双循环流化床冷态实验研究

由主循环流化床(主床)和副循环流化床(副床)组成的双循环流化床冷态实验系统中,测量了不同工况下的压力分布以及主床和副床的物料循环率,分析了装料量、主床一次风流化速度和副床二次风流化速度对压力分布以及物料循环率的影响,为双循环流化床的工艺设计提供实验依据.     

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。     

循环流化床冷态流动特性的试验研究

研究了循环流化床气固两相流动在轴向的宏观流体动力特性,采用计算机数据采集系统测量不同工况下沿主床高度上的压力分布,进而计算出空隙率沿循环流化床主床高度方向上的分布情况,研究不同操作条件(流化风速、存料量)对空隙率分布、物料循环量和压力平衡的影响。     

气动分配阀调节特性的冷态试验研究

气动分配阀是在循环流化床双床系统中使用的返料与分流装置,其运行特性直接关系循环流化床双床系统的顺利运行.通过冷态模拟试验,研究了气动分配阀在不同压力条件下的运行特性,其中包括气动分配阀的一区与二区控制风、料腿中的料位高度及二区出口压力对气动分配阀运行特性的影响.试验结果表明:只有在返料出口压力低于返料临界压力的条件下,气动分配阀才能正常工作;在本试验条件下的最大返料临界压力为3000Pa;气动分配阀的返料临界压力和固体物料流率与控制风、料腿中料位高度等都有直接关系,并且由气动配阀中的压力平衡关系决定.     

裤衩腿循环流化床流动特性及翻床机理的研究

基于颗粒动力学两相流方法,建立了裤衩腿炉膛的二维CFD数值计算模型,对流化床内的床料平衡流动状态和非平衡流动状态进行了瞬态数值模拟.计算结果表明:当流化风较小时,流化床处于鼓泡床状态;当流化风较大时,流化床处于快速床状态;裤衩腿流化床内流动存在宏观不稳定性,但当外界条件(回料量、布风板阻力、出口背压等)保持一致时,裤衩腿流化床对这类流动自身波动引起的不平衡具有一定的自平衡能力;当一侧布风板的一些风帽被堵塞且不进行风量主动调节时,左右两侧物料交换量在剧烈波动的同时,出现净交换量,但发生翻床与布风板阻力特性有关.这种特性为裤衩腿流化床稳定流动提供了一种可能的控制方法.     

循环流化床锅炉物料平衡分析

循环流化床物料平衡是循环流化床燃烧的核心和基础,它影响到循环流化床燃烧效率和脱硫效率,并决定燃烧室内的热负荷分布。循环流化床“一进二出”的物料平衡系统是循环流化床的核心概念,也是理解循环流化床物料平衡的关键。本文介绍并分析了循环床物料平衡的某些问题,如循环流化床定态设计、床料质量和物料平衡模型等。循环流化床运行需要高的“床料质量”和较大物料循环量,要求流化床锅炉分离器分离效率曲线存在一个清晰的100％分离粒径截止点。循环流化床内物料平衡除了受分离器效率影响外,还受到给煤成灰及磨耗特性、床内颗粒分层、排渣方式及效率等因素的影响。     

基于DCOSE软件的大型循环流化床锅炉的仿真模型

结合实际的循环流化床机组的特点，采用集中参数法，建立了燃烧室动态床料的质量平衡、残碳的质量平衡、能量平衡、床压的分布，燃烧室氧量以及燃烧脱硫的数学模型。通过对仿真机的调试、运行，以及对模型的阶跃扰动测试，表明该模型能够在全工况范围内满足流化床的动态特性和仿真的实时性，为循环流化床锅炉机组仿真机的进一步研究打下了良好的基础。图6表1参5     

生物质循环流化床气化系统返料研究

通过分析生物质循环流化床气化系统循环回路压力平衡和流动密封阀的正常工作条件显示,在循环回路中,立管负责把固体颗粒由低压区送至高压区,起着重要的压力平衡作用;立管内循环颗粒形成一定高度的料柱和回送风量,使回料阀内物料达到完全流化状态是返料装置正常工作的必要条件。在此基础上进行了返料对主流化床的影响试验。试验结果表明,返料装置的运行使主流化床内密相区温度较为稳定,且沿床高方向温度分布较为均匀;返料后,主流化床内物料的流化性能明显改善。     

物料量及布风板阻力对裤衩腿流化床锅炉翻床的影响

基于颗粒动力学两相流方法,建立了裤衩腿循环流化床锅炉二维CFD数值计算模型,研究了总物料量和布风板阻力特性对翻床趋势的影响.结果表明:炉膛总物料量越大,平均物料交换率越大,越容易翻床;布风板阻力系数越大,平均物料交换率越小,越不容易翻床;正负反馈机理可以合理解释物料量和布风板阻力特性对翻床的影响;布风板压降和物料压降比是评价裤衩腿循环流化床锅炉自平衡能力的重要参数.     

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.     

循环流化床锅炉传热数学模型研究

在国内外研究的基础上,结合环－核结构的流动模型建立了循环流化床锅炉的传热数学模型。利用该模型对循环流化床锅炉的对流、辐射传热特性进行了仿真研究,并对结果进行分析。仿真结果表明,循环流化床锅炉的对流传热系数与截面平均颗粒体积份额有密切关系,而辐射传热系数与环形区内温度密切相关;循环流化床锅炉辐射传热占总传热的份额随炉膛高度的增加而增大．     

循环流化床锅炉炉内压降分布及物料粒径分布的计算

根据物料总体平衡建立了循环流化床锅炉炉内压降分布和物料粒径分布的数学模型 ,模型中考虑了颗粒破碎、磨损以及缩核对物料粒径分布变化的影响。作为循环流化床锅炉整体数学模型的基础 ,该模型不仅计算了所有物料的总体粒径分布 ,也计算了焦炭、石灰石和惰性床料单独的粒径分布。最后给出了炉内压降和不同位置处物料粒径分布的仿真结果 ,并对结果进行了分析     

循环流化床的物料平衡和运行中的物理现象

循环流化床中的物料平衡是循环床燃烧的核心和基础。对于循环床的运行很重要。本文给出了循环流化床稳态下的物料平衡模型,讨论了影响物料平衡的因素,采用该模型计算了75t／h循环流化床锅炉的循环物料流率、排渣物料流率和飞灰物料流率及其粒度分布,并分析了在物料平衡影响下的循环流化床运行中的物理现象和问题的内在原因,如“床质量”和循环床用分离器特性等,量化说明了理论界和工业界存在的一些问题。     

压力分布对选择性流化床冷渣器物料流动及物料量的影响

以410 t/hCFB锅炉为研究对象,在分析"选择性流化床冷渣器-炉膛"系统压力分布特性的基础上,研究了压力分布特性对该种冷渣器物料流动及物料量的影响规律.结果发现:"冷渣器-炉膛"系统的压力分布特性对冷渣器物料平衡有重要影响.在稳定运行时,选择室的床层压降都小于另外3室,即选择室的床料量(或炉渣量)会小于其它3室;由于排渣的作用,冷渣器排渣室的床料量略少于中间2个冷却室;随着炉膛或冷渣器流化风速的增大,冷渣器内的床料量都将降低;炉膛和选择性流化床冷渣器之间是一种复杂的串并联关系,这使炉膛与冷渣器各室之间的气固流动参数相互制约,底渣流动的可控性较差.     

两相流动对流化床燃烧行为的影响

循环床锅炉沿床高的烟气浓度及燃烧份额分布测试结果证明,鼓泡流化床和循环流化床的重要差异表现为密相区燃烧行为的根本不同,由于床料平均粒径较低,循环床密相区的流动不同于鼓泡床,导致气固两相之间的传质阻力增加,从而影响燃烧反应,密相区的燃烧行为表现为欠氧。循环床锅炉沿床高乃至分离器都有燃烧反应发生,建立了考虑气固相间传质阻力的流化床密相区燃烧模型,并与实际循环流化床锅炉的测试数据比较,计算结果与测试值比较吻合。     

内置过滤元件流化床的阻力特性及结构优化

对三维流化床颗粒层过滤器的阻力特性进行了研究。并对过滤元件的结构进行了优化。研究表明．流化床颗粒层过滤器的系统阻力主要决定于过滤元件的阻力,优化过滤元件应该是系统优化的主要方向;优化后的颗粒层过滤器能够有效地减少系统的阻力达到23％以上;在权衡过滤效率和床层压降时,有一个恰当的操作气速和静止床层高度。