高压浓相粉煤气力输送试验研究

在输送压力可达4.0 MPa,固气比高达500 kg/m3的高压气力输送试验台上,用氮气进行粉煤高压浓相气力输送试验研究。分别在不同的输送差压、充压风量和流化风量等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响。结果表明,煤粉的质量流量随着输送差压和充压风量的增大而增大;输送压力越高,差压的变化对煤粉的质量流量的影响越显著;固气比随着输送差压和充压风量的升高而增加,随着流化风量的增大先增大后减小;输送压力越高,固气比越大;保持进入发料罐的气体总量不变,当Qf<0.55 m3/h时,充压风量的变化对输送参数的影响主导作用,当Qf>0.55 m3/h时,流化风量的变化对输送参数的影响较大。     

高压超浓相气力输送固气比研究

在输送压力可达3.7 MPa,固气比可达660 kg·m-3的气力输送实验台上进行系统的研究,考察输送压力、输送差压、流化风量、充压风量、补充风量、煤粉含水率等条件对固气比的影响.采用改进学习算法的BP神经网络,对固气比进行有效预测.结果表明,固气比随着输送差压的增大而增大;随着流化风量的增大先增大后减小;注入风量一定时,充压风量增大固气比先减小后增大;固气比随着补充风量的增大而显著减小;随着煤粉含水率的增大而减小;随着表观气速的增大而减小.获得了系统最佳的操作条件.建立的BP网络,最大训练误差为2.7%,最大预测误差为5.8%,具有很好训练结果和预测能力.     

高压密相气力输送固相流量的实验与GRNN网络预测

煤粉高压密相气力输送是气流床加压气化的关键技术之一.在输送压力可达3.7 MPa,管路固气比可达660 kg/m3的气力输送实验台上进行系统的研究,考察输送压力、输送差压、流化风量、充压风量、补充风量、煤粉含水率等条件对固相质量流量的影响.结果表明:固相流量随着输送差压的增大而增大;随着流化风量的增大而先增大后趋向于某一定值;注入风量一定时,随着充压风量的增大而先减小后增大;与补充风量的大小基本无关;随着煤粉含水率的增大而减小.同时建立广义回归神经网络(GRNN)对固相流量进行了有效预测,最大预测误差在2.3%以内.上述工作将为系统的控制和运行提供一定的指导,同时为深化高压密相气力输送的研究奠定基础.     

粉煤加压密相输送特性试验研究

在压力可达4.0 MPa,固气比高达500 kg/m3的气力输送试验台上进行粉煤输送试验.分别在不同的输送差压、充压风量和流化风量等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量和固气比等气力输送特征参数的影响.结果表明,煤粉的质量流量随着输送差压和输送风量的增大而增大;固气比随着输送差压和充压风量的升高而增加,随着流化风量的增大先增大后减小;总风量不变时,当Qf＜0.7m3/h时,充压风量的变化对输送参数的影响起主导作用,当Qf＞0.7 m3/h时,流化风量的变化对输送参数的影响较大.     

生物质粉末气力输送特性试验研究

在输送压力可达0.4 MPa,固气比最高可达190 kg/m3的自建试验台架上进行生物质粉末气力输送试验,研究输送系统的气体表观流速、罐压、背压以及流化风量以及载气风量对气力输送固气比的影响。结果表明,增大气体表观流速会导致固气比的降低;固气比会随着输送压差的增大而增大;随着流化风的增大,固气比呈现先增大后减小的趋势,适当增加载气风量有利于提高固气比,但当载气风量大幅度增加后,会导致固气比的降低,即生物质粉末气力输送过程中存在最佳载气风量。     

微小固体颗粒气力输送固气比试验研究

对微小固体颗粒在密相气力输送情况下进行试验,研究输送压力最高可达0.5 MPa的输送过程中,输送系统的罐压、背压和粉量调节阀的开度以及流化风量和载气流量分别对固气比的影响。结果表明:差压增大会导致固气比增大;粉量调节阀开度增大,有助于固气比提高;适当增大流化风量或载气流量可提高固气比,达到峰值后,固气比会随着流化风量或载气流量的增大而减小,固气比达到峰值时对应的流化风量、载气流量为最佳值。     

高压超浓相气力输送流型及稳定性试验研究

在输送压力可达到4MPa、管路固气比可达到700kg/m3的高压超浓相气力输送试验台上进行输送物料为300μm煤粉和石英砂的流型可视化试验,获得了不同表观气速下物料的流型,研究了补充风风量对300μm煤粉输送稳定性的影响.结果表明:在试验台范围内,随着表观气速的减小,输送煤粉时获得了悬浮流、分层流和沙丘流流型,输送石英砂时获得了分层流、沙丘流和柱塞流流型,且不同流型间的区分度优于输送煤粉时流型间的区分度;随着表观气速的减小,输送系统的稳定性下降,管路的振动和各管段压降随时间的变化验证了这一事实;在输送300μm煤粉时,过小的补充风风量易发生堵管现象;沙丘流或柱塞流状态均属于间歇流动状态,且柱塞流状态是一种比沙丘流状态更不稳定的低速复杂流动状态.     

固气比对超浓相煤粉气力输送流型影响的模拟

针对目前密相气力输送数值模拟过程中所存在的关键问题,提出了一种描述固相内部相互作用对颗粒运动影响的数学模型。该模型建立在离散颗粒模型的基础上,使其既能够模拟悬浮流动的稀相颗粒运动,又能模拟管内出现堆积情况的超浓相气固两相流。利用所建立的数学模型对高压超浓相煤粉气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟,模拟结果揭示了典型的栓塞流、沙丘流等流型特征及其流型随固气比的演变规律,并结合实验进行了验证。管道输送栓塞流波动性较为明显,波动频率向高频转化;平均栓塞长度随着进料固气比增大而增大。     

不同水分下煤粉高压浓相输送的试验研究

试验依托一套输送压力可达4 MPa的干煤粉加压浓相气力输送实验装置,研究煤粉含水率(M=5.45%、8.94%、12.09%、14.20%、16.20%)、输送压差、流化风流量、补充风流量对流动特性的影响。结果表明:在流化风流量和补充风流量恒定,增大输送压差,固气比随压差的增大呈现先增大后减小的趋势;而保持压差和流化风流量不变,煤粉质量流量均随补充风流量的增加而降低;系统压差和补充风流量均不变,煤粉质量流量随流化风量的增大呈现出先增大后趋于不变;维持输送压差、流化风流量和补充风流量,垂直管和水平管压降变化幅度不大,而水平弯管的压降随含水率的增大而增大,垂直弯管的压降随含水率的增大呈现先增大后减小的情况。     

不同平均粒径煤粉的高压密相气力输送

在高压密相气力输送试验台上,进行了不同平均粒径煤粉的密相输送试验.分析了总输送差压和流化风量对不同平均粒径煤粉输送特性的影响,以及水平管和水平弯管的阻力特性.结果表明:增加总输送差压或者流化风量,煤粉的体积分数都经历了一个先增大后减小的过程;系统的输送能力随着煤粉平均粒径的增大而降低;在相同表观气速及煤粉质量流量下,平均粒径大的煤粉压损大于平均粒径小的煤粉压损;输送相同质量流量煤粉时,水平弯管的压损大于水平管,且水平弯管与水平管压损的比值随着煤粉质量流量的增加而增大.     

高压煤粉密相气力输送水平管阻力特性

通过试验和理论计算两种方法研究高压下煤粉密相气力输送水平管稳定段的压力损失情况.理论计算是在Barth气力输送理论基础上,引用Stegmaier的附加压力损失系数的经验关系式进行的.试验发现,尽管输送气体表观速度呈下降趋势,而水平管稳定段的单位压降随固气比增大而增加.显然,较高输送系统压力下气体引起的压降虽然不能忽略,但引起水平管段压降变化的主要因素是输送的煤粉浓度.通过试验值与计算值比较,发现试验与理论计算值吻合得相当好,说明基于Barth气力输送理论的附加压降法对高压煤粉密相气力输送阻力特性的计算具有较好的适应性.     

浓相粉煤灰气力输送差压波动ARMA功率谱分析

在料罐体积均为0．6m^3,输送管内径为20mm,输送距离为20m的试验台上进行浓相气力输送试验研究。采用ARMA功率谱分析输送过程中固气比对气体表观速度、压力损失和能量在频域分布的影响。结果显示：随着固气比的增加,表观速度降低,单位长度的压力损失逐渐增大,差压波动逐渐减小;功率在频域内分布随着固气比增大逐渐向低频移动,主峰峰值也随之增大。这些均与粉煤灰流动形态有关。它揭示了功率在频域内的分布情况,对研究管内运动和能量交换提供了新的研究途径。     

煤粉粒径对密相气力输送流型影响的数值模拟

针对目前密相气力输送数值模拟过程中所存在的关键问题,提出了一种描述固相内部相互作用对颗粒运动影响的数学模型,采用该模型能够对稠密气固两相流动(乃至颗粒发生大量沉积的情况)进行数值模拟.新模型在离散颗粒模型的基础上,通过描述颗粒所在局部空间的固相浓度及颗粒群运动特征所建立,使其既能够模拟悬浮流动的稀相颗粒运动,又能模拟管内出现堆积情况的密相气固两相流.利用所建立的数学模型对高压密相煤粉气力输送的颗粒流动过程进行了数值模拟.模拟结果显示,随着颗粒粒径增大,粉体密相气力输送流型从沉积层流变化为沙丘流,进而演变成栓塞流的演变过程,并结合实验验证了典型的栓塞流、沙丘流等流型特征;并且平均栓塞长度随着粒径的增大而减小,而随着粉体粒径的增大,输送管道中固相容积份额则整体上呈增大趋势.     

乏气送粉锅炉煤粉浓度软测量技术及其仿真研究

锅炉燃烧过程中,喷燃器出口煤粉浓度不均将会导致炉膛火焰中心偏斜,从而引起炉膛气流冲刷后墙及右墙,高温过热器,高温再热器出现局部超温,结焦的现象。因此准确测量各风管中的煤粉浓度并指导调节对锅炉的安全,经济运行非常重要,为此,必须寻找一种简单,高效,实用而且适合工程应用的煤粉浓度测量的方法。对于热风送粉锅炉的煤粉浓度测量,国内外做了大量的研究,并得到了工程应用。本文提出了一种乏气送粉方式下基于气固两相流理论,根据风粉混合前后压力差大小计算粉煤浓度的新方法,并在理论推导的基础上进行了仿真研究,结果表明,煤粉浓度计算值与混合压差呈很好的对应, 说明能量法理论计算公式是适用的。     

煤掺混燃烧时氮析出特性的试验研究

在一维煤粉燃烧试验台上对电站动力用单种煤及其混煤燃烧时氮氧化物的析出特性进行了试验研究，主要探讨组分煤种的煤质比例以及掺混比例对氮氧化物析出的影响规律。研究结果表明：NOx主要是在煤粉着火过程中产生的，其生成量与煤中的氮含量和挥发分含量密切相关；混煤燃烧时，各组分煤种氮的析出是既独立又相互影响的，混煤氮的析出曲线一般具有“双峰”结构，峰值区域较宽，其NOx生成量与各组分煤种的氮含量基本呈线性关系。掺烧比例对混煤氮的析出有较大影响，在贫煤中掺混其它煤种时，混煤氮的析出时间、析出浓度与各组分煤种的加权平均值有一定差异。     

临界状态下弯管段浓相气力输送的两相速度分布

以气固两相流动实验中常用的玻璃微珠为输送物料，利用二维Dual PDA系统，测量弯头半径为600mm、输送管道水力直径为25mm的方型截面弯管段内的气固两相的速度，获得了临界输送状态下3个有代表性截面上的二维时均速度和脉动速度分布规律。     

中储式煤粉锅炉一次风在线监测实验研究

根据两相流压降与颗粒浓度确定的线性关系,针对中储式锅炉,提出了现有输煤管道上安装差压变送器,通过压降和纯空气流速的测量来监测一次风风速和煤粉浓度的新方法。该法的优点在于不破坏原管路的阻力特性,简单易行,适于中储式制粉系统的火电厂现场使用。通过建立试验及相应在线测量系统的试验,表明该法可行。