特征参数能够反映循环流化床一次风表观气速变化引起的气固流动状态变化,表明所提方法具有可行性。     

220t/h循环流化床锅炉运行特性试验研究

随着循环流化床锅炉的大型化,在实际运行调整中存在较多的问题,造成锅炉燃烧效率低,经济效益差。针对哈尔滨锅炉厂设计生产的220t／h循环流化床锅炉的一系列特性试验,分别从燃煤粒度、总风量调整、一、二次风配比、床温、床压、返料灰与飞灰颗粒特性、燃煤特性等几个主要方面,结合循环流化床锅炉的燃烧机理,总结循环流化床锅炉运行特性,为锅炉达到经济、环保运行提供有效依据。     

高通量循环流化床上升管气固流动特性实验研究

以直径0.06 m、高5 m的高通量循环床提升管中气固两相流大量试验数据为基础,考察在高颗粒循环量和较高气体表观流速下,平均粒径为140 mm、密度为2 700 kg/m3的Geldart B 类颗粒气固流动特性。试验发现,截面平均颗粒浓度分布总体上为下浓上稀,并随操作气速的增大而减小,悬浮上升流动结构区域随着颗粒循环速率的增大而向上延伸。滑移因子、截面平均颗粒浓度与无量纲滑移速度之间存在显著相关性。此外,床层总压降和截面平均颗粒浓度随固气质量比的增加而增加,在上升管下部截面平均颗粒浓度受固气质量比的影响比上部大。     

循环流化床物料气动控制阀结构的试验研究

大容量循环流化床锅炉通常采用外置换热器来调节炉膛温度和工质温度。该文研究了一种用于外置换热器进料控制的新型气动控制阀在不同结构尺寸下的冷态控制特性，其中包括气动控制阀出口隔板高度、气动阀中水平通道长度以及进料管直段高度对控制特性的影响。结果表明，隔板高度增加使控制特性由调节特性向开关特性转变，水平通道长度增加使物料流动阻力增加，需与足够高的进料管直段高度相匹配，才能获得良好的控制特性。     

基于小波模极大的循环流化床气化炉冷态试验研究

对循环流化床气化试验系统进行冷态试验研究,改变风量、颗粒粒径、组合粒径等操作参数,掌握固体循环速率Gs、空隙率的变化规律,应用小波模极大法对压差波动信号进行分析。结果表明：随着表观风速的提高,Gs逐渐增大。表观风速大于2 m/s时,普通颗粒在提升管底部表现出快速区特征,其压差的模极大值线条数与顶部差不多相等。改变粒径分布范围,细颗粒能够增大Gs的同时,相当份额的粗颗粒在提升管内能表现出底部湍流区、上部快速区的特征,延长了其在床内的停留时间。对应的底部压差波动信号的模极大值线较顶部要多,但随着表观风速的增大,快速区长模极大线位置向后移动。分析结果有助于深入理解增压循环流化床气化的设计、控制和运行。     

油页岩燃烧污染物排放特性的影响因素分析

在小型热态流化床燃烧实验台上,研究了循环倍率、床料高度、二次风率对油页岩流化床燃烧过程中SO2、NO、NO2、NOx等污染物排放特性的影响。结果表明,在循环倍率为6、床料高度为炉膛高度的5%时各种污染物排放量相对最低,流化床在此工况下运行最合理;随循环倍率的增加,SO2浓度急剧下降,而随床料高度的增加,各排放气体浓度均有上升,但是上升的幅度不明显;随二次风率的增加,NO、NO2、NOx排放量均下降,但SO2排放量有所增加,二次风率应以40%~50%为宜。     

基于关联维数和柯尔莫哥洛夫熵的双支腿流化床颗粒交换特性

引入混沌特征参数关联维数(D2)和柯尔莫哥洛夫熵(Kolmogorov entropy,KE),结合颗粒交换瞬时分布图,系统研究了流化风速、床存量对双支腿流化床颗粒在支腿间的混合交换特性及其影响规律。结果表明,双支腿流化床内颗粒在支腿间的交换具有混沌特性。D2和KE均可以表征支腿间颗粒混合交换行为。D2和KE均随着气速的增加先减小后增加,系统混沌程度先减弱后增强;D2和KE随着床料高度的增加均增加。支腿间颗粒交换方式包括单颗粒交换和颗粒团簇交换,颗粒团簇交换方式会促进系统D2和KE增加,促使系统更混沌。     

基于优化的BP神经网络对提升管内循环流化床颗粒循环流率预测研究

在自行搭建的试验台上,对气化室风速、提升管风速、静床层高度和物料粒径对颗粒循环流率的影响进行试验分析,建立了3种优化的BP神经网络模型对颗粒循环流率进行预测,通过比较发现:基于遗传算法优化的BP神经网络预测颗粒循环流率时,其最大误差为6.934%,平均相对误差为1.107%,模型预测值与试验值较吻合,能较好地预测颗粒循环流率。     

分区流化床内床料的横向迁移和传热特性

在自建的水平循环分区流化床冷态实验台上,采用示踪剂法和传热探针法,分别研究了分区流化床内床料的迁移特性和探针的传热特性;分析了流化风速、颗粒粒径、隔板高度、引射风量、探针位置和取向等因素对传热、传质特性的影响。研究表明：随着流化风速、初始床高和引射风量的增加,颗粒迁移量增加;在相同流化风速条件下,低床区的抛撒量明显高于高床区。当流化风速超过最小流化风速,传热系数随流化风速的提高迅速增加,且达到最大值,然后稍有下降;传热探针背风面的传热系数总体上比迎风面的大;传热系数随床高的增加呈现下降的趋势。总体上,颗粒横向迁移对传热效果的提高有利,在颗粒稳定迁移条件下传热系数的提高值约为30%。     

旋流流化床密相区埋管传热的冷态试验研究

在自建的旋流流化床冷态实验台上，采用基于微型热流密度感应薄膜制成的传热探针，测量了旋流流化床中埋管与床料的传热系数，研究流化风速、颗粒粒径、探针位置和密相区二次风射流等因素对埋管传热系数的影响。结果表明：当流化风速超过最小流化风速，传热系数随流化风速的提高迅速增加，并且会达到最大值，然后会稍有下降；传热系数沿探针的周向是变化的，背风面的传热系数总体上比迎风面的大；垂直于旋流方向布置探针的纵向传热系数高于平行旋流方向布置的横向传热系数，合理的颗粒级配和二次风射流有利于旋流的形成和传热效果的增强。