循环流化床热解流动特性研究

在循环流化床热解炉试验台上对布风板阻力特性进行了研究。在循环流化床热解炉试验台上对临界流化速度进行了测量。研究了流化风速对压力分布的影响及料腿高度对提升管局部颗粒浓度的影响。结果表明:布风板布风性能良好,也能够满足试验要求,流化风速越大,布风板阻力也越大,布风也越均匀,但布风板阻力过大,会使得空压机电耗大幅度上升。     

基于多孔介质模型的大型循环流化床锅炉流化特性的数值模拟

对于480 t/h以上的大型循环流化床锅炉,实际运行时,由于床层流化不均,风室内会出现不同程度的漏煤现象。为了改善床料的流化质量,文中采用多孔介质模型对布风板的结构进行了简化,模拟时采用三维双欧拉多相流模型,并结合颗粒动力学理论使方程封闭,研究了480 t/h循环流化床在不同布风板阻力下的流化特性,模拟结果表明,增大布风板阻力能有效改善煤层流化均匀性,减少风室漏煤。因此,大型循环流化床锅炉设计时,需要对布风板结构、开孔尺寸精心设计,合理增加布风板阻力。     

CFB密相区床料粒径分布对其横向扩散影响的CPFD模拟

该文运用基于计算颗粒流体力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)方法的barracuda 17.0软件,对尺寸为900mm×100mm×1200mm的准三维流化床的密相区大颗粒扩散行为进行模拟试验。模拟中,主要考虑在不同流化风速与不同示踪颗粒粒径的条件下,床料粒径分布对密相区中颗粒横向扩散系数的影响。模拟结果显示,宽筛分床内不同粒径颗粒分布十分均匀,无明显分层现象。流化风速及平均粒径相同条件下,单一床料粒径条件下得到的颗粒横向扩散系数略大于宽筛分条件下得到的结果;流化风速相同但床料平均粒径不同条件下,床料平均粒径为1 050μm床内获得的颗粒横向扩散系数要小于床料平均粒径为600μm床内得到的结果。     

流化床内球形大颗粒停留时间分布的正交实验研究

利用电容层析成像示踪大颗粒在床内运动轨迹,通过正交实验法研究非均匀布风流化床内球形重质大颗粒粒径、密度、流化风速对其在床内停留时间分布(residence time distribution,RTD)的影响规律。实验及显著性分析结果表明大颗粒停留时间随密度、粒径增大而增大,随流化风速增大而减小;大颗粒密度是影响其停留时间的主要因素,流化风速次之。由回归分析建立了大颗粒平均停留时间(mean residence time,MRT)和实验变量的无量纲经验关系式,将其用于预测一定工况下大颗粒MRT时误差不超过20%。最后采用Shapiro-Wilk正态性检验方法对RTD曲线进行检验,结果表明大颗粒在床内的停留时间很接近正态分布。     

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%。     

流化床横向波动特性实验研究

大型循环流化床锅炉在低负荷运行时存在床压横向波动的现象。为了分析气固流化床横向波动的产生机理及影响因素，搭建可加载横向扰动的冷态鼓泡流化床实验装置，通过调速电机和连杆机构带动流化床本体产生横向周期运动，使气固两相流系统在受迫状态下产生横向波动，探究在不同扰动频率和流化风速下床压波动特性。实验结果表明:流化风速为0.72 m/s，无横向扰动时，床层压力和风室压力存在频率相同且相位一致的压力波动；随着扰动频率的提高，床层压力波动幅度明显增加，但是当扰动频率超过1.13 Hz后，压力波动出现下降趋势，说明此时扰动频率在气固流态化系统波动的固有频率处，床压波动幅度达到最大值；实验结果与固有频率机理模型计算结果吻合较好；风速降低到最小流化风速以下，由于布风均匀性差，床层两侧压力波动特性出现明显差异。本文研究结果对循环流化床锅炉布风系统设计和一次风量控制具有一定的参考价值。     

亚临界300 MW CFB锅炉布风均匀性实炉试验

针对某电厂亚临界300 MW机组循环流化床（CFB）锅炉床温偏高、床温分布不均、后墙局部区域结焦严重等问题,分别实炉研究了一次风支管风量调整/布风板改造前后锅炉布风板上布风均匀性。结果表明:双侧进风的一次矩形风室布风沿宽度方向存在较明显不均匀性;通过调节风室左右两侧进风量可减小左和右墙段平均风速偏差,但无法降低中部区域与两侧区域平均风速之间的明显偏差;布风板中部风帽节流改造后整体均匀性明显提高,中部低风速区得到改善,锅炉运行中后墙床温均匀性亦明显改善。     

鼓泡流化床内颗粒混合的对流—扩散模型

本文分析了鼓泡流化床内颗粒混合机理，综合了床内颗粒水平方向和垂直方向上的混合，将床内颗粒混合过程分成两部分：一、是向上运动的尾迹相和向下运动的乳化相之间的对流交换，二、是乳化相内横向扩散。建立了二维的对流扩散模型，数值计算和实验数据相吻合；研究了给料点的布置和流化速度对床内物料浓度的影响。     

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。     

引进型300MW循环流化床锅炉冷态试验方法

以基于Alstom技术的引进型300 MW循环流化床锅炉为研究对象,对布风板阻力、临界流化风量的测量、两床平衡性试验、布风均匀性检查、二次风调平、回料阀与外置床等冷态试验的内容与方法进行了阐述,对同类型机组的调试与运行具有一定的参考价值。     

循环流化床垃圾焚烧锅炉倾斜布风流化特性分析

介绍循环流化床垃圾焚烧锅炉的结构,以循环流化床垃圾焚烧倾斜布风方式在河北承德环能热电有限责任公司的应用为例,对循环流化床垃圾焚烧锅炉临界流化风速进行试验分析,结果表明垃圾焚烧锅炉采用倾斜布风形式可取得很好的排渣效果.     

大颗粒在循环床密相区运动规律的可视化研究

在用循环流化床焚烧原生垃圾时，密相区中大尺寸的不可燃物质较多，为了维持正常运行，需要采取有效排渣措施，及时地将这些不可燃物排出，因此需要对大且不可燃物在密相区中的运动规律进行研究。该文设计了一种利用可视化拍摄示踪颗粒运动轨迹，通过图象处理后利用大量统计示踪颗粒位置信息得到颗粒位置概率分布的方法。在建立冷态实验台的基础上，通过实验证明这种方法的可行性。同时发现，当流化风速较高（如2.23 m/s时）时，密度较小的示踪颗粒在实验台内会做抛射运动；随着风速的提高，示踪颗粒的抛射运动也会发生变化；而密度较大的示踪颗粒则只会沿着布风板滚到排渣口处停住。     

循环流化床锅炉二次风射流特性的冷模实验研究

循环流化床二次风的主要作用是为燃料补充燃烧所需的氧气和加强燃料在炉内的扰动,对锅炉燃烧效率有重要的影响。在一个可视化的循环流化床实验装置上进行了炉内物料浓度、二次风喷口直径和风速对二次风射程与扩散影响的冷模实验。采用向炉内送入高温二次风,然后通过布置在二次风平面的热电偶来测量炉内温度变化的方法,间接反映二次风的射程和扩散情况。结果表明,在固体颗粒浓度一定时,最大射流深度、扩散程度与二次风动量成正比;二次风动量一定时,最大射流深度、扩散程度与固体颗粒浓度成反比。     

油页岩循环流化床燃烧室稀相区流动结构与燃烧特性

通过目前在世界上投入商业运行最大容量的燃用油页岩的65t/h循环流化床锅炉热态工业试验,测定了不同锅炉负荷下燃烧室稀相区不同高度不同截面位置的质量流率和稀相区的流动结构,得了稀相区内极具片状结构特点的油页岩颗粒特性与燃烧特性及其燃烧产物的分布特性。试验表明燃烧室内SO2浓度沿炉膛高度减少,桦甸油页岩具有很强的自脱硫能力,高挥发分油页岩分级燃烧,低温燃烧和循环燃烧技术结合,可有效的控制NOx的生成与排放,试验结果对油页岩循环流化床锅炉的设计与运行及大型油页岩循环流化床电厂锅炉的开发具有一定的参考价值,同时为进一步建立适合油页岩的循环流化床燃烧室稀相区的流动,燃烧,传热,磨损模型奠定了基础。     

150t/h循环流化床锅炉冷态试验分析

针对某热电厂新建的150 t/h循环流化床锅炉,介绍了流化床锅炉冷态试验的内容及方法,通过测定布风板、料层及返料器阻力,确定了最小流化风量(风压)及返料风量(风压),同时对布风均匀性、分离器及返料器的工作状况进行了测试和分析,为锅炉的顺利点火及稳定运行提供了依据。     

烧石油焦循环流化床锅炉设计与运行工况分析

石油焦的成份与煤差异很大,其燃烧特性不同于煤。通过对某台烧石油焦循环流化床锅炉设计与运行的分析,探讨了锅炉设计中石油焦及石灰石的粒径分布和流化速度、过量空气系数、风量比、床温、循环倍率、分离器效率、对流受热面烟气流速等主要热力参数的选取原则。     

双流化床送风特性对循环流率影响的试验研究

颗粒循环流率是双循环流化床气化装置性能优化的重要因素,而给风特性是影响颗粒循环流率的主要参数之一。自行设计并搭建了双循环流化床冷态试验台,试验研究了两床给风特性对颗粒循环流率的影响,重点分析了提升管二次风特性对颗粒循环流率的影响。试验表明:物料固定粒径、固定静床高时,颗粒循环流率随着两床风速的增大而增加,二次风速超过一定值后,颗粒循环流率增加的趋势趋于平缓;提升管径向给入二次风比切向给入二次风时颗粒循环流率大;颗粒循环流率对二次风口高度变化敏感,二次风口布置在距布风板15 cm时比20 cm时颗粒循环流率明显增加;颗粒循环流率随着风口数目的增加稍有增加。     

流化床内床层表面颗粒分布模型

对流化床内气泡在床层表面破裂对颗粒分布的影响进行了研究.给出了气泡破裂后抛射颗粒的运动模型.用该模型对二维流化床表面颗粒的运动进行了模拟,并对模拟结果进行了讨论,表明了颗粒在床层表面的混合对床层内循环具有重要影响.