循环流化床二次风射流相关影响因素的数值模拟研究

采用欧拉-欧拉双流体模型,对某大型循环流化床锅炉炉膛内二次风射流的流动进行数值模拟,研究二次风动量、床内颗粒浓度、温度、颗粒物性等因素对二次风穿透性和气固两相混合的影响。结果表明,穿透深度与射流动量成正比,与颗粒浓度、颗粒密度和直径成反比。射流温度对射流深度也有影响。在正常工况下,该CFB锅炉的射流深度不足以穿透至炉膛中心,不能完全满足中心需氧量。因此,在二次风量一定的情况下,为保证二次风对炉内燃烧的混合效果,可以降低下二次风的比例来保证上二次风,在一次风完全可以满足流化要求的情况下,甚至可以考虑取消下二次风。解决大容量CFB锅炉炉膛设计的主要途径可以在适当增加炉膛宽度的同时通过加大炉膛深度来满足进行放大。模拟结果可以为大型循环流化床锅炉的设计和运行提供理论参考。     

循环流化床二次风射程的数值模拟和实验

以国内某电厂410 t/h循环流化床锅炉为原型,用有机玻璃按10∶1的比例建立了1套冷模可视化实验装置.在测量二次风喷口所在炉膛截面物料浓度的基础上,对不同二次风速、不同炉膛流化风速条件下二次风的射程进行了实验研究和数值模拟.结果表明:炉膛物料浓度随一次风速的变化而变化,二次风的引入显著地改变了炉膛内物料浓度的分布;在物料特性和喷口特性一定的情况下,二次风的射程随着二次风风速的增加而近似成幂函数增加,其指数在0.5～1之间变化,指数值随着炉膛流化风的增加逐渐减小,且减小幅度逐渐增大.     

循环流化床二次风射流的研究现状

结合我国的能源和环境的现状,通过论述循环流化床研究的发展历程和优点,主要阐述了循环流化床为二次风射流研究的主要问题和国内外循环流化床二次风射流的研究成果,最后描述了循环流化床二次风射流研究的前景和存在的问题.     

中小型循环流化床锅炉二次风的布置

根据中小型循环流化床锅炉的设计经验和锅炉的燃烧特点，对锅炉的二次风布置作了详细阐述。     

循环流化床二次风射流穿透规律的试验研究

在一个截面尺寸为0.3 m×0.3 m×4 m的循环流化床冷态试验台上,以热空气作为示踪气体,对二次风射流穿透深度规律进行了试验研究.利用热电偶测量试验段温度场得到二次风射流轨迹,基于交叉射流动量比建立了二次风射流穿透深度的模型.利用该模型对1台465 t/h循环流化床锅炉二次风射流进行预测,并与热态测试结果进行了对比,从而验证了模型的正确性.     

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。     

二次风环境下循环流化床流体动力学的研究进展

二次风的加入使得循环流化床锅炉内的流体动力学特征更加复杂,进而影响炉内的燃烧、换热以及气体排放等.本文详细介绍了循环流化床二次风引入后流体动力学方面的研究现状,指出了目前存在的问题及努力的方向.     

循环流化床中心二次风的设计及实验研究

介绍了在炉膛中央设置水平布置杆式二次风和竖直布置柱式二次风两种结构。在冷态循环流化床上,研究了中心二次风的布置形式和布置高度,以及二次风率对床内沿高度方向的颗粒浓度分布的影响,并与同样高度的常规壁面二次风进行了对比。实验发现,空气分级后二次风下方的颗粒浓度随二次风率的提高而增大。二次风高度的增加伴随着底部密相区向上延伸。几种二次风布置形式中,水平杆式二次风结构布置时底部浓度最大。通过对射流的示踪发现,在高二次风速时中心二次风扩散到壁面区域,而在中心区域则缺少二次风气体,这不利于对中心区域的氧气补充。而水平杆式中心二次风射流在横向动量的作用下,射流进入床内时发生偏转,能够在床内形成较大的扩散面。另外,还讨论了中心二次风进一步在实际循环流化床锅炉中的应用所需要注意和解决的问题。     

烟煤循环流化床锅炉燃烧数值模拟研究

针对1MWth循环流化床锅炉试验台设计,采用计算流体力学软件FLUENT6.3,对炉膛内有无脱硫剂分别进行了燃烧数值模拟。结果表明:加入脱硫剂炉膛内煤燃烧的温度比未加入脱硫剂炉膛温度低;脱硫剂的加入使炉内压力发生改变;组分O2摩尔分数在密相区较高,随高度的增加而在减小,在稀相区变化较均匀,在炉膛出口处氧气摩尔分数变化大,浓度很低,CO2摩尔分数和O2摩尔分数变化情况恰好相反。     

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。     

循环流化床锅炉改变床存量的燃烧试验

在1台75 t/h循环流化床锅炉上进行了改变床存量的燃烧试验,在3220～7330 Pa床层压降变化范围内,测试了改变床存量对锅炉负荷能力、炉内轴向颗粒浓度分布以及实际燃烧效率的影响.结果表明:在远低于常规床层压降的条件下,循环流化床锅炉仍能保持满负荷运行,而且燃烧得到改善;在适当控制燃料粒度的条件下,循环流化床锅炉降低床层压降运行不仅可行,还可以使锅炉整体运行性能得到优化,是锅炉设计和运行优化的方向.     

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。     

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。     

300MW循环流化床锅炉翻床事故分析处理

本文对300MW循环流化床锅炉的翻床事故发生的原因和处理的方法,以及如何预防做了全面的介绍。同时以某台实际运行的循环流化床锅炉经验为例,分析翻床原因,提出避免翻床的措施,还提出了可行的防止翻床的自动处理程序。     

循环流化床锅炉的风帽设计

介绍了国内循环流化床锅炉用风帽的主要类型、优缺点,同时根据多台流化床锅炉实际设计和运行的经验,对风帽用材质选择进行了探讨,并给了一个设计实例。     

300 MW循环流化床锅炉的设计和运行实践

介绍了目前中国最大容量的引进型300MW循环流化床(CFB)锅炉的设计特点和运行经验,并针对褐煤提出了锅炉主要热力参数的选取原则,可供新的循环流化床锅炉设计提供参考.     

引进型300 MW循环流化床锅炉(火用)效率的分析

通过分析大型CFB锅炉(火用)效率的计算方法,建立了CFB锅炉炯损失的数学模型,对我国引进型300 MW CFB锅炉的(火用)损失和炯效率进行了计算,并与热量法的计算结果进行了比较.结果表明:(火用)方法比热量法更能全面地反映电站锅炉的各种损失以及产生的部位;锅炉(火用)效率远低于热效率的原因在于锅炉不仅存在外部损失,还存在大量的不可逆内部损失;锅炉主要外部损失仍为排烟热损失和机械不完全燃烧(火用)损失;从降低炉内平均温度与提高炉内水和蒸汽的平均温度两方面采取措施,可减少传热过程中的(火用)损失,提高锅炉效率.     

裤衩腿结构循环流化床锅炉床料不平衡现象的数值模拟

循环流化床锅炉的两裤衩腿炉膛之间存在床料存量平衡问题.基于两侧炉膛内物料浓度差引起气体携带颗粒横向流动的假设,建立了裤衩腿炉膛的复合压降模型,应用数值模拟方法对倒料现象进行动态仿真.结果表明:该模型可以预测裤衩腿之间的床料量不平衡现象;不进行主动调节时裤衩腿炉膛内的固体颗粒横向流动是一个正反馈过程,因此可以对两侧炉膛的风烟系统加一个操作,使两裤衩腿炉膛床料维持平衡.