双循环流化床石英砂颗粒流动特性研究

流化介质的流动特性是影响双循环流化床稳定运行的关键。在自行搭建的双循环流化床系统上,分别进行提升管风速、气化室风速、初始床层物料量对颗粒循环流率、两床压降的影响的实验研究,发现:随着气化室风速增加,循环流率和气化室压降增加变化不明显,提升管压降呈现一定增加趋势;随提升管风速的增加,颗粒循环流率和气化室压降增加,但提升管压降减小;随初始床层物料增加,颗粒循环流率、提升管压降和气化室压降均呈现增加趋势。通过对流化介质流动特性影响因素的研究,可初步掌握系统内的物料浓度分布,为双循环流化床的运行控制提供一定的指导参考。     

基于Daubechies小波分析的双循环流化床气化室压力波动特性研究

双循环流化床中气化室内压力波动特性对物料稳定循环具有重要影响。在双循环流化床冷态实验系统上,测取不同工况下气化室风室、布风板上方的压力信号,采用Daubechies小波分析的方法对气化室风速、提升管风速、颗粒粒径对气化室压力波动特性的影响进行分析,发现:随着气化室风速的增加,小波分析中各尺度能量均呈增加趋势,其中ED3、ED4两尺度能量占比最大,且随着气化室风速增加,RD3、RD4两尺度能量所占比呈先迅速增加,后基本不再变化;随着提升管风速的增加,提升管内物料相对停留量相对减小,更多的物料集中于气化室内,使得气化室内小波能量也存在一定程度增加,但ED3、ED4仍占比较大;随着颗粒粒径的增加,气化室物料流化相对困难,其在相对工况下的能量相对减小,且各层能量中占比最大部分逐渐由RD3层向RD4层转移。采用小波分析方法对气化室压力特性的分析,为双循环流化床的床内流动特性研究提供新思路。     

气固循环床上行两相流颗粒曳力系数研究

在高16 m气-固循环流化床提升管内,通过测定表观气速、颗粒质量流率和不同轴向高度的床层平均颗粒浓度,结合对单颗粒进行受力平衡分析,间接获得了不同轴向位置的颗粒曳力系数.同时通过分析雷诺数、阿基米德数、床层颗粒浓度对颗粒曳力系数的影响,结合实验中所获得的数据,提出颗粒曳力系数的关联式.该关联式考虑颗粒的物性参数、操作条件对曳力系数所造成的影响,其预测值与本文和文献实验值吻合良好,并且在一维轴向均相模型下较好预测了床层内轴向压力分布.     

次生布风条件下气固重介质流化床褐煤分选提质研究

以0.074~0.300mm宽粒级磁铁矿粉为加重质,多种粒级石英砂为次生布风床层物料,研究了气固重介质流化床的床层膨胀特性、流化特性和密度分布特性.结果表明:石英砂平均直径越小,流化时的床层压降越小.当流化数为1.1~1.4时,床层不能充分流化;当流化数大于1.4时,床层能够流化,床层密度分布趋于均匀.以0.15~0.30mm石英砂作为次生布风床层的物料时,沿床高方向上的流化床床层密度标准差达到最小值0.19g/cm3.次生布风床层高度为20mm、静床层高度为50mm、流化数为2.0时,6~10mm褐煤的灰分离析度达到最大值0.60.此时,精煤产率达到38.44%,精煤灰分为8.60%,精煤硫分为0.57%,可取得较好的分选效果.     

内循环流化床颗粒循环速率实验研究

采用热颗粒示踪和信号相关法对气固内循环流化床的颗粒循环速率进行实验研究.考察操作气速、提升管下部孔径和提升管高度对于颗粒循环速率的影响.结果表明：在所考察的实验条件下,颗粒循环速率在15～70,kg/（m2.s）之间变化.操作气速增大时,颗粒流化程度增强,颗粒循环速率增加;提升管下部开孔数目不变而孔径增加时,颗粒循环阻力减小,颗粒循环速率明显增加;提升管高度由235,mm增加到295,mm时,颗粒循环速率呈现先升后降趋势,在提升管高度为265,mm时存在极大值.     

倾斜板流化床颗粒内循环的直接模拟研究

基于气固两相欧拉模型,应用计算流体动力学软件(CFD)Fluent 6.3,对直径0.15m,高1.0m的二维倾斜板流化床内颗粒流动状况进行了直接数值模拟。考察了倾斜板水平倾斜角度、初始静床高度、布风室风速比及布风室面积比4个条件对床层颗粒径向流动的影响。其中倾斜板水平倾斜角度取10°、15°、20°,初始静床高取0.2、0.25、0.3m,布风室风速比取2∶1、3∶1、4∶1,布风室面积比取0.5∶1、1∶1、2∶1、3∶1。模拟结果表明,床层颗粒内循环最优条件是:倾斜板水平倾斜角度为20°,静床高为0.2m,布风室风速比为3∶1,布风室面积比为2∶1。     

气-固环隙流化床纳米TiO_2聚团的流化特性

在高640 mm,内外径分别为140 mm和180 mm的环隙流化床反应器内,选用平均粒径为20～30 nm的TiO2催化剂P25进行冷态流化实验。运用预测颗粒粒径模型,应用计算流体力学软件FLUENT 6.2对流化床内床层局部固含率和压降进行了模拟计算。模拟结果显示:气体进入分布板之后呈螺旋状上升;环隙流化床内径向局部固含率分布呈现W形状,而且局部固含率随着床层高度的增高而增大。模拟结果与实验数据基本一致,说明纳米TiO2催化剂颗粒在环隙流化床中以微米级的聚团形式流化。     

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.     

管式布风流化床密相区气固流动特性数值模拟

为了研究新型管式布风流化床密相区气固流动特性，对流化床内流动特性进行了数值模拟.运用基于颗粒动力学理论的欧拉－欧拉气固多相流模型和PC-SIMPLE算法，模拟得到了床内密相区不同工况条件下的气固流动特性，分析了气泡生成、长大和破灭过程，同时讨论了布风管小孔风速和管节距对流化质量的影响.计算结果表明：管式布风流化床具有内循环流化床的气固流动特性，气泡的生成初期具有一定的对称性质，在气泡长大到一定大小的时候，相邻的气泡会发生融合现象，减小布风管小孔风速或增加布风管的横向间距可能造成床层中间部分床料流化质量不高.     

生物质流化床流化特性试验研究与数值模拟

为了研究生物质气化过程中流化床物料的流化状态,搭建了生物质流化床试验系统。以空气为流化介质,对石英砂进行流化试验,并在考虑物料颗粒间碰撞的基础上,基于DEM(discrete element method)模型对流化床床层区域空间内颗粒流动特性进行数值模拟。结果表明:当床层物料堆积密度、温度一定时,对应颗粒直径分别为0.56,0.35,0.18 mm的石英砂临界流化风速分别为0.017,0.065,0.170 m/s,物料粒径越小,达到流化状态所需要的流化风速也越小;数值模拟结果与试验结果相比,平均误差为23.1%,临界风速的预测与试验结果基本一致,这表明计算模型对于鼓泡状的两相流动状态有较好的预测效果。     

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。     

电站空冷散热器动态传热特性研究

建立了空冷散热器空气侧、水侧和管壁的热平衡偏微分方程,采用改进欧拉法对离散后的方程进行求解。获得了迎面风速、循环水质量流量和入口水温阶跃变化时散热器的动态响应特性,以及变量变化程度对散热器动态过程的影响。结果表明:扰动变量阶跃变化时,变化程度越大,对应的动态响应曲线变化幅度也越大。迎面风速增加时,空气和循环水出口温度降低;循环水质量流量和入口水温增加时,空气和循环水出口温度均增加。迎面风速和循环水质量流量越大,动态响应时间越短;循环水入口水温变化时,动态响应时间不变。     

充气喷动床内微细粒子的干燥与析出率研究

在一内径92mm高1000mm的不锈钢充气喷动床反应器内,采用碳酸钙粉末物料为微细粒子,在由间歇进样器填加湿的微细粒子,以空气为充气和喷气体对微细粒子进行淘洗。综合考察床层温度、惰性粒子床层的高度、粒径、喷动气速、充气速度、湿含量以及进样量等对充气喷动床内微细粒子的析出率的影响。结果表明;碳酸钙粉末物料的析出率随喷气速、床层温度、床层的高度、充气速度的增加而增加;随着湿含量、进样量、床层颗粒粒径的增加而减少;最终湿含量随着初始湿含量的增加而增加。因此,它可以用来干燥并析出粉末物料。     

气-液-固三相流化床冷态实验

以氮气为气相、蒸馏水为液相、铜粉为固相构建了的气-液-固三相流化床冷态实验装置,流化床反应器内径为50 mm、高为500 mm.采用Hilbert-Huang Transform分析了布风板上表面处压力脉动信号,考察了布风板压差和床内两固定测点间压差随气体流速的变化关系,使用降速法得到了气-液-固三相流化床的最小流化速度,并通过同步图像采集验证了该最小流化速度.结果表明:气体流速为14.85 mm/s时,固体颗粒之间碰撞剧烈,气、液、固三相混合均匀;随着气体流速的增加,两固定测点间压降呈现先降低,后增加,最后又降低的变化趋势;气-液-固三相流化床的最小流化速度约为17.4 mm/s.     

加压湍动循环流化床气化炉煤气成分与热值试验

为了研究不同操作工艺参数对加压循环流化床煤气化特性的影响,在加压湍动循环流化床热态实验台上对淮北烟煤进行煤气化试验,试验操作条件：气化炉压力p为0.3 MPa、气化温度t为830～910 ℃、空气煤质量分数w(空气煤)为0.29～0.4 kg/kg、蒸汽煤质量分数w(蒸汽煤)为0.32～0.53 kg/kg.通过多参数组合变换工况,分别考察试验操作条件对煤气成分和煤气热值的影响.采用宽筛分石英砂作为床料,在试验过程中粗石英砂加剧气化炉提升段下部密相区的扰动程度,同时细石英砂提高上部稀相区颗粒体积分数,加上气化炉本体具有下宽上窄的特征,在一定范围内实现气化炉提升段下部湍动流化,上部环核流动.结果表明,气化炉温度对加压煤气化过程影响最为显著,并在w(空气煤)为0.35 kg/kg、w(蒸汽煤)为0.38 kg/kg时,煤气热值达到最大值4 138.98 kJ/m3.     

流化床垃圾焚烧炉物料混合特性试验研究

采用焚烧方法进行城市生活垃圾处理时,由于国内垃圾混合收集的特点,大量尺寸较大的物料如建筑垃圾等都入炉燃烧,如不及时排出将影响床内物料的流化质量．针对这一问题,研究开发了异重流化床垃圾焚烧技术,采用倾斜布风板、导向风帽将这些惰性物料有效地排出炉外,依据这一技术,成功投运了一台150t／d处理量的垃圾焚烧炉,对水平布风板和倾斜布风板在使用普通风帽和导向风帽时的物料混合特性进行了对比研究．     

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。     

Cold-state spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders

The spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders with different sizes and masses were studied via a plexiglass spout-fluidized bed with an inner diameter of 30 mm and a height of 1000 mm.The relationships between bed voidage and such parameters as bed height,particle size,fluidizing air velocity,and air flow were obtained.Experimental results show that the powder material with high density can be fluidized in the spout-fluidized bed where the particle size is a key factor influenci...     

超临界循环流化床锅炉水煤比控制

本文在分析传统煤粉炉水煤比控制的基础上,针对超临界循环流化床锅炉具有很大的燃烧惯性和床料热惯性的特性,提出了利用风量、氧量构造热量信号,并将构造的热量信号引入给水系统中,作为给水流量指令的前馈信号,再用中间点温度或焓值修正作为给水流量指令。热量信号的引入克服了循环流化床锅炉由于床料热惯性、燃烧惯性、给煤量内部扰动和煤质变化对给水控制的不利影响。设计的水煤比控制系统不仅适用于循环流化床锅炉,同时也适用于煤粉炉。