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。     

内旋流流化床床内颗粒运动特性的试验研究

流化床床内颗粒的大规模循环不仅可以加剧了颗粒横向扩散,提高燃烬速率,实现燃烧的均匀性和稳定性,还将有利于促使不燃物质的定向移动排出炉外。文中采用冷态硫化床装置,应用分层取样技术对微倾斜布风板实现流化床内不均匀布风,床内物料混合与分层特性进行了系统的试验,研究床内颗粒扩散的动态特性和流化风速,颗粒密度以及颗粒粒度等因素对流化床内分层的影响,并通过求解扩散方程来分析布风不均匀性和布风倾角对风板附近物料扩散的影响。研究表明：增大流化风速和布风板倾角能够强化颗粒的横向扩散和流化床的内旋流程度,对大而重的颗粒存在一个最佳速度比,既能实现床内旋流又有防止颗粒的严重分层,并针对低风速区的分层现象,提出了一个关联式,该式的计算值与实验值吻合较好。     

循环流化床锅炉炉型对运行影响的几个问题

掌握循环流化床锅炉炉型的结构特点（ 受热受的布置,分离装置的布置,回料阀的型式,流化室密相区有无埋管,布风系统的配置,燃料特性及颗粒度要求等） 和性能,对运行操作方式影响很大,特别是炉型对运行的影响,对循环流化床锅炉运行操作有一定的指导作用。     

绝缘子放电区段划分及污秽预测的泄漏电流分形维数研究

污秽放电的极端结果是污闪,为提取反映绝缘子污秽放电发展的有效特征量,在实验室反复试验研究的基础上,利用分形理论中的变换法提取绝缘子污秽放电过程中泄漏电流波形的分形维数,分析不同污秽度下安全区、预报区和危险区 3 个区段内泄漏电流分形维数的差异,提取预报区分形维数的均值和标准差米预测污秽度.得出污秽放电不同阶段分形维数的变化特征明显,且不同污秽度的分形维数人小不同.试验证明泄漏电流分形维数的变化规律能有效预测污秽放电发展趋势及污闪的发生,分形维数的大小能有效判断绝缘子污秽的轻重,为污闪预警提供了新方法和新特征量.     

基于多重分形的复合绝缘子憎水性等级判定方法

针对单重分形只能从单一测度对憎水性图像进行分形特征度量,不能全面度量其特征值的情况,提出了基于多重分形对憎水性图像分类判断的机理,从多个测度对其度量,以广义维数序列代替单一测度下的分形维数值或区域对复合绝缘子的憎水性等级进行精确判断,且构建了标准憎水性图像样本的Dq-q曲线,根据该曲线对未知憎水性等级的图像进行憎水性等级判断。结果表明:该分析方法能较好识别出测试样本的憎水性等级,弥补了使用单重分形分析方法时相邻等级间无法划分的缺陷,达到了各个憎水性等级逐级细分的目的。     

分形维数对Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2制备过程及电化学性能的影响

采用共沉淀法合成Ni0.6Co0.2Mn0.2(OH)2前驱体,利用Photoshop软件和Matlab软件对前驱体颗粒的扫描电子显微镜法(SEM)图像进行了处理和分形维数值的计算,探究了分形维数值与球形度的对应关系,选择分形维数较高的前驱体高温烧结制备出正极材料并进行高倍率下的电化学性能检测,结果表明256 dpi×256 dpi的SEM图像分辨率条件下,前驱体颗粒的分形维数值在0.975～0.995,分形维数值与反应体系pH值之间存在线性对应关系.在3 C电流密度下,截止电压为4.3、4.4和4.5 V时,首次放电比容量为160.3、173.7和179.7 mAh/g,首次效率为72.93％、83.08％和74.19％,循环250次后,容量保持率为74.55％、77.03％和76.46％.     

孔隙分形结构对煤焦燃烧特性影响的数值研究

为了研究煤焦颗粒的分形结构对煤焦燃烧特性的影响,采用随机漫步的算法生成了2组具有相近孔隙率和比表面积,但分形维数不同的颗粒模型。从分子运动论的角度建立分形多孔介质中的扩散模型,用简单碰撞理论(simplecollision theory,SCT)模拟煤焦与氧气的气固反应。在不同温度下对不同煤焦颗粒模型的燃烧进行了数值模拟,由数值计算的结果得到了不同孔隙结构的煤焦颗粒对应的表观动力学参数。结果表明,煤焦颗粒的分形维数对煤焦的表观反应参数有显著影响,分形维数越大,煤焦表观燃烧反应系数越小,呈现指数关系。     

大型循环流化床锅炉钟罩式风帽流化特性试验研究

本文针对国内几种应用于大型循环流化床锅炉中的钟罩式风帽的流化特性进行了冷态及热态试验研究。参考电站锅炉实际运行工况,采用电阻法测量了风帽附近料层的气固流动特性,并采用高速摄影观测了不同流化风温度时风帽周边料层大颗粒的运动特性。试验结果表明,钟罩式风帽内芯小孔总面积对风帽阻力特性和流化特性的影响较大,增大流化风量、提高流化风温度均能使钟罩式风帽的扰动范围增加,风帽周边大颗粒堆积高度降低,料层的扰动特性变好。本文的研究工作可为大型循环流化床电站锅炉风帽的优化设计和运行中风帽磨损、变负荷布风板结焦等不正常运行问题的分析与解决提供参考。     

图像法用于循环流化床颗粒二维速度场可视化的实验研究

介绍一种基于图像法的测量二维循环流化床颗粒速度场的方法,并在高4m、横截面为600mm×63mm的冷态循环流化床上进行测试。获得3个不同高度方向上循环流化床内颗粒的二维全场速度,实验结果很好地反映了循环流化床内颗粒的一些流动特性。     

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。     

矩形截面流化床内颗粒运动可视化试验研究

将高速摄影和颗粒图像测速(PIV)技术结合，以空气作为流化介质，0.1~0.65mm透明玻璃珠为床料，对不同截面风速下矩形截面流化床内过渡区和稀相区的颗粒速度分布进行了分析。试验表明：过渡区截面突变造成颗粒的运动流场发生偏转，颗粒横向运动明显增强；稀相区的出口效应和矩形截面的角落效应对截面上的颗粒速度分布有重要影响。越靠近出口颗粒的横向运动越剧烈。出口效应对颗粒横向速度分量的影响要大于对轴向速度分量的影响，横向速度分量是影响稀相区颗粒宏观运动规律的主要因素。截面风速增大，使得测试区域的颗粒速度分布的不均匀性加剧。为减小锅炉磨损，对截面突变区域要使用圆滑过渡，减少不规则区域的存在；选择合理的出口结构和截面风速，同时要考虑角落防磨。     

循环流化床锅炉的循环态启动技术

该文提出循环流化床锅炉启动的一个新概念———循环态启动技术。在一个高度为 6m ,有效直径为 35 0mm的燃煤循环流化床实验台上进行了循环态启动技术试验研究。研究内容包括采用循环态启动技术启动循环流化床时的全炉阻力特性、升温特性、传热特性以及有害气体排放特性等内容。研究结果表明 ,采用循环态启动技术可以保证循环流化床装置各个部件具有接近相同的膨胀幅度 ,可以实现启动过程中较低的有害气体排放 ,是一种值得进行深入研究 ,逐步应用到工业实践中去的实用技术。图 9表 1参 7     

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。     

145MW循环流化床锅炉降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验分析

循环流化床锅炉较高的飞灰可燃物含量将严重降低机组运行经济性。在理论分析煤质、配风、床温等对飞灰可燃物含量影响机理的基础上,对某电厂145 MW循环流化床锅炉进行降低飞灰可燃物含量的燃烧调整试验,提出了降低飞灰可燃物含量的有效措施,如降低一次风风量、增大上二次风风门开度、提高运行床温、控制入炉煤热值及粒度等。研究结果可供同类循环流化床锅炉运行借鉴。     

多流程循环流化床锅炉热力计算方法研究

由于多流程循环流化床锅炉炉膛中颗粒运动、燃烧和传热过程的实验结果和工业数据较为缺乏,因此有必要对多流程循环流化床锅炉的炉膛热力计算进行详细研究。根据多流程循环流化床锅炉的特点,推荐了适用于多流程循环流化床锅炉的分离器效率、燃烧份额和传热系数的计算方法,建立了以物料平衡、能量平衡为主的多流程循环流化床锅炉热力计算模型。利用建立的热力计算模型对一台在用的多流程循环流化床锅炉进行了计算,得到了炉内的物料分布、温度分布和热量分布规律。计算结果与该锅炉的工业测试数据的对比分析结果表明了热力计算结果符合锅炉实际运行情况。面向工程应用建立了一种多流程循环流化床锅炉的热力计算方法,可以为工业锅炉设计与改造提供理论指导。     

循环流化床富氧气化运行特性研究

在江西某循环流化床富氧气化装置上,考察了不同煤种、原煤粒径分布、料层差压、反应温度、氧气流量对气化装置运行特性的影响,研究了各工况对煤气热值、炉渣含碳量和碳转化率的影响并进行了综合优化调整。结果表明:在相同气化条件下,陕北神木原煤运行的各项参数指标均高于内蒙东胜原煤。原煤粒径分布、料层差压、反应温度和氧气流量对降低炉渣含碳量,提高碳转化率、煤气有效组分和热值有一定作用,为大型循环流化床富氧气化装置运行和优化提供了方法。     

油页岩流化床燃烧污染物排放特性

在小型热态流化床燃烧实验台上进行了桦甸油页岩的燃烧污染物排放特性实验研究,得到了床温、油页岩颗粒粒度、Ca/S摩尔比、过量空气系数对油页岩流化床燃烧过程中SO2、NO、NO2等污染物排放特性的影响,实验结果表明：在床温为800~950℃、Ca/S摩尔比为5~7、过量空气系数为1.4,油页岩颗粒粒度适宜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。然而,流化床的常规运行温度虽然对SO2排放控制有利,但却不利于NOx污染物的排放控制;随着Ca/S摩尔比的增加各种污染物排放量明显下降;随过量空气系数的增加,各种污染物排放量开始均有所增加,而后逐渐下降。     

L型定向风帽流化床中气-固流动的离散元素法模拟及可视化研究

该文采用离散元素法DEM模型对二维L型定向风帽流化床中的气一固流动特性进行模拟。欧拉方法与拉格朗日方法分别用来处理气相场与离散的颗粒场。气相流动通过求解局部平均Navier—Stokes方程获得，通过求解牛顿第二定律得到颗粒的运动，同时考虑颗粒之间的碰撞。模拟结果表明，在L型定向风帽流化床中，颗粒存在顺时针方向的循环流动，因此床料的横向混合特性较好。通过可视化试验观察到：气泡离开风帽后，在向上运动过程中有横向的偏移，因此气泡尾涡中的颗粒也跟随气泡做横向的偏移。这是影响L型定向风帽流化床中颗粒内循环的主要因素。     

大型循环流化床锅炉深度脱硫探讨

介绍了世界首套"300 MW循环流化床(CFB)锅炉+石灰石/石膏湿法烟气脱硫(FGD)系统"的设计情况,对CFB锅炉和FGD系统的实际运行参数进行了分析。实践表明:CFB锅炉深度脱硫可达到比传统炉内脱硫更高的脱硫效率,能满足日益严格的环保要求,并且燃料适用性更为广泛,石灰石消耗量更少。同时CFB锅炉深度脱硫(脱硝)可实现高效的不以炉内脱硫和低NOx排放为目的的"高温CFB锅炉",这更有利于充分发挥CFB锅炉燃用劣质、高硫燃料的独特优势,是今后大型CFB锅炉的发展方向。