滾筒式冷渣器灰渣運(yùn)動(dòng)與傳熱特性研究.pdf

1、隨著循環(huán)流化床(CFB)鍋爐大型化，冷渣器的正常運(yùn)行已經(jīng)直接關(guān)系到鍋爐的連續(xù)、可靠和安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，滾筒式冷渣器因適應(yīng)性廣、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠性高而得到了廣泛應(yīng)用。然而，當(dāng)前冷渣器業(yè)內(nèi)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)以及運(yùn)行主要靠依靠經(jīng)驗(yàn)，還缺乏相應(yīng)的理論指導(dǎo)和科學(xué)參考，而滾筒式冷渣器中灰渣的運(yùn)動(dòng)與傳熱對(duì)提高冷渣器冷渣能力和安全運(yùn)行具有重要意義。鑒于此，本課題在“十一五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃——“600MWe超臨界循環(huán)流化床鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)研究”的支持下對(duì)滾筒冷渣器

2、內(nèi)灰渣運(yùn)動(dòng)特性與傳熱特性進(jìn)行了系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究和模擬分析，用以改善冷渣器的運(yùn)行性能，提高冷渣系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為超臨界CFB鍋爐冷渣器開(kāi)發(fā)及應(yīng)用提供技術(shù)支持。
　　 本研究首先采用顏色示蹤法對(duì)滾筒內(nèi)灰渣運(yùn)動(dòng)特性進(jìn)行了觀察與測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并建立了滾筒冷渣器運(yùn)動(dòng)模型對(duì)灰渣的運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行了模擬分析。發(fā)現(xiàn)灰渣在滑移和塌落狀態(tài)下，灰渣間混合程度較弱，在滾落狀態(tài)下灰渣混合強(qiáng)烈；在滾落狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速與灰渣在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間成反比，填充度越大停留時(shí)

3、間越長(zhǎng)，滾筒長(zhǎng)度和內(nèi)螺旋角度越小停留時(shí)間越小；而轉(zhuǎn)速的加大有利于灰渣的混合，填充度的加大使得混合減弱。
　　 接著，利用滾筒式冷渣器熱態(tài)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架系統(tǒng)研究了內(nèi)筒壁與灰渣間傳熱特性，建立了準(zhǔn)三維傳熱模型對(duì)冷渣器內(nèi)的傳熱特性以及灰渣顆粒內(nèi)部溫度分布進(jìn)行了模擬分析。研究表明，灰渣平均粒徑變小綜合傳熱系數(shù)先升后降然后再升；滾筒的轉(zhuǎn)速越大綜合傳熱系數(shù)越大，且粒徑越小轉(zhuǎn)速對(duì)其影響作用亦越大，同時(shí)在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間越短，灰渣出力線性增加，灰渣出

4、口溫度增加；隨滾筒冷渣器灰渣的填充度增加綜合傳熱系數(shù)增加且增加幅度降低，灰渣出力增加，出口溫度增高；隨滾筒長(zhǎng)度的加大，對(duì)冷渣器出力無(wú)影響，但灰渣的出口溫度會(huì)降低；隨螺旋肋角度增加，冷渣器出力加大，且出口渣溫增加。
　　 灰渣截面溫度梯度主要存在貼近滾筒壁面處，離灰渣入口越近與筒壁接觸灰渣處溫度梯度越大；灰渣粒徑越大，傳熱受灰渣初始溫度影響越大，出口渣溫呈指數(shù)增加；
　　 灰渣在滾筒內(nèi)的停留時(shí)間越長(zhǎng)灰渣本身熱阻對(duì)傳熱的影響