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。     

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。     

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。     

运行参数对660 MW高效超超临界CFB锅炉四循环回路气固流动特性的影响研究

本文随着循环流化床锅炉容量的增大,分离器个数相应增加,采用多分离器并联布置的结构会出现气固分布不均的偏流现象,由此给锅炉带来巨大的危害。为研究不同的运行参数对偏流现象的影响,采用欧拉双流体模型,对四分离器M型布置的高效超超临界循环流化床（CFB）锅炉循环回路的气固流动特性问题进行了数值模拟研究,详细探讨了布风均匀性、颗粒平均粒度及一二次风配比对多分离器间均匀性的影响规律。结果显示:相对床存量及一二次风配比等,布风均匀性对四循环回路间的气固流率分布影响最大,因此保证布风的均匀性是解决气固偏流的主要措施;同时,四分离器气固分布的不均匀性随着粒径的增大呈现出先增大后减小的趋势。     

DRB-4Z型双调风旋流燃烧器出口流场的数值仿真研究

以某电厂600 MW机组锅炉的单个DRB-4Z型双调风旋流燃烧器为例,通过CFX软件模拟研究一次风速、外二次风叶片角度对燃烧器出口流场的影响.结果表明:适当减小一次风速可增大回流区,有利于煤粉的着火,但过低的一次风速会使一、二次风的后期混合变弱,不利于煤粉的稳定着火;随外二次风叶片角度的增大,火炬长度明显增大,推迟了外二次风与一次风的混合,降低了着火稳定性,同时易引起燃烧器对面水冷壁的结渣;随外二次风叶片角度的减小,旋流强度增大,煤粉气流的最大轴向速度和最大切向速度的衰减加快;当外二次风叶片角度过小时,较大的旋流强度使火焰尾部形成开放式气流同时在尾部中心出现回流区,将降低燃烧器的使用寿命并对着火稳定性产生不利影响.     

再燃风射流穿透性能的粒子动态分析试验研究

在主燃区过量空气系数α=0.9,针对不同的二次风摆角和停运不同的一次风,利用PDA测试系统对冷态模化的炉膛再燃区域气固两相流场的速度和粒子粒径进行了6种工况的测量,研究了不同工况下再燃喷口射流在炉膛中的穿透性能。试验表明增大二次风的摆角使得再燃射流在炉膛中的穿透性能明显减弱,停用不同一次风对再燃风的射流的影响相对较小,速度衰减规律与之相反。各工况在xy、zx平面气流混和特性基本一致,气流法向yz平面气流混和特性差异较大。     

细颗粒鼓泡流化床内气固流动特性数值模拟研究

大型循环流化床锅炉的外置或内置式流化床为细颗粒鼓泡流化床,其流化特性与主燃烧室内存在较大差异。本文采用欧拉-欧拉双流体模型,结合颗粒动理学理论,对不同回流方式及受热面布置方式的细颗粒鼓泡流化床内的固含率、颗粒速度及颗粒边界层厚度等分布进行了模拟。结果表明:在典型工况下,部分数值模拟结果与试验结果进行了对比,验证了数值模型的准确性;当颗粒入口与颗粒出口位于细颗粒鼓泡流化床对侧时,其内部的颗粒运动更为剧烈;当换热管布置方向与颗粒从回流口流出的方向垂直时,换热管对细颗粒鼓泡流化床内颗粒流动的扰动增强,对侧墙颗粒边界层的形成起到了抑制作用。     

具有周界风的煤粉燃烧器气流特性及结构研究

为实现锅炉稳定燃烧和精细化燃烧调整,深入了解直流煤粉燃烧器射流特性,以四角切圆燃烧煤粉锅炉具有周界风的煤粉燃烧器及其二次风水平支管为研究对象,采用数值模拟方法模拟并分析了热态条件下节流柱高度、二次风门开度和风向挡板角度对气流特性的影响。结果表明：对于周界风喷嘴面积较小、二次风水平支管较粗的煤粉燃烧器,在二次风门位置增加节流柱,可有效提高周界风喷嘴的速度分布均匀性;二次风门开度对周界风喷嘴附近的气流速度分布无明显影响;燃烧器喷口增设风向挡板,可提高一次风刚性和周界风对一次风的保护。     

600MW CFB锅炉气固流动均匀性数值模拟与试验研究

在实炉试验测量数据的基础上,采用欧拉-拉格朗日模型模拟研究600MW超临界循环流化床锅炉在不同负荷、不同二次风分布状态下的气固流动分布规律。结果表明,二次风分布均匀性对炉内稀相区的颗粒浓度分布、悬吊屏表面的颗粒浓度分布、以及六个分离器的进口颗粒流率,都有较大影响。按实际CFB锅炉二次风分布参数完成的数值模拟结果,更接近于锅炉的运行情况。模拟结果还表明,二次风对密相区的扰动很大,特别有利于超大炉膛密相区的气固混合。将模拟结果与炉膛高度为60m的CFB冷模试验台的轴向颗粒浓度分布和部分热态试验测量结果进行对比,计算结果与试验测量结果基本吻合。     

环形旋涡流化床悬浮空间垂直水冷管冷态传热试验研究

本文对新近开发的环形旋涡流化床锅炉悬浮空间水冷管传热进行了试验研究．重点研究了二次风率、旋流强度、二次风喷入位置等对换热系统的影响．试验结果表明，二次风对环形旋涡流化床悬浮空间受热面的传热影响很大，对流换热系数随族流强度的提高而增大．本文根据实验结果提出了强旋流场中，垂直水冷管和气流之间的对流换热系数实验准则关联式．