收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究

田晨  
【摘要】:循环流化床作为一项高效、清洁的燃烧技术近年来有了迅速发展,特别是随着循环流化床机组呈现大型化高参数化的发展趋势,炉膛结构布置对炉内气固流动特性的影响是该技术发展的关键问题之一。本文依托十一五国家科技支撑计划子课题项目《超临界循环流化床锅炉整体布置方案》,开展了炉膛结构对床内气固流动分布特性影响的试验研究和数值模拟计算工作,为研究开发设计具有自主知识产权的600MW超临界循环流化床锅炉提供理论基础。 本文首先在自行搭建的350m×480m×4.9m的矩形截面冷态循环流化床试验台上,利用高速摄影技术和粒子图像测速(PIV)以及PC6D型光纤颗粒浓度探针,对试验台密相区、过渡区、稀相区段内的颗粒速度浓度分布情况进行了试验测量,着重考察了不同结构布置(不同密相区结构、过渡区后墙台阶、二次风口、稀相区挂屏以及炉膛出口大小,布置位置等)对炉内的局部区域的气固流动分布的影响。 试验结果表明当密相区采用单侧后墙渐扩型结构时,床内底部颗粒的流动速度及浓度分布在前后墙方向上均呈非中心对称分布,气泡和颗粒向渐扩的后墙方向偏转且返混现象剧烈,后墙附近区域颗粒浓度明显高于前墙;过渡区截面内后墙台阶结构的布置改变了该区域的气固流动分布,在靠近台阶区域,颗粒流动偏转现象明显,台阶结构的上下两端均易出现大量颗粒的聚集和碰撞;稀相区段的气固流动分布则主要受出口效应控制,颗粒速度和浓度的最大值分布于出口位置处。加大炉膛出口尺寸后,稀相区段颗粒相的径向速度增加明显,同时稀相区颗粒浓度略有增加;稀相区屏式过热器的布置增加了该区域的壁面约束,在挂屏间隔区域颗粒流动呈现类似“环核”结构的分布情况,同时在挂屏边壁区域有明显的较高浓度的颗粒回流形成。 其次本文通过对循环流化床内气固流动数值模拟方法和模型的综述与比较,特别是考虑到前期气固流动模拟中传统曳力模型的局限,引入了基于能量最小多尺度(EMMS)模型的新曳力计算方法,并结合以颗粒动力学理论为基础的双流体模型,利用Fluent6.3计算软件对循环流化床冷态试验台及多结构方案布置的600MW超临界循环流化床锅炉内的气固流动特性进行了数值模拟和分析,重考察了不同出口布置方式,稀相区挂屏布置方式和底部密相区结构等对炉内流动情况的影响。数值模拟计算结果表明:炉内颗粒浓度的轴向分布以裤衩腿高度为分界,在底部裤衩腿区域,颗粒的浓度分布和速度分布在床层径向方向上呈现明显的“w”和“M”形分布;与试验结果相对应,炉膛出口的布置情况决定了稀相区截面内气固流动分布,在采用出口紧凑布置时,炉膛各出口流率分布均匀,波动较小,增加分离器数量有利于出口流率的均匀分布;加入挂屏布置后,稀相区段颗粒浓度整体有所增加,同时在挂屏非均匀布置条件下,炉膛出口流率不均匀性增加,而采用挂屏均匀布置后,各出口流率变化不大,均匀性较好;采用单炉膛密相区结构时,炉膛底部区域的颗粒浓度要略大于双炉膛裤衩腿布置方式,另外受二次风穿透能力影响,单炉膛布置的底部截面中心位置处颗粒的径向混合较差,局部的高浓度和低浓度均有出现。 最后结合冷态试验和实炉尺寸循环流化床气固流动数值模拟的计算结果,本文给出了600MW超临界循环流化床整体布置方案的设计建议。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 廖良良;樊保国;徐祥;肖云汉;;方形截面循环流化床出口效应的实验研究[J];煤炭转化;2008年03期
2 黄素华,陆继东,钱诗智,林志杰,刘德昌,伍尉恒;矩形平壁循环流化床冷态流动特性研究[J];热能动力工程;1995年03期
3 董勇,马春元,秦裕琨;烟气脱硫循环流化床内气固流动的PDA试验研究[J];热能动力工程;2004年05期
4 张立强;马春元;宋占龙;马鸿良;潘光;张淼;;循环流化床回流物料循环的特性[J];化学工程;2008年06期
5 ;DZF29-1.6/150/90-P型循环流化床热水锅炉[J];太原科技;1995年01期
6 张锴,张济宇,张碧江;循环流化床燃烧器内多相流体力学模拟[J];洁净与空调技术;1996年02期
7 李政,王哲,倪维斗;循环流化床全工况实时动态数学模型的研究[J];动力工程;2000年01期
8 马艳芬,王立海;循环流化床锅炉燃烧技术需要完善化[J];农村电气化;2000年05期
9 孙献斌,何王全,吕怀安,张敏,徐正泉,高洪培,肖平,潘栋,张康道,马丽锦,张清莲;循环流化床传热特性的试验研究[J];热力发电;2000年01期
10 董长青,金保升,仲兆平,兰计香,周山明,朱世钧;循环流化床混烧生活垃圾与煤实验研究[J];锅炉技术;2001年07期
11 董长青,金保升,仲兆平,兰计香,肖睿,周山明,李锋;循环流化床煤与生活垃圾混烧过程中HCl的排放[J];锅炉技术;2001年10期
12 丁立义,陈文;SO_2污染及烟气脱硫技术的探讨[J];西北电力技术;2001年03期
13 曾名胜;浅谈循环流化床锅炉技术的发展与应用[J];江西电力;2002年06期
14 沈凯,陆继东,陈交顺,罗海岩,陈威,李春华;专家控制在循环流化床锅炉燃烧控制系统中的应用[J];动力工程;2003年04期
15 王勤辉,赵晓东,石惠娴,王灿星;循环流化床内颗粒运动的PIV测试[J];热能动力工程;2003年04期
16 张建胜,吕俊复,刘青,岳光溪,冯俊凯,刘宝珠,于龙,杨仲明,张彦军;循环流化床锅炉设计方法研究[J];锅炉制造;2003年01期
17 柳目;脱硫剂对循环流化床锅炉效率的影响[J];锅炉制造;2004年01期
18 吕俊复,赵新木,张建胜,岳光溪,刘青,沈解忠,毛军华,苏小平,董祖康,王政;116MW水冷方形分离循环流化床热水锅炉的运行经验[J];动力工程;2004年05期
19 康喜德;;循环流化床锅炉旋风分离器内胆的改造[J];中国设备工程;2010年12期
20 杨铭;;循环流化床锅炉的发展过程[J];科学之友;2011年07期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王勤辉;骆仲泱;吴学成;岑可法;;循环流化床床内颗粒运动特性的图像测试[A];中国颗粒学会2006年年会暨海峡两岸颗粒技术研讨会论文集[C];2006年
2 彭蕾;刘心中;;循环流化床粉煤灰用于烟气脱硫的研究[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第四卷)[C];2010年
3 夏雷雨;田雨;李顶新;王彬彬;王冬;;循环流化床锅炉与供热调控[A];全国供热行业热源技术研讨会论文集[C];2004年
4 战戟;边涛;朱景伟;;CFB锅炉炉膛温度场检测及处理方法研究[A];第二届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2004年
5 那海涛;;循环流化床锅炉应用探讨[A];全国供热行业热源技术研讨会论文集[C];2004年
6 汪庆桓;;多功能循环流化床垃圾焚烧技术在中国的发展前景[A];中国城市建设与环境保护实践——城市建设与环境保护学术研讨会论文集[C];1997年
7 王永康;石磊;刘向军;;循环流化床内气相流动的大涡模拟研究[A];冶金企业自动化、信息化与创新——全国冶金自动化信息网建网30周年论文集[C];2007年
8 陈永国;田子平;缪正清;熊天柱;李俊;;时频分析在循环流化床流型识别中的应用[A];首届信息获取与处理学术会议论文集[C];2003年
9 张桂玲;陈向群;;石灰石脱硫对循环流化床锅炉运行的影响[A];全国供热行业热源技术研讨会论文集[C];2004年
10 刘建民;刘树清;;基于DCOSE的大型CFB机组仿真机设计方案[A];'2006系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 田晨;炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究[D];浙江大学;2011年
2 于旷世;循环流化床双床煤气化工艺试验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
3 段翠九;煤的循环流化床富氧燃烧及排放特性研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2012年
4 周星龙;600MW循环流化床锅炉炉膛气固流动和受热面传热的研究[D];浙江大学;2012年
5 范莉娟;循环流化床煤基铁矿石粉直接还原的试验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
6 闫涛;循环流化床焚烧炉中生活垃圾燃烧特性研究[D];清华大学;2004年
7 王正阳;回料流和二次风射流对循环流化床流动与燃烧特性的影响[D];哈尔滨工业大学;2009年
8 李晓祥;人工神经网络及混沌理论在气固循环流化床中的应用[D];四川大学;2003年
9 毛玉如;循环流化床富氧燃烧技术的试验和理论研究[D];浙江大学;2003年
10 马丽萍;循环流化床波动信号的非线性分析[D];四川大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹昊;循环流化床锅炉二次风射流轨迹及其影响的数值模拟和实验研究[D];上海交通大学;2011年
2 高龙;循环流化床锅炉燃烧系统模糊神经网络与自适应模糊控制研究[D];燕山大学;2011年
3 王丽;循环流化床外置换热器实验研究及循环流化床垃圾焚烧炉设计和数值模拟[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2001年
4 邓葵;循环流化床热力计算系统研究与开发[D];浙江大学;2005年
5 任永强;循环流化床气固两相流动力特性的三维数值模拟[D];华北电力大学;2000年
6 崔晓钢;循环流化床锅炉脱硫性能分析[D];华北电力大学(河北);2004年
7 刘静;大型燃煤循环流化床锅炉的数学模拟与设计[D];浙江大学;2003年
8 袁璐韫;循环流化床中C类颗粒流化干燥过程研究[D];浙江工业大学;2011年
9 王志强;数据挖掘技术在循环流化床锅炉模糊控制系统中的应用[D];清华大学;2003年
10 辛建;超临界循环流化床概念设计及燃烧室水冷壁的安全性研究[D];清华大学;2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 实习生 张昊;我国自主研发的生活垃圾焚烧炉在长春示范[N];科技日报;2008年
2 学林;太锅是怎样研发循环流化床锅炉的?[N];中国工业报;2007年
3 沈永明 武志;四川白马600MWCFB示范工程主机合同在京签订[N];中国工业报;2009年
4 吴浩;世界首台60万千瓦循环流化床发电主机设备采购合同签字[N];中国经济导报;2009年
5 幸文汉;白马示范电站并网[N];西南电力报;2006年
6 刘飞 赵勇;白马循环流化床示范电站初设通过预审查[N];西南电力报;2002年
7 殿联;循环流化床技术应用步伐将加快[N];中国电力报;2005年
8 孟祥宾;国产CFB产品首次打入印度[N];中国工业报;2006年
9 本报记者 张平特约记者 廖曼;“白马”传奇[N];四川科技报;2008年
10 记者 黄兴勇;洁净蓝天 造福桑梓[N];西南电力报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978