循环流化床锅炉气固流动特性的CPFD数值模拟

CPFD数值计算方法可有效解决三维空间内连续流体和大量颗粒的耦合计算问题,利用该方法模拟研究了某热电厂循环流化床锅炉炉膛内的气固流动特性,采用Wen Yu-Ergun模型,得到炉膛的压力轴向分布与实际测试结果吻合;在此基础上分析颗粒的粒径、浓度和速度沿轴向和径向的分布规律,得到了炉内颗粒的流态化流动形态和动力学特性。模拟结果可为以后的锅炉运行提供实际指导经验。     

循环流化床锅炉炉膛内气固两相流的数值模拟

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟。将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性。通过定性与定量分析,得到炉膛内颗粒固含率呈中心高,边壁低的"环-核"流动结构及颗粒轴向速度中心处向上,边壁处向下的内循环流动形式。另外,改变操作气速与质量循环流率,沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著。同时,操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化。边壁处的气固两相流动规律还有待于进一步研究。     

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。     

利用Monte Carlo方法对循环流化床锅炉炉膛传热的数值计算

作者对循环流化床锅炉炉膛传热进行数值研究,所建模型考虑轴向和径向颗粒浓度分布的影响。模型计算揭示烟气温度和热流密度在炉膛内的分布变化,计算结果表明在循环流化床锅炉炉膛传热计算中,颗粒相对流换热不能忽略。     

75t/h循环流化床锅炉炉膛气固流场的数值模拟

采用基于颗粒动力学理论的欧拉双流体模型,对75t/h循环流化床锅炉炉膛内气固流动特性进行数值模拟,得到沿炉膛高度颗粒速度和浓度的非均匀分布规律,证明其流动符合环-核结构。通过对不同粒径颗粒的模拟,得到不同粒径颗粒在75t/h循环流化床内的分布特性。     

半干法脱硫反应器内固体颗粒浓度分布的试验研究

在三维循环流化床脱硫反应器冷态模型上,研究了文丘里布风装置的循环流化床脱硫塔内气固两相流动中固体颗粒浓度的分布规律,以及不同操作参数:表观气速和颗粒循环流率对颗粒浓度在径向以及轴向分布的影响。试验中利用PV6D型光纤探针测量颗粒浓度,压力传感器测量反应器壁面压力。试验结果表明,在半干法循环流化床脱硫塔反应器中固体颗粒浓度的分布呈中间稀,边壁浓的趋势。截面平均颗粒浓度大体呈上稀下浓的分布。随表观气速的减小和颗粒循环速率的增大,颗粒浓度的径向分布不均性增大,截面平均颗粒浓度的轴向不均匀性增大。     

循环立管中气固移动床流动

在直径1m的冷态循环流化床上，考察了循环立管中的气固流动形式，并分别检测了气、固速度和空隙率，讨论了不同立管出口阀开度和松动气量对固体循环量、气固流通量及立管平衡高度的影响。应用修正的移动床厄贡方程、修正的颗粒流经孔口流动方程及修正的气固过孔颗粒流动方程等组合的方程组，对立管中颗粒移动床流动进行了分析计算，计算结果与实验测定结果吻合较好，表明上述流动方程组适用于气固循环系统立管移动床颗粒流动的设计计算。     

流化床反应器中化学链燃烧的模拟

为了更好地认知以循环流化床形式作为燃料反应器的化学链燃烧过程,基于颗粒动理学理论,考虑反应器中颗粒聚团的影响,运用双流体模型,对循环流化床反应器内化学链燃烧过程进行模拟,获得了反应器内流场以及组分分布规律。模拟结果再现了颗粒聚团的多尺度流动机构以及载氧体颗粒在床中呈现出的环核流动结构,结果表明,这种非均匀分布会导致燃料转化率的下降。     

燃用宽筛分煤循环流化床锅炉燃烧模拟计算

建立了循环流化床锅炉炉膛颗粒燃烧和脱硫反应模型。该模型考虑了炉膛下部为高颗粒浓度的密相区和上部为低颗粒浓度稀相区的特征,模拟计算给出了烟气温度,热流密度和各气体成分（Ｏ２,Ｃ２Ｏ,ＣＯ,Ｈ２Ｏ和Ｓ２Ｏ）的轴向分布,模拟计算结果的趋势是合理的。     

循环流化床流动特性分析

基于循环流化床 ( CFB)的流动特性 ,提出了一个求解其流动结构的模型。模型综合考虑了床内粒子空间分布的轴向和径向不均匀性 ,可以预测各种运行条件下床内颗粒浓度分布情况 ,并能清楚地表示床的几何尺寸、运行工况对循环流化床流动特性的影响。