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410t/h CFB锅炉选择性流化床冷渣器气固流动特性冷态试验研究与数值模拟

作　者: 郭涛
导　师: 卢啸风
学　校: 重庆大学
专　业: 动力机械及工程
关键词: CFB锅炉选择性流化床冷渣器流化风速床层压降床料量排渣速率
分类号: TK229.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 178次
引　用: 1次
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内容摘要

当前,国内大容量(≥410t/h)循环流化床(CFB)锅炉,大部分采用选择性流化床冷渣器对底渣进行冷却。但是由于该类型冷渣器在结构及运行上比较复杂:从炉膛排出的高温床料依次流过选择室与三个冷却室,排出冷渣器;而流化风则是同时流过选择室和三个冷却室,并最终排入炉膛。这种复杂的串并联结构导致该类型冷渣器在实际运行中经常出现堵塞以及吹空等问题,严重影响了整个锅炉机组的稳定运行。为解决这一问题,作者以四川宜宾发电厂410t/h CFB锅炉为原型,按1:10的几何比例建立了可视化冷态试验装置。采用电厂漂珠作为床料,在炉膛稳定运行的情况下,对选择性流化床冷渣器内的气固两相流动规律进行冷渣器冷态模化试验。冷态试验研究主要包括:1、冷渣器模型的冷态流化特性试验;2、冷渣器内部床料量与床层压降之间的变化关系;3、冷渣器各室的流化风速对床料流动的影响试验;4、冷渣器进渣管脉冲风量对排渣速率的影响;5、冷渣器各室的流化风速对排渣速率的影响。在该冷态试验台上进行的试验结论主要有以下几点:①在床料为漂珠的情况下,冷渣器的临界流化风速在0.17m/s左右,与采用经验公式计算所得的临界流化风速(0.178m/s)基本一致;②冷渣器内部的床料量与床层压降的变化趋势是一致的;③在鼓泡状态下,冷渣器基本上不会出现堵塞的现象;但是,在调节流化风速不当的时候,容易出现床料被吹空的情况;④在冷渣器的进渣管的脉冲风量为4m3/h左右时,冷渣器的排渣速率最大;⑤冷渣器各室的流化风速对排渣速率的影响较大。在冷态试验的基础上,进一步对冷渣器内的气固两相流动特性进行了冷态数值模拟。数值模拟的结果表明:①采用数值模拟的方式,通过建立湍流流体力学模型,对冷渣器内部气固两相流动进行模拟,能够正确反映冷渣器内部气固两相流动的特征,模拟结果与试验结果基本一致;②各室的流化风速在0.25 m/s时,冷渣器内部床料处于鼓泡流动状态,整个冷渣器能顺利排渣;模拟结果基本反应了模型冷渣器的运行情况;③与冷态试验不相符的是,同一流化状态下,冷态试验的流化风速大于冷态数值模拟的流化风速,其原因是在模拟时忽略了炉膛内部的压力对冷渣器的影响。

全文目录

中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 CFB 锅炉的特点以及国内外的现状  9-18
  1.1 引言  9-11
  1.2 国内外循环流化床锅炉的发展现状  11-16
  1.3 国内循环流化床锅炉存在的主要问题  16-17
  1.4 研究CFB 锅炉选择性流化床冷渣器的意义  17-18
2 国内选择性流化床冷渣器的现状  18-30
  2.1 冷渣器的主要作用  18
  2.2 国内的选择性流化床冷渣器  18-26
  2.3 国内选择性流化床冷渣器问题的主要解决措施  26-29
  2.4 我们的主要工作  29-30
3 试验研究概况  30-40
  3.1 试验台的设计概况  30-35
  3.2 试验台及其系统介绍  35-38
  3.3 试验方法与步骤  38-39
  3.4 试验工况安排  39-40
4 试验结果以及分析  40-57
  4.1 冷渣器布风板的空板阻力特性  40
  4.2 冷渣器的冷态流化特性  40-42
  4.3 冷渣器内部床料量与床层压降之间的关系  42-43
  4.4 各个室的流化风速对各室床层压降以及冷渣器内的床料量的影响  43-52
  4.5 冷渣器进渣管的脉冲风量的大小对床料流动的影响  52-53
  4.6 冷渣器各室的流化风速对排渣速率的影响  53-57
5 数值模拟概况、结果以及分析  57-71
  5.1 数值模拟概况  57-59
  5.2 模型的建立以及网格化的完成  59-61
  5.3 数值模拟工况的设计  61
  5.4 数值模拟结果以及分析  61-70
  5.5 数值模拟结论  70-71
6 结论  71-74
  6.1 冷态试验结论  71
  6.2 数值模拟结论  71-72
  6.3 下一步工作的建议  72-74
致谢  74-75
参考文献  75-80
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  80-81
独创性声明  81
学位论文版权使用授权书  81

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