流化床密相区内固体颗粒对流换热模型研究进展

为深入理解流化床密相区内活性颗粒表面换热过程,论述了乳化相模型、单颗粒和双颗粒模型、变物性模型以及接触热阻模型等流化床密相区内固体颗粒对流换热模型的研究进展,提出了模型发展方向。当流化风速较低时,固体颗粒对流换热系数可采用乳化相模型进行预测。针对流化风速较大的工况,有学者提出了单颗粒和双颗粒模型、变物性模型以及接触热阻模型,并采用适当假设简化模型,然而模型的可靠性仍需进一步验证。最后提出现应加强固体颗粒对流换热过程的模型研究,提高模型在较宽风速范围内对固体颗粒对流换热系数预测的适用性;重点研究活性颗粒在密相区内的运动形式及活性颗粒表面固体颗粒对流换热关键参数测量方法。     

流化床内自由移动石墨球表面的传热系数

密相区内自由移动的煤颗粒表面传热系数是循环流化床锅炉设计和运行的重要参数。利用石墨球模拟煤颗粒,在小型流化床实验台上对由粒度较小的石英砂颗粒组成的密相区内自由移动的石墨球表面传热系数进行了测量。测量结果显示,随着流化风速的增加,石墨球表面传热系数首先升高,当流化风速达到某一临界值时,继续增大流化风速,传热系数将保持不变,从传热的角度证明了流化床内煤颗粒基本停留在乳化相内。在多数情况下,石墨球表面传热系数随床料粒度的增大而减小。而在较低流化风速的情况下,随着床料粒度的增大,石墨球表面传热系数呈先下降后升高的趋势。当流化风速和床料粒径保持不变时,石墨球表面传热系数随着石墨球直径的增大而减小,且下降的趋势随石墨球直径的增大而减弱。而随着床层高度的增加,石墨球表面传热系数将会略有 升高。     

H型鳍片管结构参数选取方法

提出了单位质量鳍片管换热量与引风单位耗功所回收热量两个评价H型鳍片管性能的主要指标,给出了H型鳍片管结构参数选取的方法。通过对不同鳍片宽度与鳍片间距的H型鳍片管进行数值研究发现,单位质量鳍片管换热量随鳍片宽度的增加先增加后降低,并且在不同鳍片间距下,该指标达到最大值时所对应的鳍片宽度均在55～60 mm;引风单位耗功所回收热量随鳍片宽度的变化也呈现出先增加后降低的趋势,但在不同鳍片间距下,该指标达到最大值时所对应的鳍片宽度逐渐增加。当两个指标达到最大值时,所对应的鳍片间距均为最小值,因此,在选取鳍片管结构参数时,应根据单位质量鳍片管换热量与引风单位耗功所回收热量两个指标并兼顾制造工艺与热量回收区域的积灰状况进行选取。     

流化床内自由移动石墨球表面的传热系数

密相区内自由移动的煤颗粒表面传热系数是循环流化床锅炉设计和运行的重要参数。利用石墨球模拟煤颗粒,在小型流化床实验台上对由粒度较小的石英砂颗粒组成的密相区内自由移动的石墨球表面传热系数进行了测量。测量结果显示,随着流化风速的增加,石墨球表面传热系数首先升高,当流化风速达到某一临界值时,继续增大流化风速,传热系数将保持不变,从传热的角度证明了流化床内煤颗粒基本停留在乳化相内。在多数情况下,石墨球表面传热系数随床料粒度的增大而减小。而在较低流化风速的情况下,随着床料粒度的增大,石墨球表面传热系数呈先下降后升高的趋势。当流化风速和床料粒径保持不变时,石墨球表面传热系数随着石墨球直径的增大而减小,且下降的趋势随石墨球直径的增大而减弱。而随着床层高度的增加,石墨球表面传热系数将会略有升高。     

循环流化床循环流率冲击法在线测量方法

开发了一种通过测量下落颗粒和靶板碰撞冲击力来确定颗粒流率的流量计,通过试验验证了该流量计的可行性,并研究了颗粒下落速度、颗粒粒度和颗粒密度对流量计的影响.建立了该冲击式流量计的理论模型,利用冷态流化床试验数据对理论模型进行了校验.结果表明：该流量计具有操作简便、测量准确、反应灵敏、易于校准、对提升管内的颗粒流动无干扰的特点;模型计算结果与试验数据较吻合,可利用模型简化流量计的校准程序,增加流量计的应用范围.     

固定床熔渣气化高速射流区气固运动行为研究

为研究固定床熔渣气化炉中气化剂喷嘴安装角度、喷嘴口径、气化剂射流速度与高速射流区深度的关系,利用模化原理对工业级气化炉高速射流区建立50 cm二维冷态模型,采用精密皮托管测量颗粒床层中的气体速度分布,并采用无量纲分析方法,对试验数据进行处理。结果表明:射流穿透深度与喷嘴口径的二次方大致成正比关系;射流深度随喷嘴安装角度的增大呈现先增加后减小的趋势,使得射流深度最大的安装角度为17°~20°;射流深度随射流气速增加呈增大趋势,并拟合出气化剂喷嘴安装角度、射流速度、喷嘴口径与射流区深度的无量纲关系式。     

循环流率对循环流化床回路压降影响的实验研究

对于布置有流动密封阀的循环流化床反应器,其系统压力满足自平衡的特性,固体颗粒循环流率Gs和循环回路的压力平衡具有直接的联系。该文在冷态循环流化床实验台上研究了循环流率对系统各部件压降的影响:在流化风速一定时,随着流动密封阀回料风量升高,回料阀流动阻力下降,循环流率升高;提升管内床压降较高时,炉膛内物料体积份额增大。当Gs超过一定值时,提升管内进入"S"型分布的快速流态化,顶部达到饱和携带状态;分离器压降随着颗粒携带浓度Cs的增加先降低后升高,其转捩点约为3.2kg/m3;立管内负压差移动床的流动状态可以通过改变孔隙率和压差梯度,利用较低的料封实现较高的压头,自动吸收其他部件的压降波动,维持系统平衡。