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循环流化床锅炉内颗粒流动特性的实验研究

作　者: 陈新华
导　师: 金有海；王建军
学　校: 中国石油大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 循环流化床锅炉操作参数压降颗粒速度浓度
分类号: TK229.66
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

结合水煤浆悬浮-流化的燃烧特点,研究了不同操作参数对循环流化床锅炉内颗粒速度、浓度、压降分布的影响规律。结果表明:在流化风速等于2.57m/s,循环质量流率为0.58kg/(m2·s),一次风量为480m3/h,二次风量为313m3/h时,循环流化床锅炉炉膛内颗粒浓度分布、压降、流化状态、循环都达到一个较稳定的水平,由下而上呈现为鼓泡区、快速流化区及顶部的涡流区,且呈现中心区域为上行流边壁为下行流的典型环核分布。分别采用PV6A型颗粒速度测量仪、U型管、毕托管对循环流化床锅炉稀相区内颗粒速度、浓度、压降的分布进行了较为全面、详细的测定,定性的分析了几种操作参数对压力场、流场和浓度场分布的影响。结果表明:流化风速决定炉膛内的压力分布,二次风与一次风之比对炉膛内的压力影响微弱,立管是循环系统压力分布的一个平衡点,它会自动调节堆料高度从而使系统达到新的平衡;二次风对稀相区下部颗粒速度的影响最明显,随高度增加影响减弱,二次风与一次风之比越高颗粒速度分布越不均匀,二次风的流入方向与开口位置也明显影响炉膛内速度、浓度的分布,质量循环流率增加颗粒速度分布更趋均匀,但质量循环流量受平均流化气速影响较大;稀相区浓度为中间最低、向边壁过度逐渐升高、在边壁处浓度陡然升高的内循环典型分布特征,边壁处的颗粒浓度约是中间区域的1.2~1.7倍,四个边角处颗粒浓度最大,随着高度的增加颗粒浓度略有增加;炉膛内平均流化风速增大炉膛内的颗粒浓度也会增加,但是当炉膛内平均流化气速超过V=2.77m/s时,风速增加浓度反而会略有下降。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章前言  10-11
第二章文献综述  11-20
  2.1 循环流化床锅炉简介  11
  2.2 CFBB的国内外研究现状  11-15
    2.2.1 CFBB炉膛内颗粒流动的特点  11-13
    2.2.2 影响CFBB燃烧效率的主要因素  13
    2.2.3 CFB内颗粒流动特性的研究现状  13-14
    2.2.4 CFBB炉膛内压力及浓度分布的研究现状  14-15
  2.3 CFB内流场测量技术的研究现状  15-20
    2.3.1 流化床内流场测量方法  15-20
第三章实验装置、方法及内容  20-33
  3.1 实验装置  20-21
  3.2 实验方法  21-26
    3.2.1 使用PV6A型颗粒速度测量仪测量炉膛内颗粒速度、浓度的分布  21-25
    3.2.2 炉膛内压力分布的测量方法  25-26
  3.3 相关参数的计算  26-31
    3.3.1 炉膛内压降  26
    3.3.2 管道流量  26-27
    3.3.3 炉膛内截面表观气速  27
    3.3.4 临界流化速度  27-28
    3.3.5 雷诺数的计算  28
    3.3.6 颗粒的终端速度  28-29
    3.3.7 一次风与二次风的风速  29-30
    3.3.8 质量循环流率Gs  30
    3.3.9 流量的计算  30-31
  3.4 实验方案及内容  31-33
    3.4.1 CFBB内颗粒速度、浓度测量实验  31-32
    3.4.2 CFBB系统内压力测量实验  32-33
第四章 CFBB循环回路压力分布的结果与分析  33-47
  4.1 空床状态下的压力场分析  33-37
    4.1.1 炉膛中的压力分布  33-34
    4.1.2 旋风分离器以及回料装置的压力分布  34-35
    4.1.3 循环系统的立管高度  35-37
  4.2 工作状态下的压力场分析  37-43
    4.2.1 炉膛内轴向压力分布  37-39
    4.2.2 炉膛截面的压力分布  39-40
    4.2.3 返料装置的压力分布  40-41
    4.2.4 循环系统的压力分布  41-42
    4.2.5 循环系统的压力平衡  42-43
  4.3 操作参数对CFB锅炉压力分布的影响  43-45
    4.3.1 截面平均气速对CFB锅炉压力分布的影响  43-44
    4.3.2 操作参数对CFB锅炉压力分布的影响  44-45
  4.4 本章小结  45-47
第五章 CFBB内颗粒速度分布的结果与分析  47-57
  5.1 CFBB内颗粒速度分布的实验结果  47-53
    5.1.1 颗粒速度沿X方向分布的特点  48-51
    5.1.2 颗粒速度沿Y方向分布的特点  51-53
  5.2 操作参数对颗粒速度分布的影响  53-55
  5.3 本章小结  55-57
第六章 CFBB炉膛内颗粒浓度分布的结果与分析  57-61
  6.1 颗粒浓度沿径向分布  57-59
  6.2 颗粒浓度沿Y轴向分布  59-60
  6.3 本章小结  60-61
结论  61-64
  1 主要结论  61
  2 对今后工作的展望  61-64
参考文献  64-68
附录  68-70
攻读硕士学位期间取得的学术成果  70-71
致谢  71

循环流化床锅炉内颗粒流动特性的实验研究

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