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.     

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。     

加压气固喷射器输送特性的试验研究

在增压气力输送系统试验装置上,对影响收缩型气固喷射器的工作特性的关键因素做了较详细的研究,试验研究结果表明,气体喷嘴位置和收缩段的收缩角对气固喷射器的最大固体输送量均有较大的影响,此外,气体喷嘴位置以及收缩段的收缩角对收缩型气固喷射器内的静压分布也均有一定的影响。     

带压条件下气固两相输送的试验研究

以国家“八五”、“九五”重点科技攻关课题“徐州贾汪PFBC中试电站”项目为背景 ,针对加压条件下不同固气比时 ,气固两相输送的压力特性展开试验和分析研究。通过试验和分析 ,归纳总结了固气比对气固两相输送压力特性的影响     

PFBC中试电站稳态气力输送试验研究

在增压流化床燃烧(PFBC)中试电站，气力输送技术是关键性技术，它关系到以燃料是否能连续稳定送人增压流化床内，保证增压流化床正常稳定燃烧。考察了在背压为0．6MPa(PFBC中试电站流化床压力)下，固气比和喷射器(无二次喷嘴)气体喷嘴位置对输送稳定性的影响。     

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.     

煤粉高压超浓相气力输送的实验研究

煤粉的高压超浓相气力输送是大规模煤气化技术的关键技术之一.在输送压力可达4MPa、管路固气比可达660 kg/m3的气力输送实验台上进行实验,考察不同的输送压力、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煤粉质量流量、固气比、表观气速等输送特性参数的影响.结果表明:采用较高的输送压力、较大的差压、合理的风量与含水率较低的煤粉更有利于实现高压超浓相的气力输送.     

粉体密相气力输送研究综述

物料的输送特性、输送管道压损研究、输送相图以及数值模拟等方面评述了粉体密相气力输送在近些年取得的研究进展,结合东南大学关于高压密相气力输送已有的研究成果,提出一些干煤粉加压密相气力输送的研究方向.     

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。     

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.     

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。     

垂直弯管段高压密相煤粉气力输送特性的数值模拟

基于以氮气为输送介质的高压密相煤粉气力输送,在现有壁面模型和颗粒动力学基础上,充分考虑弯管中对气固两相流动特性起主要作用的摩擦应力的影响,建立了高压密相煤粉气力输送一体化管道(垂直管、弯管和水平管连在一起)的多相流新模型.采用该新模型模拟垂直向上转水平弯管内的气固两相流动特性,分析了补充风体积流量对弯管内固相速度、体积分数、湍动能分布以及垂直弯管压降的影响.结果表明:考虑摩擦应力后模拟所得弯管压降与试验值的误差减小至20%以内,验证了该模型的正确性;随着补充风体积流量的增大,垂直弯管压降先增大后减小,表观气速增大,垂直弯管壁面外侧煤粉堆积减少,低体积分数区范围增大,固相湍动能和固相拟温度均有所增大,当补充风体积流量达到1.0m3/h时,固相湍动能和固相拟温度均减小.     

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.     

利用电容层析成像法测量气力输送中的煤粉流量

采用电容层析成像技术(ECT),对常温下气力输送的固体(如煤粉)浓度、速度和质量流量进行了测试研究.为克服电容传感器敏感场的不均匀对成像造成的影响,实验系统中利用旋风分离作用将固体颗粒集中在近壁面区域,传感器电极布置在分离器直管上.浓度分布采用单层电容传感器,速度分布采用双层电容传感器得出相关信号.由测得的速度及体积分数通过计算得出质量流量.测量结果与称重法测试结果吻合,证明电容层析成像法可获得可靠的测量结果.     

煤粉气力输送过程中采用不同输送管径的数值模拟研究

气力输送是工业上普遍使用的输送物料的方法,目前研究方法主要包括实验研究和数值模拟两部分。本次模拟主要针对煤粉气力输送实验过程中所选用的不同的输送管道半径对压力损失和输送量的影响,与实验数据进行对照,评价数值模拟的准确性,然后针对拟定的工业装置及工况开展模拟分析,对实际生产过程作出预测并提供一定的参数支持。     

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.     

水平管加压密相煤粉气力输送沙丘流的数值模拟

对Johnson等提出的摩擦正应力模型和Syamlal等提出的摩擦剪切黏度模型进行了修正,并将其与颗粒动理学理论相结合,建立了可以描述加压密相气力输送的气固湍流流动状况的三维多相流模型.该模型充分考虑了颗粒间碰撞和摩擦力作用,以及气相和颗粒团湍流脉动之间的相互作用.采用该模型对加压密相气力输送水平管沙丘流流动特性进行了三维数值模拟,并预测了单个沙丘和连续沙丘的形成及运动状况.结果表明:随着表观气速的增加,煤粉颗粒浓度减小,压降梯度呈现先减小后增大的趋势;在横截面上,煤粉颗粒分布呈现上窄下宽的趋势,且煤粉颗粒在管道底部沉积,并呈现月牙形状.模拟结果与试验结果吻合较好.