ZGM型中速磨煤机分离器挡板开度优化研究

中速磨分离器挡板是调节煤粉细度的敏感元件,挡板开度大小对磨机效率、阻力和锅炉效率均有较大影响,针对某厂ZGM113G型中速磨在运行中存在的问题,利用CFD模拟软件对该磨机的分离器进行研究,模拟不同挡板开度下分离器内部气体流场变化和颗粒运动轨,分析不同粒径煤粉颗粒在不同挡板开度下的分离效率和进出口的压差变化情况。计算出分离器挡板的最佳开度区间,并得到实际运行的验证。     

轴向型粗粉分离器特性的数值模拟研究

采用Fluent软件对轴向型粗粉分离器内气—固两相流体进行了数值模拟研究,并讨论了在不同挡板开度,不同通风量工况下粗粉分离器的分离特性。结合现场实验结果表明:改造后的粗粉分离器的效率有了明显提高,制粉系统出力增加,分离器阻力大大降低,分离后的煤粉细度达到设定标准,很好的满足了锅炉炉膛燃烧的高效、稳定性要求。     

基于返料灰温偏差的600MW(e)循环流化床锅炉内气固不均匀分布

亚临界循环流化床锅炉和超临界循环流化床锅炉均采用多个并联分离器分离烟气中的灰颗粒,而这种布置往往造成气固两相在并联分离器内的分布不均匀。文中分析了600MW(e)循环流化床锅炉内不同返料阀内返料灰温,比较不同位置的灰温随锅炉负荷的变化。采用灰温分布表征气固两相在并联分离器内的不均匀分布。研究发现,600MW(e)循环流化床锅炉内气固流动不均匀主要集中在同侧墙的3个分离器内。通过同侧墙3个分离器的返料灰的温度明显不同,而通过不同墙同位置分离器的返料灰的温差较小。进一步分析发现,后墙集气箱的布置方式使得各个并联分离器的压力出口不同,导致各个并联分离器的压降不同,进而导致各个分离器内气固流量不同。     

循环流化床飞灰分离装置的数值模拟及计算

运用脉动频谱随机轨道模型（ＦＳＲＴＭＯＤＥＬ）计算循环流化床锅炉飞灰分离装置的Ｕ型分离器、下排气旋风分离器的颗粒运动轨迹，并且针对不同分离器的特点，采用了不同的数值模拟方法来计算分离器内气体流场分布。计算结果表明，采用的方法较好地模拟了不同类型分离器内气体流动与颗粒的运动轨迹，数值计算与试验值较为吻合。     

旋液分离器对煤气化细灰的分离特性研究

以煤气化细灰为固相颗粒物料,研究了旋液分离器对含一定细灰黑水的液固分离特性,考察了不同操作参数对不同粒径细灰颗粒分离效率的影响规律。研究结果表明,对10μm以下的细灰颗粒,入口流速、分流比和入口颗粒浓度对不同粒径细灰颗粒的分离效率均有较大影响。对5.012μm以下颗粒,随入口流速的增加,分离效率先减小后略有增大,粒径越小、分流比越大,该趋势越显著;当粒径介于5.012~10μm之间,分离效率随入口流速逐渐增大。10μm以下的细灰颗粒,随分流比的增加,分离效率近乎呈线性增加趋势,并无最佳分流比出现;随入口颗粒浓度的增加,分离效率略有增加。对10μm以上的细灰颗粒,随颗粒粒径的增加受入口流速、分流比和入口颗粒浓度影响逐渐显著。在旋液分离器内,存在明显的小颗粒团聚现象,表现为当颗粒粒径30.2μm时,分离效率已出现超过100%的情况。利用实验结果拟合出旋液分离器对煤气化细灰分离粒度的预测公式,该公式预测值与实验值吻合良好。     

磨煤机内煤粉颗粒流的数值模拟

对磨煤机的三维几何模型进行了拉格朗日离散相模拟分析,得到了不同粒径、旋转分离器不同转速下煤粉颗粒的运动规律。研究了磨煤机内煤颗粒粒径和旋转分离器喉口尺寸对分离效率的影响,指出通过放大旋转分离器喉口尺寸,在不增加磨煤机压力损失的前提下可以提高煤粉分离效率及改善煤粉的细度分布。     

电厂锅炉细粉分离器性能分析数学模型

建立了锅炉煤粉分离器分离效率的计算模型。该模型在一定程度上突破了“径向混合”的假设,并充分考虑了重力沉降和径向加速过程对固相分离的影响,进一步加强了模型对实际过程的描述能力。文中利用数学模型对分离器的工作性能进行了数值仿真研究,讨论了分离器工作参数、固相颗粒分布特性等因素对分离效果的影响。此外,对固相颗粒的运动轨迹进行了数值计算与分析,并讨论了分离器的主要工作参数、颗粒的重力沉降、颗粒的径向加速过程等因素对颗粒运动轨迹和分离过程的影响。结果表明,当分离器进口风速较低及颗粒粒径较大时,重力沉降及径向加速过程对分离效果的影响不容忽视,在此基础上,文中还对已有的性能分析模型中有关简化条件的适用范围进行了分析。     

粒径对旋叶分离器结构敏感性的影响

在不同液滴粒径工况下,对等比例旋叶分离器的旋叶倾角和上升通道高度进行结构敏感性分析。建立基于欧拉法和Realizable K-Epsilon湍流模型的空气-液滴两相流动的数学模型,通过计算流体力学软件对冷态工况下5种不同结构的旋叶分离器流场进行数值模拟,得到了不同液滴粒径下的分离效率变化曲线和液滴质量流量径向分布曲线,同时还通过冷态试验验证数值计算模型。结果表明:当液滴粒径等于5μm或大于100μm时,旋叶分离器效率对旋叶倾角和上升通道高度结构不敏感;当液滴粒径在5～100μm时,18°旋叶的旋叶分离器分离效率大于30°旋叶,上升通道高度等于其一倍直径时旋叶分离器分离效率最优;其中当液滴粒径等于30μm时,旋叶分离器分离效率差值最大,结构敏感性最为显著。     

高温型CFB锅炉关键技术与设计方案研究

为提高燃用难燃煤种的循环流化床（CFB）锅炉的燃烧效率,提出了高温型CFB锅炉的技术概念,建立了高温型CFB试验研究平台,在该CFB试验台上研究了难燃煤种的高温燃烧及污染物排放特性。试验结果表明,炉内燃烧温度提高可较明显地降低难燃煤种的飞灰可燃物质量分数,提高燃烧效率;但随着运行床温的升高,脱硫效率下降,NOx排放值有所增加。在试验研究的基础上,对高温型超超临界660 MW CFB锅炉技术方案进行了设计研究,并对锅炉方案中的6个旋风分离器的灰颗粒流量分配特性进行了数值模拟,确定了旋风分离器的优化布置方式,为后续的高温型超超临界660 MW CFB锅炉结构设计及工程应用奠定了技术基础。     

带入口加速段的方形分离器内气固两相流动数值模拟

分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，其性能对锅炉的物料平衡、传热等有着重要影响。除运行工况外，结构参数决定着分离器的性能。为了研究结构参数对方形分离器性能的影响，采用雷诺应力模型(RSM)计算了不同结构参数的方形分离器内气相流场。结果表明：方形分离器内除外涡旋与内涡旋等主流外，还存在许多局部的二次流，这些二次流是影响分离器的分离效率的主要因素之一；结构参数的变化对二次流的强度及位置产生影响，进而影响分离器的分离效率。在气相流场的基础上，采用随机轨道模型计算了方形分离器内的颗粒运动轨迹，发现颗粒从入口越低的区域进入分离器，越有利于分离。     

百叶窗分离器内气固分离机理的理论分析

本文在分析惯性分离器分离机理的基础上．根据百叶窗分离器的特点，推导建立了用于分析计算此种分离器分离效率的分区横模型。并将模型的计算结果与冷态度验结果进行了比较。两者吻合得较好，说明所提出的模型有一定的使用和参考价值。为已用于循环流化床锅炉的百叶窗分离器优化设计及进一步理论研究打下良好的基础。     

SCR反应器入口增设槽型惯性分离器数值模拟及设计优化

为避免选择性催化还原法(SCR)所用催化剂中毒,以及蜂窝状催化剂堵塞,在国电哈尔滨平南热电有限公司2×350 MW机组锅炉尾部水平段烟道加装槽型惯性分离器,并采用计算流体力学方法研究了槽型惯性分离器内两相流场和分离性能;讨论了纵向排数、粒径和烟气流速对槽型惯性分离器性能的影响;结合典型超临界350 MW燃煤机组BMCR工况下的实际运行数据,分析了增设槽型惯性分离器后最上层催化剂的飞灰含量、最高流速及气流均匀度。结果表明:飞灰进入槽型惯性分离器内部,受到气流干扰较小,容易捕集;分离器性能受其形状、节距等结构因素影响,且纵向相对节距存在最佳值;通过多指标正交实验优化得到分离器结构最佳参数为深宽比为0.5,横向相对节距为2.5,纵向相对节距为2.5,纵向排数3,在压力损失为360.21Pa时,分离效率可达55.285%。     

660MW超临界CFB锅炉分离器流量分配研究

在循环流化床锅炉的大型化过程中,由于多个分离器并行布置,炉膛出口流量分配不均匀问题显著。以某660 MW超临界CFB锅炉为基础,使用数值模拟软件Fluent,对4种分离器布置方案下的炉膛流场以及分离器入口进行了模拟,得到了在不同时刻下的出口流量和颗粒浓度分布。除默认的分离器布置方案外,另外提出3种布置方案。综合考量炉膛出口的颗粒浓度分布和流量最大偏差,得出一个合理的分离器布置方案,用以指导锅炉设计。     

细粉分离器改造中数值计算的应用

某电厂细粉分离器改造后分离效率降低,排粉机磨损严重,给锅炉机组安全经济运行带来不利影响。采用FLUENT数值计算软件,对该型细粉分离器改造前、后进行了大量的数值计算。结果表明,数值模拟与实际运行情况相吻合。在详细分析改造后细粉分离器实际运行情况的基础上,给出分离效率下降的可能原因,并有针对性地提出改造方案。用FLUENT软件对提出的改造方案进行数值计算,预报改造后的效果,论证分离效率下降的原因,同时为细粉分离器的进一步改造提出方案。     

GS4366型磨煤机分离器性能的数值研究

针对在建的四川中电福溪发电有限公司600MW机组锅炉采用的GS4366型钢球磨煤机的分离器的性能,采用气固双相数值模拟计算的方法,得到了调节挡板开度为64°及90°时分离器内部的气粉流场及38°～90°时分离器对各种粒度煤粉的分离效果。结果表明:挡板开度在38°～64°时有分离效果。建议在此范围内增加调节点,使分离器总体上能满足制粉系统煤粉细度及均匀性要求。     

不同抽气率下细粉分离器流场数值模拟

细粉分离器是中间储仓式电站锅炉制粉系统中的重要设备。传统细粉分离器效率低下,造成排粉风机磨损、汽温波动等问题。有关试验表明,在分离器底部抽取一定量的气体是提高其分离效率的有效途径。采用RNG k-ε模型,对下抽气细粉分离器进行了数值模拟,研究其内部气流流动特性,并与传统细粉分离器比较,分析抽气对分离器流场和分离效率的影响,模拟结果与试验结果吻合良好。     

一次风量对煤粉分离器分离特性影响的研究

运用数值模拟与磨机工业采样相结合的方法研究一次风量对煤粉分离器分离特性的影响。采用欧拉κ-ε湍流模型对运用结构化网格划分的1/8分离器模型进行数值计算,结果显示:随着一次风速的增加,煤粉溢出分离器速度增加,未经分级作用而直接离开分离器的颗粒量增加;风速增加致使分离器分离比率降低,煤粉分离能力变差,并将导致循环倍率增加。对工业磨机进行开孔改造并完成2个风速条件下的采样试验,分析了风速对分离器入料、返料和合格煤粉粒度组成的影响。数质量平衡计算表明磨机循环倍率随风速的增加而增加,与基于数值模拟的计算结果呈良好的相关关系。     

电站锅炉细粉分离器性能分析仿真模型研究

建立了电站锅炉细粉分离器性能分析模型。在理论分析的基础上,引入了试验研究,加强了模型对实际工作状况的模拟。利用数学模型对分离器的性能进行了数值仿真研究,讨论了煤粉颗粒的特性、分离器的总体参数等对分离效率的影响。     

220 t/h循环流化床锅炉分离器优化改造研究

目前在役循环流化床(CFB)锅炉普遍存在床温高、不同区域温度偏差大等问题,个别锅炉由于床温过高导致负荷受限、NO_x生成量上升,这给CFB锅炉的经济运行和污染物治理带来了严峻的挑战。从数值模拟分析结果可以发现这一问题的主要原因是由于分离器效率偏低、流量偏差造成的,这造成了锅炉循环灰量不足等问题。针对这一问题,通过分离器入口烟道改造使床温下降、床温偏差得以消除,锅炉平均床温下降超过50℃,锅炉运行参数得到优化。     

中储式制粉系统分离超细煤粉试验研究

对电站中储式制粉系统细粉分离器进行了模化实验,实验就不同抽气率及加装惯性分离装置对旋风分离器的效率及抽出细粉的粉量和细度进行了研究。实验结果表明,装有惯性分离装置的下抽气旋风分离器不但可以提高传统旋风分离器的效率,并且能抽出粉量和细度能满足锅炉超细煤粉再燃要求的超细煤粉。