CFB爐膛風(fēng)帽區(qū)域與回料閥內(nèi)兩相流動(dòng)特性的研究.pdf

1、循環(huán)流化床鍋爐布風(fēng)板風(fēng)帽漏渣和回料閥系統(tǒng)返料不暢、堆積、超溫結(jié)焦是目前CFB鍋爐運(yùn)行中比較普遍存在的兩大問(wèn)題。本文第一項(xiàng)研究是關(guān)于CFB鍋爐布風(fēng)板風(fēng)帽漏渣機(jī)理的理論與試驗(yàn)研究。通過(guò)對(duì)CFB鍋爐風(fēng)帽漏渣機(jī)制的力學(xué)分析，提出了風(fēng)帽臨界漏渣的理論判據(jù)，并搭建試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行了驗(yàn)證試驗(yàn)。CFB鍋爐風(fēng)帽臨界漏渣的理論判據(jù)為，顆粒流倒灌進(jìn)風(fēng)帽內(nèi)的動(dòng)量流率與風(fēng)帽噴出氣體動(dòng)量流率相等。試驗(yàn)風(fēng)帽分別采用Г形風(fēng)帽和箭頭形風(fēng)帽。試驗(yàn)中臨界漏渣狀態(tài)通過(guò)分別調(diào)節(jié)主床

2、流化風(fēng)量與布置于床外側(cè)試驗(yàn)風(fēng)帽的風(fēng)量得到。測(cè)量試驗(yàn)風(fēng)帽出口處的床內(nèi)靜壓與風(fēng)帽內(nèi)靜壓差，用于計(jì)算顆粒流倒灌入風(fēng)帽的流速和動(dòng)量流率，同時(shí)測(cè)定試驗(yàn)風(fēng)帽內(nèi)氣體流速以計(jì)算風(fēng)帽噴出氣體的動(dòng)量流率。床料倒灌入風(fēng)帽速度的計(jì)算中，還采用了顆粒擬流體的假設(shè)和單相流體管嘴出流模型。試驗(yàn)比較了多組臨界漏渣狀態(tài)下兩股動(dòng)量流率的大小，結(jié)果表明，臨界漏渣狀態(tài)下，兩者的動(dòng)量流率確實(shí)接近相等。本文又從風(fēng)帽臨界漏渣力學(xué)方程得到了風(fēng)帽臨界出口風(fēng)速與運(yùn)行床壓的關(guān)聯(lián)式。據(jù)此得出

3、的實(shí)爐運(yùn)行床壓下風(fēng)帽臨界漏渣風(fēng)速與現(xiàn)有經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)及工程改造結(jié)果相符。通過(guò)本文提出的風(fēng)帽臨界漏渣判據(jù)及其風(fēng)帽臨界出口風(fēng)速式不僅可以給出現(xiàn)有工程風(fēng)帽存在漏渣現(xiàn)象的合理理論解釋?zhuān)部梢杂行е笇?dǎo)CFB鍋爐風(fēng)帽的正確設(shè)計(jì)。 本文的第二項(xiàng)研究是關(guān)于U型回料閥系統(tǒng)氣固兩相流動(dòng)特性的理論與試驗(yàn)研究。針對(duì)大型CFB鍋爐中常用的U型回料閥系統(tǒng)中各組成部分氣固兩相流動(dòng)特點(diǎn)，以U型回料閥系統(tǒng)兩側(cè)立管經(jīng)過(guò)回料閥到輸送室上方控制體為研究對(duì)象，建立了穩(wěn)定流動(dòng)狀

4、態(tài)下控制體進(jìn)出口能量守恒方程及質(zhì)量守恒方程。其中，流經(jīng)控制體的阻力—立管壓降、顆粒流經(jīng)回料閥兩室間水平通道阻力諸項(xiàng)引用前人推薦的公式計(jì)算，由此得到了U型回料閥系統(tǒng)氣固兩相流動(dòng)特性的完整理論模型，經(jīng)理論推導(dǎo)，進(jìn)一步得到了U型回料閥系統(tǒng)運(yùn)行最為重要的特性：立管料位高度與回料閥控制參數(shù)—輸送風(fēng)風(fēng)量之間的顯式關(guān)聯(lián)式。由于穩(wěn)定狀態(tài)下，立管料位合理高度與流化控制風(fēng)量的關(guān)系是U型回料閥可靠運(yùn)行最重要的特性，因此，這一結(jié)果對(duì)回料閥氣固兩相流動(dòng)研究具有重