六个旋风分离器并联布置循环流化床的实验研究

大型循环流化床锅炉采用多个旋风分离器与炉膛出口并联布置实现气l分离.入口烟道的布置方式(入口角度和位置)对旋风分离器的性能有显著影响.针对600 MW超临界循环流化床锅炉,对6个旋风分离器并联布置方式进行了实验研究和数值模拟.实验结果表明,6个旋风分离器之间存在着分配不均现象;在相同条件下,不同位置的旋风分离器压降和返料流率均有一些差异,在炉膛同一侧,位于中间的旋风分离器的压降和返料流率均低于位于两端的旋风分离器的压降和返料流率.数值模拟结果显示,不同位置的旋风分离器之间气相流率分配基本均匀,在炉膛同一侧,进入两端的旋风分离器的颗粒流率要高于进入中问的旋风分离器的颗粒流率;位于两端的旋风分离器,颗粒贴着入口烟道外壁进入,处于较好的分离状态,而位于中间位置的旋风分离器,有部分颗粒冲击入口烟道内壁,不利于分离.     

入口收缩角度对旋风分离器分离性能的影响

入口收缩角度对旋风分离器内流场及分离性能有着重要影响,从而影响循环流化床(CFB)机组的运行性能。本文以临清三和280 t/h CFB锅炉的旋风分离器为例,采用数值模拟的方法对入口收缩角度a为14°、20°、25°、30°、34°这5种旋风分离器进行研究。结果表明:当烟气流量恒定时,入口收缩角度越大,切向速度越大,颗粒所受到的离心力也越大;轴向速度的下行流速度也越来越大而上行流速度越来越小;分离器的压降越来越高,而分离效率先逐渐升高后逐渐下降。进一步研究收缩角度和缩口速度对分离效率的影响,收缩角度和缩口速度都存在优化值,在本研究范围内,该型旋风分离器收缩角度和缩口速度的优化值分别为30°、20 m/s。     

220t／h循环流化床锅炉旋风分离器分离特性的试验研究

对一台220t/h循环流化床锅炉的高温旋风分离器进行了大量的试验研究，包括：旋风分离器的分离效率，分级分离效率等分离性能，多种因素，如入口风速，飞灰浓度，粒径大小，烟气温度等对分离器性能的影响，以及分离性能对循环倍率，炉内燃烧等锅炉运行特性的影响，所得结果对进一步掌握旋风分离器的运行特性及其对锅炉运行的影响有着重要作用，并可对旋风分离器的改进和设计提供较好的依据。     

双入口脱硫喷淋塔烟道布置方式的技术经济分析

提出一种可有效降低脱硫系统能耗的双入口喷淋塔烟道布置方案。阐述双入口塔在技术上的可行性与先进性,并从投资成本、运行成本、占地面积等经济指标方面对双入口塔烟道布置方案与单入口塔烟道布置方案进行了对比分析。对于2×660 MW烟气脱硫装置,双入口塔烟道布置方案与单入口塔烟道布置方案相比,可使烟气压降降低400 Pa,年节约电耗500万kW.h,节约占地面积1 500 m2,成本与单入口塔烟道布置方案相当。双入口塔烟道布置方式是一种节能、节约土地资源的烟气脱硫技术,值得推广。     

东方700 MW高效超超临界CFB锅炉的开发

本文根据700 MW高效超超临界CFB锅炉的设计条件,充分吸收350 MW～660 MW超临界CFB的设计、运行经验,提出了700 MW高效超超临界CFB锅炉方案及整体布置.锅炉总体采用M型布置,单炉膛单布风板结构,炉膛内布置屏式受热面,不设置外置式换热器,炉后布置高温冷却式旋风分离器,尾部采用双烟道挡板调温,热力系统设计合理,性能可靠性高,可有效实现高效超超临界蒸汽参数与CFB锅炉燃烧技术相结合.     

循环流化床锅炉旋风分离器分离特性的研究

通过对220 t/ h 循环流化床锅炉高温旋风分离器进行的试验研究,得出了旋风分离器的分离效率、分级分离效率及一些因素如入口风速、飞灰浓度、粒径大小、烟气温度等对分离器性能的影响;以及分离性能对循环倍率、炉内燃烧等锅炉运行特性的影响。试验结果表明:烟气温度升高会减少分离效率; 分离器的分离效率随进口烟速的增大而增大、随飞灰浓度的增加而增大、随飞灰粒径的增加而增大;循环倍率越高,要求的分离效率越高; 燃料中灰分越高,所要求的循环倍率越大。     

大型CFB锅炉并联布置分离器烟气流动特性的数值模拟

针对大型CFB锅炉并联布置分离器的气固流动均匀性问题,采用1:1的实炉结构尺寸建立计算模型,完成了5种分离器出口烟道布置条件下的并联分离器烟气流动均匀性数值模拟计算。计算结果表明,分离器出口烟道的布置形式,对并联三分离器的烟气流动均匀性有重大影响。进一步的分析表明,采用单独的分离器出口烟道布置方式,可以显著改善各分离器的烟气流动均匀性。     

旋风分离器入口上侧收缩角对流场影响研究

为了改善旋风分离器内部流场的不对称性并提高分离效率,提出在旋风分离器的入口上侧设置收缩角,并采用Fluent软件的雷诺应力模型（RSM）对入口上侧带收缩角的旋风分离器进行数值模拟。结果表明:设置入口上侧的收缩角,可使旋风分离器近壁面区域的静压明显增加,中心轴线上的静压波动减小,并且排尘口附近的负压值变大,有利于改善颗粒返混现象;入口收缩角使入口截面逐渐变小,入口气流逐渐加速,而压降大致与入口速度的平方成正比,导致压降升高;入口收缩角没有改变短路流发生的区域,积分截面都在排气管末端下方15 mm处,但是改进后的旋风分离器短路流量减少,切向速度变大,有利于颗粒分离。     

带入口加速段的方形分离器内气固两相流动数值模拟

分离器是循环流化床锅炉的核心部件之一，其性能对锅炉的物料平衡、传热等有着重要影响。除运行工况外，结构参数决定着分离器的性能。为了研究结构参数对方形分离器性能的影响，采用雷诺应力模型(RSM)计算了不同结构参数的方形分离器内气相流场。结果表明：方形分离器内除外涡旋与内涡旋等主流外，还存在许多局部的二次流，这些二次流是影响分离器的分离效率的主要因素之一；结构参数的变化对二次流的强度及位置产生影响，进而影响分离器的分离效率。在气相流场的基础上，采用随机轨道模型计算了方形分离器内的颗粒运动轨迹，发现颗粒从入口越低的区域进入分离器，越有利于分离。     

并联双旋风分离器气固分布分析

循环流化床锅炉常采用多个并联分离器来实现气固分离,然而运行中多存在气固两相流动分布不均的现象。以某300MW亚临界循环流化床锅炉的旋风分离器为研究对象,基于Chen-Shi压降关联式,研究并联双分离器中气体速度、入口颗粒浓度和分离器阻力特性曲线变化趋势对气固分布规律的影响。此外,通过改变结构参数探究其对气固分布的影响。研究发现,入口颗粒浓度和拐点浓度共同决定了气固分布的均匀性。减小芯筒直径和增大进口宽度,有利于增大双分离器内气固均匀分布的几率。     

方形扩散式旋风分离器的实验研究

通过性能实验测定了方形扩散式旋风分离器的分离效率和流动阻力,用PDA系统测试并分析了方形扩散段几个不同截面的流场分布。结果表明,方形扩散式旋风分离器的结构能够改善其性能,在较低入口速度下仍有较高的分离效率;扩散段各截面上流场呈不对称分布,角区对分离效率和阻力的影响很大,角涡有利于细颗粒的团聚与脱除。     

690t/hCFB锅炉分离器改造及分析

针对某690t/h超高压CFB锅炉分离器中心筒悬吊存在安全问题和烟气短路分离效果不佳等问题,提出了烟气分离器的改造措施,更换了中心筒和进口烟道缩口等部件。实践表明:改造后锅炉飞灰粒径大幅下降,有效改善了锅炉下部床温高、炉膛上下温差大等问题,有利于锅炉SO2排放达标。     

引进300MW循环流化床锅炉后燃特性试验研究

利用自制的取样装置对引进300 MW循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉外循环回路的烟气成分进行现场测试,研究了锅炉外循环回路中旋风分离器和外置式换热器的燃烧特性,结果表明:引进300 MW CFB锅炉的外循环回路存在显著的后燃现象,且后燃主要集中在旋风分离器上。分离器出口烟气温升可达135℃,分离器耗氧量占整个锅炉燃烧过程耗氧量的12%左右。外置式换热器内存在燃烧现象,且不同功能的外置式换热器的燃烧特性有着较大差异,用于调节炉温的外置式换热器耗氧量可达用于调节再热汽温的外置式换热器耗氧量的2倍。研究结果可为新锅炉的设计提供参考。     

旋风分离器中心筒筒体裂隙对分离效率的影响研究

分析了某50 MW循环流化床锅炉旋风分离器中心筒筒体裂隙产生的原因。数值模拟研究和飞灰取样结果显示裂隙破坏了分离器内的速度场和压力场,降低了分离器的分离效率。最终提出了提高分离效率的分离器改造方案。     

循环流化床锅炉烟气脱硝系统优化模拟

随着电站锅炉氮氧化物（NO_x）排放标准的日趋严格,具有低NO_x排放特征的循环流化床（CFB）锅炉也需增设烟气脱硝设备。通过在CFB锅炉旋风分离器喷入氨水或尿素等还原剂,实现高温下的选择性非催化还原（SNCR）反应,可有效降低锅炉NO_x排放。以某185 t/h CFB锅炉为例,利用ANSYS Fluent^􀅹软件,对分离器及附属尾部烟道流场进行性能优化模拟,并设计了相应的SNCR烟气脱硝系统。计算结果表明：当喷入点个数较多且位于进口段内侧时,还原剂在分离器内分布较为均匀;提高平均雾化粒径和喷雾锥角有助于扩大还原剂在分离器内的分散范围,而喷射速度对分散范围的影响则有限。     

循环流化床一、二次风管网特性及风机选型研究

通过分析循环流化床（circulating fluidized bed,CFB）锅炉一、二次风的管网特性,并结合电站CFB锅炉的运行参数,对大型CFB锅炉一、二次风机的选型进行了研究。结果表明：CFB锅炉一次风所需最大风量与最高压头不在同一工作点上,具有与煤粉锅炉一次风完全不同的管网特性。CFB锅炉二次风的管网特性与煤粉锅炉二次风的管网特性类似,不同之处在于其管网阻力中增加了由炉内颗粒浓度产生的压降;CFB锅炉一次风机选型时应使管网特性曲线完全落在风机的性能曲线内,并采用能耗较低的变速调节或入口导叶调节。CFB锅炉二次风机选型原则与普通离心风机选型原则类似,但应估计出由颗粒浓度所产生压降的大小,对300 MW CFB机组来说,其值在5.5~7.5 kPa范围内。     

300MW循环流化床锅炉旋风分离器超温控制研究

300MW循环流化床(CFB)锅炉在低负荷(60%负荷及其以下)运行时,经常出现旋风分离器的入口烟温处于超温运行(950～990℃),严重威胁锅炉风烟燃烧系统的安全稳定运行。在CFB锅炉低负荷时通过实际运行试验研究发现,随着一次风量/率的增加,炉膛内物料的流化状态变好,煤与空气的混合更均匀,炉膛内中下部的燃烧加强,能有效降低CFB锅炉旋风分离器入口烟温。     

30°斜式进水流道数模分析与泵装置特性试验研究

利用三维湍流数值模拟对某30°斜轴进水流道水力特性进行了分析,研究了设计流量工况下流道的内部流场、不同横断面和纵剖面速度等值线、出口断面速度均匀度和速度加权平均角以及流道水力损失。研究结果表明,斜式进水流道水流处于均匀渐缩,内部流态良好,无漩涡或脱流,出口断面流速分布均匀度Vu=98.2%,速度加权平均角度θ=88.42°,流道水力损失Δh=5.9cm,流道型线合理。试验研究了30°斜轴模型泵装置能量特性、空化特性和飞逸特性,得到5个叶片角度下模型和原型泵装置能量特性曲线、3个不同叶片角度下空化特性及叶片角-2°下的单位飞逸转速和单位飞逸流量。试验结果表明,模型泵装置最高效率随叶片角度减小而增大,叶片角-4°时的最高效率可达83%,较大范围运行工况下的空化性能优良,飞逸转速安全。研究结果对低扬程泵站水力优化设计具有重要的参考价值。