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.     

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。     

双循环流化床颗粒循环流率的冷态实验研究与预测

在自行搭建的双循环流化床冷态实验系统上研究了鼓泡床静床层高度、颗粒平均粒径、鼓泡床流化风速、快速床总流化风速及一次风量比例等控制参数对颗粒循环流率的影响,提出了基于上述控制参数的颗粒循环流率计算关联式。结果表明:随着鼓泡床流化风速的增加,颗粒循环流率变化不明显;随着快速床中一次风量比例和总流化风速的增加,颗粒循环流率均增大,当一次风量比例和总流化风速达到一定值后,颗粒循环流率的增幅逐渐变缓;颗粒循环流率随着静床层高度的增加而增大,随颗粒平均粒径的增大而减小,且颗粒平均粒径的影响程度较大;所提出的关联式能够较好地预测颗粒循环流率。     

移动_流化型组合阀工作特性的研究

移动－流化型组合阀是一种输送固体颗粒物料的新型非机械阀,影响其工作特性的关键技术是移动床底部松动风的设置。本文主要介绍了松动风设置的实验研究和计算物料流率的数学模型。     

鼓泡床-输运床耦合反应器固体物料的循环流动特性

自行设计并搭建了鼓泡床-输运床耦合连续脱碳实验系统并对其物料外循环特性进行了研究,试验研究了中心风风量、鼓泡段流化数、鼓泡床静止床高对物料输送量的影响以及松动风、返料风、鼓泡床静止床高对U型阀返料量的影响.结果表明:静止床高和中心风风量均对物料输送量有较大影响,输送量随静止床高和中心风风量的增加而增加,但随中心风风量增加,物料输送量的增加趋势趋缓;鼓泡段流化数对物料输送量的影响较小;返料风和静止床高对返料量的影响较小;固定返料风,返料量随松动风的增加近似呈线性增加.     

生物质粉体下料罐流动特性的数值模拟及实验研究

使用CFD软件对生物质流化下料罐流动现象进行分析,研究不同流化风量对于下料罐内粉料堆积层流化效果的影响,下料过程中压差大小以及流化风量对于粉料下料速率的影响。搭建下料平台半工业实验台架,用实验数据验证模拟模型。研究结果表明:流化过程中流化风量的选择直接影响流化效果,过大的下料罐体积会增大对于流化风量的要求,增加能耗;压差是料仓下料速率主要控制因素,压差越大,粉料下料速率越大,同时更大压差能有效改进粉料下料稳定性;下料过程中流化风量的引入也可以很大程度上增加粉料下料速率,但过大的流化风量会降低出口混合流中粉料体积分数,降低经济性。     

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。     

一体化外置式换热器的物料流动特性

对循环流化床锅炉一体化外置式换热器在单边运行时的物料流动特性进行了冷态试验研究.结果表明:该外置式换热器具有很好的自平衡特性;各仓室流化风速的改变会引起颗粒夹带速率及各仓室压力分布的变化,通过调节各仓室的流化风速可以很好地控制进入外置式换热器和回料密封的物料流量.同时,还建立了孔口两侧压差与通过孔口处的固体流率之间的经验关系式,并定义了孔口流量系数.试验数据表明:所建立的关系式可以很好地用于预测固体流率与孔口压降之间的关系.     

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。     

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.     

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。     

油页岩循环流化床锅炉返料系统调节特性试验研究

在我国首台油页岩循环流化床锅炉上进行了Ｕ型返器调节特性的工业试验,研究了Ｕ型返料器的启动特性,流化风和松动风数量对Ｕ型返料器工作性能的影响,并且给出了保证返 所需的流化风、松动风最小极限风量。讨论了Ｕ型返顺具有良好调节品质的流化风和松劝风组合调节方式,其结果可用于指导油页岩循环流化床锅炉的运行,亦可供大型循环流化床锅炉运行调节借鉴。     

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。     

循环流化床U型阀调节特性的实验研究与数值模拟

采用数值模拟与实验研究2种方法对循环流化床U型阀进行深入的研究,分析了U型阀调节过程中的3种状态.验证了数值模拟的可行性,对于循环流化床实炉U型阀的研究提供新的方法和依据.并使用数值模拟的方法依次研究初始变量流化风、松动风、U型阀水平通道以及中间变量料高h对于调节特性的影响.     

隔板式内循环流化床的流动特性研究

以石英砂和稻壳为实验床料,在隔板式内循环流化床气化炉冷态实验装置上对颗粒的内循环流动特性进行了研究,考察了高速区和低速区的流化速度、结构尺寸和侧风量等对颗粒内循环流动的影响.结果表明:在保持低速区流化速度一定的条件下,随着高速区风速增大,颗粒循环量先增大后减小;流化速度不变的条件下,颗粒循环量随孔口和侧风量的增大而增加,但增加趋势逐渐变缓.实验给出了合理的运行设计参数.通过实验数据回归,得到了石英砂和稻壳通过隔板式内循环流化床孔口的颗粒循环量关联式,计算结果与实验值误差分别小于6%和14%,能较好地预测孔口颗粒流动.     

卧式循环流化床回料器性能实验研究

为了研究卧式循环床回料器立管高度偏低导致其工作特性可能改变的问题,以12,t/h蒸汽炉的返料器为原型,按照1∶1的比例搭建了冷态回料器实验台.研究了松动风流量、回料风流量、物料性质等对回料器工作性能的影响.实验研究表明,回料量随输送风流量和松动风流量的增加而增加.对于河沙,当输送风流化数接近1.0时,回料质量流率达到饱和,而对稻壳灰只有当输送风流化数接近1.5才达到饱和值.松动风流量越大则饱和值越大,可调节输送风量使其处于饱和区,然后利用松动风控制回料量,该现象可与三极管的工作原理比拟.实验台回料器尺寸、立管高度设计上与实际的工业装置类似,本文成果可供设计工业装置回料系统时参考.     

增压流化床最小流化速度的实验研究

在80mm的铸铁流化床实验台上,以窄筛分和宽筛分两类颗粒为实验物料,在压力(101kPa~6 000kPa)和温度(20℃~800℃)范围内,研究了两类颗粒的最小流化速度。实验结果表明:在相同的温度下,随压力的增大最小流化速度减小。然而,在压力不变的情况下,温度对最小流化速度的影响与床料的平均粒径有关。最后,根据上述实验结果和空气在不同压力和温度下的密度,研究了增压流化床在临界流化状态下,风机送风量随流化床压力和温度的变化规律。风机送风量在温度不变的情况下,随压力的增大而明显增加。然而,温度对其的影响随床料的平均粒径的不同而略有不同。     

不同布风板对双流化床循环流率影响实验研究

颗粒循环流率是双流化床生物质气化装置的重要运行参数,布风方式对其有重要影响。在自行搭建的冷态实验台上,分别研究了采用锥形布风板和水平布风板时一些运行参数对颗粒循环流率的影响。实验结果表明:颗粒循环流率随着气化室和提升管风速增加而增加,增加幅度随着风速的提高而减小;随着颗粒粒径的增大而明显降低;随着物料重量的增大而增加;无论是何种工况,锥形布风板下的循环流率普遍高于水平布风板下的值。所以,锥形布风板是较优的布风方式。     

2号催化反再系统流化问题分析和解决办法

长岭分公司二联合车间1Mt/a重油催化裂化装置经多次改造后,2号反应再生系统流化异常问题仍未得到解决,致使操作条件发生大幅波动,装置被迫降量处理,甚至不得不切断进料。经分析,影响该装置立管流化平稳运行的主要因素是催化剂性质、反应再生系统工况和立管松动点的设置。采取的措施包括:加快进料,向系统中补充新鲜剂,或者往一再、二再燃烧油喷嘴里面注入一定量的蒸汽,使大粒径催化剂在水蒸气存在的情况下高温热崩破裂成小粒径催化剂,以保证整个反再系统内0～40μm的催化剂含量稳定在15%左右;通过制定措施及加强考核等手段平稳操作条件,增加再生线路的推动力,确保三器压力平衡;调整立管松动点风量分布,使再生滑阀前第一个松动点也即敏感点的风量给至最大,开启部分松动点确保供应适量的流动风。以上措施实施后,流化波动次数大为减少。     

L阀对固体流率的调节特性关联式

本文讨论了影响L阀调节特性的因素.应用最小松动风量概念,得到了可以预测最小松动风量值的关联式,并得到了调节特性的无量纲关联式.图6参4