操作参数对N阀流动行为影响的数值模拟

运用计算颗粒动力学(Computation Particle Fluid Dynamics)Barracuda软件对一种低流动阻力的N型回料阀内的气固流动特征进行了数值模拟研究,研究了操作参数(充气量以及松动风比例等)的变化对其流动特征和返料特性的影响,并与U阀进行了对比。结果发现,随着总返料充气量的增加,N阀所能传递的颗粒返料率逐渐增加;保持总返料充气量不变,增加N阀松动风的比例,颗粒循环流率也逐渐增加,但相同条件下N阀的颗粒循环流率要明显大于U阀,说明N阀倾斜段的设计降低了回料阀的阻力,并减少了对松动风量的依赖。N阀的气体反窜明显低于U阀。     

生物质循环流化床气化系统返料研究

通过分析生物质循环流化床气化系统循环回路压力平衡和流动密封阀的正常工作条件显示,在循环回路中,立管负责把固体颗粒由低压区送至高压区,起着重要的压力平衡作用;立管内循环颗粒形成一定高度的料柱和回送风量,使回料阀内物料达到完全流化状态是返料装置正常工作的必要条件。在此基础上进行了返料对主流化床的影响试验。试验结果表明,返料装置的运行使主流化床内密相区温度较为稳定,且沿床高方向温度分布较为均匀;返料后,主流化床内物料的流化性能明显改善。     

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。     

循环流化床系统物料分布及循环流率的实验研究

在一冷态循环流化床实验装置上,考察了一定颗粒原始存料量下,流化风速和回料风量对物料在循环系统中的分布和循环流率的影响.实验结果表明,当固定回料风量时,系统颗粒循环量随着流化风速的增加先增加后有所减少.流化风速较高时,系统将离开了传统的快速床操浊?为在高风速下保持和提高颗粒循环流率,需要进一步提高回料阀的输送能力.当固定流化风速时,回料阀松动风的增加将提高系统颗粒循环流率;但随着料封高度的降低,回料阀向提升管输送的颗粒量趋于稳定.过高的松动风量将破坏正常的料封,这对实际操作是不利的.     

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。     

木屑在Loop seal型返料器中的流动特性研究

在冷态实验条件下,对内径为0.28m,高为10.0m的循环流化床中木屑颗粒在Loop seal返料器中的流动特性和规律进行了研究,重点考察了提升管操作气速Ug、Loop seal返料器的输送风量Q1和侧向吹风量Q2改变对颗粒循环流率Gs的影响。实验发现,改变提升管操作气速Ug对循环流率的影响不大;通过Loop seal的颗粒循环流率Gs随着输送风量Q1和侧向吹风量Q2的增加而增大;改变侧向吹风量对循环流率的影响要比改变输送风量大得多。根据实验结果,对王擎给出的循环流率Gs的计算关联式进行了修正。     

木屑在循环流化床中的流动特性研究

研究了冷态实验条件下木屑在内径0.28m、高10m的循环流化床中的流体力学特性。着重研究了表观气速U_g=1.81～2.26m/s、循环流率G_s=0.42～0.76kg/(m~2·s)的工况下木屑在循环流化床上升管中颗粒速度与床层空隙率的轴向及径向分布特点。实验发现:循环流化床的下降管中保持足够料高是木屑实现先定循环的必要条件;颗粒在上升管中的流动为典型的环-核结构;面积平均空隙率沿床高呈现先增大再减小的现象。通过将截面按径向位置r/R=0～0.71,0.71～0.93,0.93～1.00分为3个区域,分析了环区、核区和环核过渡区各自的床层空隙率以及颗粒速度沿床高变化的特点。     

锥形布风板双循环流化床颗粒循环流率研究及预测

在锥形布风板双循环流化床冷态装置上,研究了提升管风速、气化室风速、物料质量和颗粒粒径对提升管颗粒循环流率的影响,并与水平布风板的结果进行了对比．利用3种改进的BP神经网络算法建立模型来预测循环流率．结果表明：提升管颗粒循环流率随着提升管风速和气化室风速的增大而增大,当风速达到一定值后,增大趋势逐渐平缓;循环流率随着物料质量的增大基本呈线性增大,随着颗粒粒径的增大而明显减小;锥形布风板比水平布风板更具优势,同样条件下可以增大循环流率;BFGS拟牛顿算法的预测效果最佳,其颗粒循环流率预测值与实验值的最大相对误差为7．7035％,平均相对误差为3．5943％．     

中心提升管内循环流化床颗粒循环流率预测研究

中心提升管内循环流化床生物质气化装置的关键是合理控制物料循环量.自行设计并搭建了中心提升管内循环流化床冷态试验台,在小型试验台上就运行参数对颗粒循环流率的影响进行了试验.试验结果表明:颗粒循环流率随着提升管风速或鼓泡床风速的增加而增加,并且当提升管风速或鼓泡床风速分别增加到一定程度时,颗粒循环流率增加趋于缓慢.在试验基...     

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。     

空气截面流率对玉米秸秆层燃及NOx生成的影响

首先建立了玉米秸秆层状燃烧热态试验台,通过改变空气截面流率,测量了床层内温度、气氛(O2、CO2、CO、H2和NO)浓度、床重随时间的变化,得到了层状燃烧特性及NOx生成规律;当空气截面流率为0.06kg/(m2·s)时可实现低NOx快速燃烧,NO浓度为229.7mg/Nm3(6%O2),燃烧速率为0.039kg/(m2·s).     

Study on Prediction Model for Solid Circulation Rate in a Dual Circulating Fluidized Bed Based on LM Algorithm

为准确预测双循环流化床生物质气化的颗粒循环流率Gs,设计并搭建了双循环流化床冷态试验台,研究了提升管流化风速、二次风量、二次风送风方式、二次风口高度及二次风口数量对颗粒循环流率的影响,并建立了基于Levenberg-Marquardt优化算法的BP神经网络预测模型,通过对比找出了最优模型,对颗粒循环流率进行了预测.结果表明：Gs随着提升管流化风速和二次风量的增大而增加,二次风量超过一定值后,增加的趋势变缓;二次风径向引入比切向引入时的Gs大;Gs对二次风口高度的变化十分敏感;应用该BP神经网络模型得出的Gs预测值与试验值的平均偏差为0.07 kg/（m2.s）,平均相对误差仅为0.49%,模型准确地预测了提升管送风特性对颗粒循环流率的影响.     

循环流化床锅炉U型返料阀的冷态试验研究

返料阀是循环流化床锅炉的关键部件之一 ,其性能的优劣直接影响锅炉的正常运行及其继续向大型化发展。U型返料阀 (以下简称U阀 )虽然在循环流化床锅炉中应用最广泛 ,但是 ,各生产厂的U阀结构形式不尽相同 ,相应的返料特性也不尽相同。结构设计不合理 ,返料阀在运行中就会出现堵灰和结渣、返料量不稳定和不返料的现象。那么 ,什么样的U阀结构是合理的呢 ?为此 ,我们在实验室对U阀进行了冷态试验研究 ,并查阅有关文献、与其他学者的研究结果进行了比较 ,得出的结论供设计U阀时借鉴。     

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．     

流动密封阀调节特性实验研究

流动密封阀可作为加压灰渣的排放控制装置,本研究在流动密封阀返料实验台上对流动密封阀的调节特点进行了实验研究。主要通过固定松动风量改变流化风量、固定流化风量改变松动风量的方式,分别研究了流化风和松动风对颗粒质量流率的调节特点。研究发现松动风对颗粒质量流率的调节作用更加明显,随着松动风的增加,颗粒质量流率近乎线性增加,最后达到最大值。实验使用了3种不同粒径石英砂,研究了颗粒粒径对颗粒质量流率的影响。随着粒径的增加,获得相同质量流率所需风量也增加了。同时改变流动密封阀前后压差,也能够较好调节质量流率,压差增大,质量流率也增加。     

内循环流化床循环流率的试验研究与模型预测

合理的循环流率是内循环流化床稳定运行的关键之一。在自行搭建的试验台上,对各控制参数对循环流率的影响进行研究,发现:颗粒循环流率随气化室风速和提升管风速的增大而增大,但增长速率逐渐变小;随料层高度的增大而增大;随着物料粒径的增大,循环流率减小,并且减小趋势增大。此外提出了3种循环流率模型,并对模型计算值与试验值进行比较,得到了较优模型。     

循环流化床多联供试验台的冷态试验研究

建立了一个循环流化床与移动床结合的多联供冷态试验台,提升管直径为400mm、高度为6 m,移动床直径为476 mm、高度为2 m,在循环床与移动床之间用气动分配循环物料的流率;进行了物料分配试验和大颗粒移动试验,根据试验结果完善了这个循环流化床多联供冷态试验台,试验为热态试验台的设计提供了一些经验.     

化学链气化串行流化床设计及试验研究

在生物质化学链气化反应基础上设计并搭建了一套串行流化床冷态模型。以石英砂为床料、空气为流化介质,在该冷态装置上开展了压力分布及控制规律试验研究。采用PY500型智能压力检测系统及PV-6型激光颗粒速度测量仪着重研究了循环流化床冷态装置的料层阻力特性及固体循环量,考察了空气反应器、燃料反应器、返料管部件的流化风量对循环状态和流化床内压力分布的影响,获得了串行流化床稳定运行的操作条件和控制规律。试验结果表明,最佳操作状态:燃料反应器流化气速为0.23~0.32 m/s,空气反应器气速为0.42~0.47 m/s,返料管气速为0.07~0.1 m/s,两反应器存料量为2.5~4.5 kg,为热态试验装置的设计、运行提供了参考依据。     

双流化床物料循环系统的冷态试验研究

合理控制物料循环流率是双流化床反应器系统装置设计开发和运行的关键。在自主搭建的双流化床物流循环冷态试验平台上,针对燃烧炉风速U_c、热解炉风速U_b、静床层高度H_b及颗粒粒径d_p等运行参数对物料循环流率G_s的影响规律进行了试验研究,结果表明:燃烧炉风速、热解炉风速和静床层高度的增大都会使得物料循环流率增大,但热解炉风速增加幅度不大;同时,分析了运行参数对Loop-seal返料性能的影响,结果表明,在试验运行参数范围内,物料循环流率受运行参数影响程度顺序为:H_bU_cd_pU_b。研究结果可为双流化床反应器的设计及运行提供参考。     

基于GA-BP神经网络的带提升管内循环流化床循环流率预测

自行搭建了带提升管的内循环流化床试验台,研究了提升管风速、气化室风速、颗粒平均粒径、床层高度对循环流率的影响。基于遗传算法优化BP神经网络原理,建立了GA-BP人工神经网络模型,用来预测带提升管的内循环流化床的颗粒循环流率。通过对GA-BP神经网络模型颗粒循环流率的预测值与试验值的比较发现:当隐含层数目为22时,最大相对误差为±6.6917%,误差的均方差为2.899%。该模型预测数据与试验值比较吻合,能够较好的预测颗粒循环流率。