粉煤密相气力输送流型

基于电容层析成像技术对粉煤密相气力输送系统的流型进行了研究,获得了水平管和竖直上升管粉煤密相气力输送系统的典型流动形态。研究结果表明,水平管输送时的流型随时间复杂多变,典型流型有满管流、沉积层流、悬浮流等;统计分析发现,随表观气速不同,存在明显的主导流型;结合固相速度及管道压力信号分析,展示出其与流型之间存在一定的对应关系,进一步证实了密相气力输送系统的不稳定性特征。对竖直上升管的ECT测试结果表明,输送流型为环核结构。     

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小眼井钻井、大斜度井和水平井钻井数量越来越多。在这类井中如何有效地向钻头施加钻压就成为人们普遍关注的问题。在转盘钻井和井下动力钻具钻井中一般都是靠钻柱重量向钻头施加钻压的。然而，在大斜度井和水平井钻井中，这种传统的加压方法存在一些缺陷：①由于钻柱重力在井眼方向的分量小或近似为零，很难满足预先设计的钻压；②由于钻柱自重对井壁的正压力大，因此增大管柱摩阻和转盘功率损失。摩阻问题又是制约大斜度井和水平井发展的重要因素之一。为此，研制了一种新型的利用钻井液压力为动力的加压装置———水力加压器。它可以平稳地对钻头施加钻压，可以减少钻头的振动传向水力加压器以上钻柱，减少钻铤和钻杆的疲劳破坏，可提高钻柱和钻头的使用寿命，降低钻井成本。现场试验表明其可靠性、安全性高，不仅能有效地解决大斜度井、水平井中钻压不易施加的问题，而且能较好地改变钻具受力。     

宝钢4号高炉喷煤系统的压降模型

以附加压降法为基础,对整套宝钢4号高炉喷煤系统的压降作了模型计算.分别对水平管、上升管、以及不同曲率半径的弯管等建立了相应的固相摩擦因数经验式,得到了一整套计算喷吹管路压降的模型.与生产装置的运行结果相比,该模型的预测精度较好.这一模型的建立不仅对高炉喷煤系统的设计计算提供了有效的参考,而且还对现有的宝钢4号高炉喷煤系统的节能降耗给予了一定的理论支持.     

水平管煤粉密相气力输送堵塞临界状态

以煤粉为实验介质,在输送管内径为10、15、20 mm条件下分别研究了以空气和CO₂为载气时的密相气力输送堵塞临界状态。通过逐渐降低输送气量调整输送流态,获得了不同阶段的固气比、输送速度及压力信号等特征信息,并对不同阶段的压力信号特征信息进行分析,提取了不同阶段的特征参数,采用功率谱对压力信号频域特征进行剖析,获得了不同流动阶段的特征频率。研究结果表明,堵塞临界速度与输送管道内径和载气性质有关,依据实验数据,建立了堵塞临界速度的量纲1经验方程;接近堵塞临界状态时,管道内压力波动性显著,波动频率向低频转化,对压力信号进行计算,得出了判定输送发生堵塞的判据式。     

新型煤粉流量调节阀性能研究

在煤粉密相输送实验装置中,研究了工业规模级管径的新型煤粉流最调节阀性能.通过改变阀门参数和操作条件,观察阀芯结构对煤粉输送特性的影响.在对不同阀芯结构的阀门进行系统测试与分析的基础上,得出了优选的阀芯结构.研究结果表明.在相同煤粉流量下,不同阀芯结构的阀门所获得的固气比大致相等;在优选的阀芯结构下,当节流面积变化范围为12%～100%,与之对应的煤粉流量调节范围为50%～96%;随着节流面积的减小,煤粉输送稳定性变弱.     

粉煤在流化料仓中的下料特性

在自行设计的有机玻璃流化料仓系统上对粉煤下料过程及其特性进行了实验研究。研究发现,在筒仓段与料斗段连接处上方存在一个临界面。在临界面以上的筒仓段,粉煤以柱塞流形式下料,在临界面以下,粉煤以不定向螺旋运动下料。研究结果表明,料斗下部的流化气对下料稳定性和下料流率有重要影响,存在最佳流化气位置区间和最佳流化气表观气速范围,当流化气补气位置太低,在补气位置附近易形成气压平衡拱。研究还表明,增加料仓压力能提高粉煤下料流率,改善下料稳定性,减弱流化气补气位置及气速对下料的影响,阻止气压平衡拱生成。