循环流化床物料气动控制的试验研究

研究了一种用于外置换热器进料控制的新型气动控制阀的冷态控制特性,包括控制风与物料流率的关系,结果表明该气动控制阀能够很好地调节进入外置换热器的物料流率,并得出各股控制风对进入外置换热器物料流率的控制特性.     

1060t/h循环流化床锅炉物料质量浓度分布试验研究

通过对1 060t/h裤衩腿型循环流化床锅炉的大量变工况试验,获得了不同负荷率下的炉内压力分布,给出了该锅炉稀相区物料质量浓度的分布规律,并分析了流化风速和床压降对物料质量浓度分布的影响,得到物料质量浓度随流化风速和炉膛高度变化的关系式以及物料质量浓度随床压降和炉膛高度变化的关系式.结果表明:在床压降不变的条件下,流化风速与炉内平均物料质量浓度成正比;在流化风速不变的条件下,在一定的范围内,床压降与炉内平均物料质量浓度成正比,当床压降升高到某一临界值后,床压降与炉内平均物料质量浓度成反比.     

滑板式灰控阀调节特性实验研究

灰控阀的可靠性是外置换热器(EHE)良好运行的有效保障,提出了一种新型的滑板式灰控阀,用于控制物料向外置换热器的分流,为了验证其可行性,通过CFB(循环流化床)400滑板阀冷态实验台,在不同系统循环量、返料风速和松动风速下,对滑板式灰控阀的物料分流调节特性进行了深入的实验研究。实验结果表明,滑板阀对物料分流具有良好的调节特性,在0%～80%孔口开度下,物料的分流量随着孔口开度的增加呈线性递增趋势;滑板阀对物料分流量随着循环量的增加而增大,而分流份额随着系统循环量的增加呈递减趋势;滑板阀在实验条件下,返料风速与松动风速的变化对物料分流量的影响不明显。     

双循环流化床内稻壳-石英砂混合颗粒循环流率的实验研究与预测

混合颗粒循环流率是气化反应的双循环流化床系统稳定运行的关键。在自行搭建的双循环流化床冷态系统上,对气化室风速、提升管风速、初始物料质量和石英砂粒径等控制参数对不同稻壳质量比的稻壳-石英砂混合颗粒的循环流率的影响进行实验研究。研究表明:混合颗粒循环流率随着气化室和提升管风速的增加而增加;随着初始物料质量的增加,气化室侧返料管压力增加,混合颗粒循环流率增大;随着粒径增加,石英砂颗粒流化困难,循环流率减小;由于稻壳密度小,形状不规则,在一定程度上阻碍物料的流化,因此随着稻壳质量比的增加循环流率下降;基于以上各参数提出经验关联式,预测误差在-18. 04%～19. 8%间,能够很好地对双循环流化床系统中稻壳-石英砂双组份物料颗粒的循环流率进行预测。     

非机械阀控制外置式换热器的试验研究

外置氏换热器（EHE）在大型循环流化床锅炉已被广泛应用，而目前国外厂有通常采用的控制进入EHF的物料量的机械阀存在着磨损严重，维护费用高等问题，作者提出一种非机械阀控制进入EHE的物料量的外置式换热器面置方案，它把外式换热器和Loopseal返料机构结合在一起，通过控制Loopseal返料机构和外置式热器运行时送入的风量来控制进入外置式换热器的高温物料量，从而取消机械控制阀，文中对叠置布置方案的外式换热器及其连动的Loop seal返料机构进行了冷态试验研究，试验研究结查表明这种布置方案可以实现料向Loop seal返料机构和EHF的分流，通过调节运动参数或结构参数，可以控制进入EHE的物料流量及比例；得到了叠置式换热器的压力分布和阻力特性，另外，也给出了EHE换热床内的传热特性，图14表1参7。     

循环流化床布风方式对颗粒循环流率的影响

在带中心提升管的内循环流化床冷态试验台上,针对锥形和平板形2种布风板布置方式下各控制参数对循环流率的影响进行了试验研究．结果表明：锥形布风板上的临界全部流化速度明显大于物料临界流化速度;随着气化室和提升管内风速的增加,循环流率增大,但增大的速率逐渐降低;气化室和提升管内风速以及料层高度对锥形布风板下循环流率的影响大于平板形布风板,但是物料粒径对锥形布风板循环流化床循环流率的影响却小于平板形布风板．     

混流式流化床冷渣器返料特性的试验研究

在新型混流式流化床冷渣器的半工业冷态试验台上,采取分选仓、冷却仓单独运行的方式,针对分选仓隔墙在900～1100 mm高度下、流化风速在2～6 m/s之间,冷却仓静止床高在400～650 mm下、流化风速在0.1～0.7 m/s之间及分选时间在4～12 min之间变化时分别对细灰返料特性的影响进行了试验研究,并对两仓同...     

带提升管内循环流化床的流动特性研究

运行参数和结构尺寸是内循环流化床物料循环流率的重要因素。设计并搭建了内循环流化冷态试验台,通过实验分析了气化室风速、提升管风速、返料孔高度及大小对物料循环流率的影响。实验表明:物料循环流率随气化室风速、提升管风速的增大而增大,但增加幅度变化不同;随返料孔位置的增高而下降,且下降速度加快;随着返料孔面积的增大,先增大然后减小。     

450 t/h CFB锅炉风水冷选择性冷渣器的传热特性

为深入研究风水冷选择性冷渣器的传热过程和运行参数的影响规律,以某电厂450 t/h CFB锅炉配备的多仓式流化床风水冷选择性冷渣器为对象,依据各仓室的传热特点,建立了各仓室的热平衡模型.对设计工况下的出口渣温进行了校核计算,分析在不同进渣量和流化风量下,各仓室的运行特性对出口渣温的影响规律.研究表明,额定工况下,推荐的各仓室设计风量不能保证冷渣器的最低安全要求;结合冷态模化实验和传热计算结果,指出必须提高各仓室的流化风量,并给出了满足炉渣流化和冷却要求的流化风量;建议运行中严格控制进渣量并及时调整各仓室的冷却风量.     

循环流化床二次风射程的数值模拟和实验

以国内某电厂410 t/h循环流化床锅炉为原型,用有机玻璃按10∶1的比例建立了1套冷模可视化实验装置.在测量二次风喷口所在炉膛截面物料浓度的基础上,对不同二次风速、不同炉膛流化风速条件下二次风的射程进行了实验研究和数值模拟.结果表明:炉膛物料浓度随一次风速的变化而变化,二次风的引入显著地改变了炉膛内物料浓度的分布;在物料特性和喷口特性一定的情况下,二次风的射程随着二次风风速的增加而近似成幂函数增加,其指数在0.5～1之间变化,指数值随着炉膛流化风的增加逐渐减小,且减小幅度逐渐增大.     

Studies on the operation of loop-seal in circulating fluidized bed boilers

Loop-seal, considered heart of a circulating fluidized bed (CFB), returns solids captured by cyclone to the base of the riser while preventing direct flow of gas from high pressure riser to the low-pressure cyclone. This non-mechanical valve is used in thousands of CFB systems yet only a limited information is available on its working. Present research studies the flow of solids through a loop-seal and the effect of several design and operating parameters on it. This experimental study was conducted in a loop-seal 110 mm × 448 mm × 400 mm high connected to a riser 152 mm diameter and 5180 mm high. Majority of the experiments was done with 171 μm sand though several other size and type of solids were studied for their flowability. It was found that for the solids to flow through the loop-seal a minimum level of aeration, in excess of that required for minimum fluidization was required. The length of the horizontal passage connecting the supply and recycle chambers of the loop-seal had an important effect on the solids flow. For example, the minimum aeration for the onset of solids flow increases with increase in this length. The pressure drop per unit length across the passage also increased with the passage length. The air fed into the supply chamber is split such that the superficial air velocity in the supply chamber (or the standpipe) remained below the minimum fluidization velocity of the particles while the remaining air conveys solids through the horizontal passage. Present study showed that the solids flowing through the horizontal passage are neither fully fluidized nor moving packed or suspended solids. It moves as a segregated flow of solids driven by hydrostatic pressure and fluid drag.     

压力分布对选择性流化床冷渣器物料流动及物料量的影响

以410 t/hCFB锅炉为研究对象,在分析"选择性流化床冷渣器-炉膛"系统压力分布特性的基础上,研究了压力分布特性对该种冷渣器物料流动及物料量的影响规律.结果发现:"冷渣器-炉膛"系统的压力分布特性对冷渣器物料平衡有重要影响.在稳定运行时,选择室的床层压降都小于另外3室,即选择室的床料量(或炉渣量)会小于其它3室;由于排渣的作用,冷渣器排渣室的床料量略少于中间2个冷却室;随着炉膛或冷渣器流化风速的增大,冷渣器内的床料量都将降低;炉膛和选择性流化床冷渣器之间是一种复杂的串并联关系,这使炉膛与冷渣器各室之间的气固流动参数相互制约,底渣流动的可控性较差.     

300 MW循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD模拟

采用计算颗粒流体力学（CPFD）的方法对300 MW循环流化床锅炉内的气固两相流体动力学参数进行全床数值模拟研究,重点分析了循环流化床锅炉炉膛以及回料阀的气固流动特性,获得固相颗粒浓度和速度场在炉膛内的分布以及固体循环流量、系统压力平衡、回料阀的运行情况等锅炉关键参数。结果表明：颗粒浓度的轴向分布呈现明显的密相区和稀相区两部分,模拟得到的轴向压力分布与实际工况吻合较好,验证了CPFD方法模拟循环流化床锅炉的准确性;锅炉回料阀内压降最大,这与床料分布相符;回料阀返料室流化程度较高,而输运室流化程度较小,呈现鼓泡床状态,气泡大都贴壁逃逸。     

加压导向管喷动流化床部分气化炉颗粒循环倍率的研究

以宽筛分的灰渣和2种不同粒径的窄筛分玻璃珠为实验原料，对加压导向管喷动流化床部分气化炉内颗粒循环倍率进行了试验研究。提出了导向管喷动流化床颗粒循环倍率和床内压降理论关系，分析了环形区的充气量在不同系统压力、导向管位置和喷动管直径对颗粒循环倍率增加因子的影响，在此基础上提出了预测颗粒循环倍率增加因子的试验关联式。结果表明：环形区充气后不仅改善了环形区的气固接触，而且显著增加了环形区和喷动区的颗粒交换，有利于床内气固非均相反应的进行。图10表1参10     

循环流化床锅炉循环回路压力平衡理论的分析

通过对循环流化床锅炉循环回路各段压降特性分析 ,建立了包括炉膛、分离器、立管和返料装置等部分的压降关系式 ,并基于循环回路压力平衡特性对所建立的模型进行了求解。计算结果与试验结果相比 ,吻合得较好。图 3参 8     

双流化床提升管二次风对其循环流率的影响规律

双循环流化床提升管二次风特性是影响颗粒循环流率的重要因素。设计并搭建了双循环流化床冷态实验台,通过实验分析了二次风风速、送风方式、风口高度及风口数目对颗粒循环流率的影响。实验表明:对于物料固定粒径、固定静床高时,颗粒循环流率随着二次风速的增加而增加,风速达到一定值后,颗粒循环流率的增加趋势趋于平缓;风速一定时,径向送风比切向给风时颗粒循环流率大,4个二次送风口比2个送风口时颗粒循环流率稍大;二次风口在距布风板15cm时比20cm时颗粒循环流率明显增加,且风口高度对颗粒循环流率的影响随着风速的增加逐渐明显。     

柴油机喷油器喷孔空泡雾化的研究

作者对柴油机喷孔空泡雾化的特性进行了研究，分析了喷孔内空泡产生的机理，并建立了计算模型。该模型考虑了喷射压力、喷孔几何结构、燃烧室条件、孔内流动损失与空穴因素，为喷雾的多维模拟提供了准确的初始条件。三维数值模拟计算结果表明，空泡雾化促进了喷孔出口液核的分裂，加剧了喷束的二次雾化，以考虑空雾化模型为计算初始条件，其在喷射速度、液滴尺寸（SMD）和贯穿距的计算结果更符合实际喷雾测量。     

选择性催化还原系统防沉积物堵塞喷嘴设计与喷射特性分析

针对选择性催化还原系统产生的沉积物易造成喷嘴堵塞,引起喷嘴管路背压过高及雾化喷射不均匀等问题,设计并研制了一种防沉积物堵塞喷嘴。该喷嘴通过调节喷嘴芯与螺套的锁紧量调定喷嘴的稳定喷射压力,并通过对喷嘴芯的最大开度进行机械限位,有效避免了尿素雾化喷射不均匀及NH 3逃逸等问题。对喷嘴的起闭特性与孔口径向截面的流量特性进行了理论分析,结果表明:当喷嘴因沉积物造成堵塞时,喷嘴芯开度随压力升高而增大,喷嘴孔口径向截面面积及截面质量流量也随之增大,有效提高了喷嘴内部沉积物的排出率,并降低了孔口外部沉积物的凝结风险。采用流体仿真软件Fluent对喷嘴的喷射特性进行了数值模拟,进一步探究了不同喷嘴芯开度及锥度角对喷嘴孔口径向截面面积、截面速度分布及截面流量特性的影响。最后,通过试验验证了喷嘴的喷射效果与开启压力精度。试验结果表明:采用该喷嘴后,喷嘴雾滴分布均匀,雾化效果良好,且在各稳定喷射压力下喷嘴均可以稳定开启,开启压力精度为±5%。     

混合室结构对气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

利用激光颗粒动态分析仪对一种内旋流式气泡雾化喷嘴进行了实验测试与分析,探讨了混合室结构对喷嘴流量特性、颗粒平均直径分布特性、液雾平均速度分布特性的影响规律。气泡雾化喷嘴的流量特性主要受工作压力和喷口孔径影响,混合式结构对流量特性没有影响;但混合式结构对液雾颗粒平均直径分布和平均速度分布的影响十分显著,适当提高混合室长径比有助于减小液滴颗粒质量平均直径D10和索泰尔平均直径D32,同时可使液雾颗粒平均直径和平均速度的径向分布更加均匀;相对于渐缩型混合室,突缩型混合室可在一定程度上改善雾化效果,颗粒平均直径D10和D32径向分布均匀性更好,但喷雾主流平均速度略有降低。在喷嘴出口下游40~100mm时,液雾主流区域内的轴向平均速度未发生明显的速度衰减。