液固循环流化床换热器中颗粒分布板分布性能的实验研究

设计了两种用于液固循环流化床换热器中的颗粒分布板,利用CCD图形采集与处理系统对液固循环流化床中的两相流动特性进行了研究.讨论了有无分布板、分布板开孔率、安装高度及操作条件对颗粒分布的影响.实验结果表明:在换热器下管箱安装颗粒分布板,当循环流速较高时,能有效的改善固体颗粒在床层中的不均匀分布;分布板的开孔率越小,固体颗粒径向分布的不均匀度越小,但床层颗粒浓度也变小;随着循环液速的增加,粒径的减小以及颗粒加入量的增加都会减小颗粒径向分布的不均匀度.     

变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能实验研究

设计了一种用于液固循环流化床换热装置的变孔径颗粒分布板,在具有18根换热管的实验装置上,利用自行研制的CCD图像采集系统对安装该分布板的颗粒分布性能进行了测试,考察了颗粒体积分率、循环流量等对颗粒分布性能的影响.实验结果表明:在流化床的进口段管箱内安装变孔径分布板时,随着固体颗粒体积分率的增加,颗粒浓度径向分布明显趋于均匀;在同一分布板安装高度下,大流量更易于实现颗粒的均匀分布,并且使得颗粒流速在床层截面的径向分布较为均匀.结果证明变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能优良,为液固循环流化床换热装置的工程设计提供了参考.     

变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能实验研究

设计了一种用于液固循环流化床换热装置的变孔径颗粒分布板,在具有18根换热管的实验装置上,利用自行研制的CCD图像采集系统对安装该分布板的颗粒分布性能进行了测试,考察了颗粒体积分率、循环流量等对颗粒分布性能的影响．实验结果表明：在流化床的进口段管箱内安装变孔径分布板时,随着固体颗粒体积分率的增加,颗粒浓度径向分布明显趋于均匀;在同一分布板安装高度下,大流量更易于实现颗粒的均匀分布,并且使得颗粒流速在床层截面的径向分布较为均匀．结果证明变孔径颗粒分布板的颗粒分布性能优良,为液固循环流化床换热装置的工程设计提供了参考．     

循环流化床提升管内稠密固液湍流的流体动力学模拟

为揭示循环流化床内稠密固液两相流动特性,对反应器内稠密固液湍流进行了流体动力学模拟.在考虑颗粒碰撞的欧拉-欧拉双流体模型的基础上,通过研究相间拖拽力模型和颗粒碰撞恢复系数的影响,建立了描述循环流化床内稠密固液湍流的流体动力学模型,并利用模型预测了反应器提升管中高浓度颗粒速度、体积分数分布和湍流特性.预测结果与实验结果符合很好,表明理论模型和求解方法有效.     

液固循环流化床预分布器附近流体动力学的数值研究

在液固循环流化床(LSCFB)内,分别以水、玻璃珠为液相和固相,应用2种不同结构的分布器,在室温常压下,考察了分布器结构对预分布器区及换热管内流体动力学的影响。利用商用计算流体力学(CFD)软件Fluent 6.2,选用欧拉模型(Eulerian),系统研究了不同分布器结构和不同表观液速对换热器的预分布器区固体颗粒和局部液体速度径向分布的影响。模拟结果表明:应用变孔径预分布器与均匀孔径预分布器相比,变孔径预分布器能更好地改善固体颗粒和局部液体径向速度分布的均匀性;在低表观液速下,固含率径向分布的计算值与实验值吻合良好,误差随表观液速增大而增大。     

液固流化床中颗粒流动特性的数值模拟

应用欧拉-欧拉双流体模型,液相采用k-ε湍流模型,同时考虑液固两相间耦合作用,数值模拟液固流化床内液固两相流动,研究了液体密度和粘度对液固流化床内流动特性的影响.研究结果表明,液固流化床内液体、颗粒混合比较均匀,呈现散式流态化特性.颗粒轴向速度随着液体密度和粘度的增大而增大,并且在床内分布趋势相同.数值模拟得到床层膨胀高度的结果与Babu等人公式计算值相吻合.     

偏置出口循环流化床内颗粒体积分数分布的测试

为了研究不同床体布置结构对循环流化床内气固流动特性的影响,在截面为0.35 m ×0.48 m、高4.9 m的循环流化床实验台上,以平均粒径为366.2 μm的玻璃珠为床料,采用PC6D反射式光纤探针对不同轴向高度截面上不同径向位置处的局部颗粒体积分数分布进行实验测量.采用数值插值和时序分析的方法对测量结果进行分析后发现：床内结构的布置对炉内气固两相流动的影响明显,底部炉膛单侧渐扩结造成颗粒体积分数的径向分布不均,后墙侧颗粒体积分数明显高于前墙侧;受炉膛矩形截面的影响,炉膛截面长边处的颗粒体积分数明显低于短边处的颗粒体积分数;稀相区偏置炉膛出口的布置破坏了炉内气固流动的环核结构,在炉膛左墙和后墙侧形成了颗粒的局部高体积分数分布.利用时序分析的方法对颗粒体积分数瞬时信号进行分析.结果表明,在该工况条件下炉膛底部的气固流动在微观结构上为不稳定的两相结构,在过渡段环核结构的交界位置气固作用最剧烈,颗粒体积分数波动较大.     

65t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉流动特性模拟

用数值模拟的方法,对65 t/h低倍率油页岩循环流化床锅炉流动的特性进行分析。通过计算流体动力学软件Fluent,应用基于颗粒动理学理论的:Euler-Euler双流体模型,Standard k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε湍流模型和Gidaspow气固曳力模型数值计算了循环流化床气固两相流动过程,并对循环流化床炉内的颗粒速度分布、压力分布、颗粒体积分数及粒径分布进行分析,验证了循环流化床内循环流动特性。     

化工多相流图像分析系统及其在液-固循环流化床研究中的应用

开发了一套用于多相流流场测试的化工多相流分析系统，该系统应用简便，功能强大，并已成功用于竖直管内液—固循环流化床中固体颗粒运动特性的研究。试验结果表明：1)该系统能直观显示被测流场的运动状态，满足一定流场的测量要求；2)颗粒在管内的浓度分布是不均匀的，随颗粒的体积分率和流型的变化而变化；3)所得的试验结果能够解释液—固流化床换热器的强化传热和防除垢机理。     

循环流化床流体动力特性的试验研究

本文报告了循环流化床流体动力学特性研究的一部分结果。研究表明在循环流化床内存在着二个区域:下部的密相区和上部的快速区。在快速区内存在着颗粒群,它在循环流化床内作剧烈的上下运动,使床内浓度分布比较均匀。本文还提出了利用压力分布计算固体颗粒浓度分布的方法,并进行了计算。本文还提出了二个经验公式分别来计算沿床高方向的压力分布和固体颗粒浓度分布。     

循环流化床返料机构的研究

本文主要对各种形式的颗粒返料机构进行了研究。根据实验结果和理论分析,本文提出了高浓度气固混合物在L阀中流动时的压力损失的计算公式。本文还提出了L阀和流化床返料机构的设计方法。并给出了设计所需要的全部计算公式。     

100 MW循环流化床锅炉床温控制策略

阐述了100MW循环流化床机组床温控制系统。分析介绍了给煤量、一次风量、二次风量、一二次风配比及循环灰量对床温的影响及其调整方式,在保证床温在允许正常范围内的基础上,确定最佳风煤比,保证了燃烧效率。     

循环流化床锅炉风室内流动特性及优化研究

一次风室是循环流化床锅炉的关键部件之一,其内部一次风流动分布的均匀性对循环流化床锅炉的高效运行至关重要。一次风气流分布不均匀会对锅炉燃烧产生不利影响,导致锅炉热效率降低。为了提高循环流化床锅炉的运行效率,采用数值模拟的方法研究设计合适的导流板。模拟结果表明,在一次风室内安装导流板后,一次风室内横截面处的气流速度不均匀性由81%降低到24%。为了验证数值模拟结果,采用了220 t/h循环流化床锅炉的缩小比例几何模型,在5种不同的实验条件下进行了可视化和速度分布均匀性实验。实验结果证实了数值模拟的正确性。此外,在一台220 t/h循环流化床锅炉上进行了热态实验。热态实验结果表明,在一次风室中加装导流板后,锅炉热效率由85.71%提高到88.34%,相当于每年节约5000 t标准煤,经济效益显著,证明了导流板的有效性。     

循环流化床锅炉模糊控制系统设计

循环流化床锅炉是一个分布参数、非线性、时变、大滞后、多变量紧密耦合的被控对象，常规控制方法难以取得理想的控制效果。结合循环流化床锅炉动态数学模型，提出采用模糊控制和广义预测控制相结合的新控制思路。针对床温和主汽压的强耦合，设计了基于广义预测控制的指导系统，实现了床温和主汽压的解耦协调控制。该控制系统有效地解决了循环流化床锅炉控制中的难点问题，取得了满意的控制效果。     

流化床布风板结构对流场影响的数值模拟研究

应用CFD软件Fluent对流化床炉内布风板入口0.5 m段进行冷态流场模拟。研究在一定的开孔率下不同的布风板板孔布置（正方形、圆形和三角形）与不同开孔直径（0.5 mm、0.6 mm、0.8 mm）下对流化床冷态流场与布风板压降的影响。最终实验表明：孔径为0.5 mm、板孔三角形结构的布风板更容易使气流稳定,有益于物料的正常流化。     

循环流化床外置换热器壁温偏差改进措施

为了解决660 MW超超临界循环流化床锅炉外置换热器中受热面的壁温偏差问题,通过数值计算,复现600 MW超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温分布,并将该方法应用到相同尺寸的超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温计算中. 通过对边壁区域3片管屏工质节流,从工质侧解决超超临界循环流化床锅炉外置换热器壁温偏差问题,使受热面计算壁温偏差控制在30°C以内,实现受热面管材安全运行. 通过冷态试验,发现颗粒侧传热系数沿外置换热器宽度方向呈现马鞍形的双峰分布,传热系数最大值出现在距离边壁约0.2倍宽度范围内,通过调整边壁区域气体速度可以提高该区域的传热系数,为运行过程减缓局部偏差提供参考.     

循环流化床烟气脱硫塔进口流场模拟及优化

为了改进循环流化床脱硫塔因下部装有的弯管加文丘里管式入口结构所造成的底部区域不均匀气流场,采用RNGκ-ε湍流模型对脱硫塔的气流场进行了模拟计算,讨论了这种进口结构对脱硫塔流场的影响机理,并对该进口结构进行了优化.结果表明:RNGκ-ε模型对于该流场具有较好的模拟效果,在弯管和文丘里管综合作用下,脱硫塔内中下部的气流场分布不均,而返料口对脱硫塔的气流场影响很小.通过对比3种入口结构的优化方式,发现采用改进导流叶片的方式优化效果较好,可成功均布脱硫塔气流场,造成的床层压损也很小.     

油页岩循环流化床炉膛内燃烧过程数值模拟

针对1 MWTH循环流化床锅炉试验台设计,采用计算流体力学软件FLUENT6.3,对炉膛内流动、传热及燃烧进行数值模拟,对设计工况性能进行预测.结果表明:油页岩颗粒运动符合循环流化床锅炉"环一核"运动;油页岩颗粒在床层内不能燃尽,大部分挥发分在稀相区内燃烧,所以设计燃用油页岩循环流化床锅炉时,应适当增加炉膛高度并相应多布置些受热面.