田晨[1]2011年在《炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究》文中认为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。
雍玉梅[2]2004年在《循环流化床锅炉大型化的数值模拟》文中指出循环流化床(CFB)锅炉的大型化是其技术成熟和商业化的标志，对CFB锅炉大型化的研发具有重要的理论价值和实践意义。本文从煤种对CFB锅炉整体性能的影响、容量放大CFB炉膛内参数变化规律和准叁维CFB模型的建立叁个方面进行了数值模拟研究。 首先本文建立了一个CFB锅炉燃烧系统的整体数学模型，所建模型有机地集成了前人对CFB锅炉内部各种单独过程及模型化的研究成果，以小室模型为基础，详细考虑了CFB内气固两相的流动、挥发分的释放和燃烧、焦炭的燃烧、有害物质SO_2和NOx的生成和还原、颗粒的爆裂和磨损、高温旋风分离器分离特性和后燃、外置换热器、流化床冷渣器等CFB锅炉内部进行的主要过程和循环回路主要部件，使得该模型能够较全面地反映不同容量、不同煤种的CFB锅炉循环燃烧特性。 为了研究煤种对CFB锅炉燃烧系统整体特性的影响，本文加入了和煤种有关的煤爆裂模型。燃烧模型将等密度缩核模型和等径缩核模型结合起来，引入了和煤种有关的灰层阻力扩散速率，动力反应速率引入了煤种通用理论，因而该模型具有了煤种的通用性。修正后的模型经过了五种典型煤种燃烧试验数据的验证，结果吻合很好。根据五种煤的模拟计算结果，分析了不同煤种在同一炉型下的流动、传热和燃烧特性，不同煤种的燃烧速率特点、成灰特性、燃烧份额和SO_2和NOx的排放特性。 本文选择了130t／h、440t／h和670t／h叁个典型容量的CFB锅炉为算例来研究CFB锅炉的放大规律。130t／h和440t／h的CFB锅炉计算结果和运行结果吻合良好，且对440t／h的CFB锅炉进行了给煤粒径、一二次风比例、二次风位置、石灰石成分和粒径的预测计算。配合工程热物理研究所670t／h CFB锅炉的设计，对670t／h CFB锅炉进行了分离器后燃率、外置换热器(EHE)入料率和流化床冷渣器冷渣返回率变化的预测计算，对670t／h带EHE与不带EHE超高压CFB锅炉两种方案进行了预测计算。根据叁个容量CFB锅炉的计算结果，归纳出随着容量放大，CFB锅炉尺寸、流动、传热特性变化规律。 本文在理论上建立一个能够初步反映局部变化的准叁维模型，该模型既可以继承已建一维半模型的结构和数学模型，又可以反映叁维特性，当叁维数学模型发展成熟后，加密同一高度小室划分就可向全叁维模型发展。
尹刚[3]2007年在《白马电厂1025t/h CFB锅炉热平衡和物料平衡的试验研究》文中提出循环流化床燃烧技术以其燃料适应性广、污染物控制好、良好的负荷调节性能等优点成为洁净煤技术中最佳的选择。但是随着循环流化床锅炉大型化的发展,外置式换热器的使用,过热器和再热器均采用尾部烟道与外置式换热器交叉布置的方案,在方便蒸汽温度控制调节的同时,也将蒸汽温度控制与炉膛温度控制耦合在一起,使锅炉的物料平衡和热平衡关系更加复杂。物料平衡和热平衡是循环流化床锅炉设计和运行的一个重要指标,它对锅炉的流动特性、传热特性、燃烧特性、变工况特性等影响很大。但是受循环灰现场测量的限制,目前这方面的研究还很少。本文受国家“十一五”科技支撑计划的支持,在白马300MWCFB锅炉上进行了现场的试验研究,对大型CFB锅炉的物料平衡和热平衡关系进行了详尽的研究,建立起了锅炉各部分的热平衡和物料平衡关系,并研究了其与负荷的关系,通过现场试验和数值计算的方法,以期在学习研究国外先进技术的基础上为国内大型CFB锅炉(特别是超临界CFB锅炉)的发展做技术储备。研究的主要内容有:①现场进行300MWCFB锅炉的热平衡试验,研究锅炉的热力性能。②根据现场测得的试验数据,研究锅炉各部分(炉膛、外置式换热器和尾部烟道)在不同负荷下的热负荷比例和炉膛受热面的传热系数变化。③采用基于热平衡和物料平衡的循环灰静态算法求解锅炉的循环灰量,并使用Fluent软件对旋风分离器入口段进行数值模拟,研究物料浓度、粒径、风速和温度对入口段压降的影响,为压降法测循环灰量提供前期准备。④建立循环流化床锅炉各部分的物料平衡和热平衡,研究物料平衡与负荷的关系。通过研究得到主要结论有:①试验研究发现白马300MWCFB锅炉在正常运行工况下的热效率一般在91.8%(根据DL/T964-2005标准),在未进行修正的情况下接近锅炉保证效率。②锅炉炉膛水冷壁的传热系数随负荷的提高而提高,且近似直线,体现良好的负荷调节特性。③炉膛的热负荷比例随负荷的提高而减小,外置式换热器的热负荷比例则随负荷的提高而增加,而尾部烟道吸热比例则变化趋势不明显。④锅炉具有低污染物排放的特点,其脱硫效率远高于其他CFB锅炉,在Ca/S摩尔比为1.74,锅炉的脱硫效率高达94.72%,NOX的排放浓度仅为79 mg/Nm3。⑤入口段的压降随物料浓度、粒径、风速和温度的增加而增大,但温度对压降的影响不明显。⑥白马300MWCFB锅炉在B-ECR工况下的循环倍率一般在33左右。⑦随负荷的提高,炉膛内物料量的比例降低,立管的堆积高度增大,但外置式换热器内的循环灰量增加速度更快,导致热循环灰的比例降低。
曾兵[4]2012年在《循环流化床锅炉选择性排渣冷却系统研究》文中认为大型CFB锅炉技术的发展十分迅猛，技术已较为成熟，且已成为我国劣质燃料高效清洁利用的主要途径。然而在大容量化、高参数化的发展和应用过程中仍然存在一些问题，其中以底渣系统故障、底渣热量回收利用问题和炉内受热面磨损问题最为突出，严重制约了我国CFB锅炉的可用率和运行可靠性。出现这些问题的本质是我国CFB锅炉在大量燃用劣质燃料后炉内床料粒度分布大大偏离了设计值，影响锅炉的正常运行。而调节炉内床料粒度分布最有效、最直接、最灵活的方式恰为通过选择性排渣来实现。因此，在研究CFB锅炉床料粒度分布的形成机理及其调节优化方法的基础上，研发新一代的冷渣器和排渣装置，以及探讨底渣热量回收系统的经济性、冷却能力和回收效率等问题，有非常重要的意义。为此，本文首先从理论上探讨了CFB锅炉炉内床料粒度分布的形成机理及其调节方法，并研究了锅炉底渣热量回收利用的冷却能力、经济性等相关问题。其次针对现有底渣系统存在的问题提出了对宽筛分底渣进行分选并按粒径分级冷却的思路，开发出了带颗粒粒径分选思想的流化床冷渣器系列专利及与之配套的相关专利技术。然后分别对所提出的专利技术“排渣分选装置”和“复合式冷渣装置”进行了可行性研究。最后对复合式冷渣装置进行了半工业的冷态试验和工业应用研究。本文的主要研究内容及创新点是：①通过建模研究了选择性排渣和排循环灰对炉内床料粒度分布的调节作用探讨了CFB锅炉炉内床料粒度分布的形成机理及其发生变化后产生的影响，并通过分析总结得出采用选择性排渣是调节炉内床料粒度分布最佳的方法。之后通过建立的物料平衡一维静态模型分别对不回收、回收底渣细颗粒和排放循环灰叁种工况进行了计算，计算结果表明，选择性排渣和排放循环灰对炉内床料粒度分布的调节作用恰好相反，选择性排渣可以使得炉内床料粒度变细，而排放循环灰将使炉内床料粒度变粗。②首次系统地研究了底渣热量回收时的能力限制、对机组经济性的影响等问题建立了分别采用纯水冷式“滚筒冷渣器”和风水联合冷却式“流化床冷渣器”两种不同底渣冷却方式回收底渣物理热时对机组热经济性的影响模型。选取了叁种具有代表性的不同容量等级的CFB锅炉凝汽式发电机组（150MWe、300MWe、600MWe）作为研究对象，在定功率条件下采用热平衡法计算得出了不种底渣热量回收方式时的机组热经济性指标，并对结果进行了对比分析。此外，详细探讨了不同热量回收方式的底渣余热回收效率问题、不同冷却介质的冷却能力问题及适宜的风水冷比例问题等，并给出了相关意见建议。③首次提出了一种在顺利排放底渣同时能实现底渣粗细分选的排渣分选装置针对具有自主知识产权的“一种排渣分选装置”进行了冷模试验研究，验证了技术可行性，并对该装置内的气固流动特性尤其是排渣分选特性进行了试验研究，得到了流化风速、分选隔墙高度、初始床料粒径分布等因素对分选效果的影响，以及颗粒分选效果较好时分选室与主床间的风速匹配关系。④首次提出了对宽筛分底渣进行分选并按粒径分级冷却的新思路根据对宽筛分底渣按粒径分级冷却的思路，开发出了带颗粒粒径分选思想的流化床冷渣器系列专利，包括“复合式冷渣装置”、“双分选式流化床冷渣器”、“双喷动床流化床冷渣器及与之配套的回风系统”等，同时开发了多种与之配套的专利技术，均获得了我国国家发明或实用新型专利授权。针对复合式流化床冷渣器的研发，首先通过小型试验台的冷模试验和数值模拟研究验证了结构设计和技术的可行性；然后在一半工业试验台上针对复合式流化床冷渣器的分选特性和回灰特性进行了冷态试验研究；最后在试验研究的基础上设计了出力分别为15t/h和30t/h的复合式流化床冷渣器，并先后在攀枝花某150MWe CFB锅炉机组和安徽某300MWe CFB锅炉机组上进行工业示范验证和应用研究。工业应用结果表明复合式流化床冷渣器粗细颗粒分选分离效果明显、底渣颗粒粒度适应性和流动性较好、冷却能力较强，各项参数能够达到设计要求。复合式流化床冷渣器可作为未来大型CFB锅炉冷渣器的发展方向之一。
许霖杰[5]2017年在《超/超临界循环流化床锅炉数值模拟研究》文中认为超临界循环流化床锅炉兼备了循环流化床燃烧技术和超临界蒸汽循环的优点,是高效清洁低碳循环流化床锅炉的重要发展方向。炉内燃烧参数分布、受热面叁维传热特性及水冷壁热工水动力特性等是超临界循环流化床锅炉设计和优化中需重点研究的关键技术。本文针对超/超临界循环流化床锅炉的研发,发展和建立适用于大尺度超/超临界循环流化床锅炉的叁维高效整体数值计算模型,主要进行了以下四部分工作:(1)大型超/超临界循环流化床锅炉炉内气固流动、燃烧及传热过程的数值建模和计算研究;(2)超临界循环流化床锅炉水冷壁传热和热工水动力特性耦合数值计算研究;(3)针对循环流化床悬吊受热面中的超临界工质多管路流动均衡性问题发展模化试验方法。论文首先对已发表的循环流化床燃烧数学模型文献进行综述,讨论循环流化床燃烧模拟的发展历程、研究现状和发展方向;归纳和总结半经验燃烧模型和数值计算模型的结构和特点;根据煤的实际燃烧过程,对构成流化床模型的各个基本子模型进行详细说明;同时,还对流化床燃烧模型中部分关键子模型和参数进行了整理和总结,探讨了大尺度炉膛超/超临界循环流化床锅炉研发中面对的问题和研发要点,为建立适用于大型超/超临界循环流化床锅炉的数值计算模型确定了理论基础和建模思路。在文献综述和总结的基础上,论文建立了适用于大型超/超临界循环流化床锅炉的叁维高效整体数值计算模型。模型的流场基于欧拉两相流模型和EMMS曳力模型;燃烧过程考虑了水分蒸发、挥发分析出、焦炭燃烧、气相反应以及燃烧污染产物等过程,其中包括脱硫反应和氮氧化物生成反应;壁面传热基于颗粒团更新传热模型和离散坐标辐射模型,并对水冷壁内工质超临界状态下的热工水动力过程进行了耦合计算。基于企业级服务器的计算能力,该锅炉整体模型能够以高效且准确地模拟大型超/超循环流化床锅炉的炉膛燃烧过程。论文选取330MWe亚临界和350MWe超临界两个典型的大型循环流化床锅炉为燃烧模拟对象,将提出的循环流化床锅炉整体模型成功应用于这两典型大尺度循环流化床锅炉的炉膛计算,得到炉内气固流场、组分场包括硫、氮污染物的燃烧产物、温度场及受热面传热等叁维分布结果。模拟得到的出口氧浓度、温度及气相污染物等结果与实炉的运行结果吻合良好。同时,对大型循环流化床锅炉的实际运行结果进行了对比,验证了锅炉整体模型的合理性和准确性,并在此基础上提出了设计运行建议。论文还建立了一种在炉内气固流场模拟结果基础上,通过耦合管内热工水动力和炉侧气固传热来预测超临界循环流化床锅炉水冷壁叁维传热及热工水动力特性的计算方法,并成功运用于1000MWe超临界环形炉膛循环流化床锅炉,结果显示工质轴向温度分布受其比热和热流密度的共同影响,在锥形段和拟临界大比热区增加平缓;同时管内质量流率的降低、入口温度增加和炉膛温度增加都会不同程度地影响工质轴向温度分布,工质入口压力和截面风速在一定范围内对工质温度分布影响较小。为了解大型循环流化床悬吊受热面中的超临界工质多管路流动均衡性问题,论文开展了超临界工质流体向下模化设计工作,并获得相应的模化系数,建立了适合超临界循环流化床锅炉的工质模化方法。基于模化方法,以R134a为介质,对超临界循环流化床锅炉高温过热器进行了模化设计,为开展超临界工质流动及传热模化系统提供了理论基础。
孙剑[6]2010年在《大型循环流化床锅炉燃烧系统特性与建模研究》文中研究说明循环流化床燃煤技术由于炉内直接脱硫和可燃用劣质煤种的独特优势,是我国发展清洁煤燃烧技术的重点,其燃烧系统的建模和自动控制问题比较困难,这两个问题也一直是学界研究的热点。循环流化床锅炉燃烧系统的数值模拟和机理建模涉及到对气固两相流方式下燃烧过程的理解和描述,已有的机理模型都十分复杂,不适合用于现场控制系统设计和优化。为了提高大型循环流化床锅炉的控制水平,了解其燃烧系统的热工特性并建立适用于控制器设计的模型是第一步的工作。本文针对我国大型循环流化床锅炉的重要炉型,围绕其燃烧系统的特性和建模问题,以实用化为目标,从两个方向展开工作：(1)研究基于机组运行历史数据的实用化工业过程建模方式。建模理论和系统辨识技术发展到今天,已经形成一个完整的体系,新理论和新技术种类繁多,但实际工业应用中却处境尴尬。本文通过对最小二乘辨识理论的分析,指出了其工业应用上的不足,从系统可辨识性条件的物理意义来源上强调了2n阶持续激励条件仅仅在最小二乘法辨识范围内必要性成立,另外介绍了系统采用传递函数模型表达时的渐进黑箱理论,从而从理论上完整说明了利用历史运行数据的智能计算建模方法的有效性。针对大惯性对象的结构辨识难题,提出了利用互相关函数分析与智能寻优相结合的辨识方法,针对多变量问题提出了迭代法辨识方法,研究了建模过程的全部工程问题,给出了数据选取经验和去直流化处理方法,推导了利用离散相似法进行模型计算的公式,从而有效解决了建模问题的输出量回勾问题,并开发了实用性的辨识软件包。(2)研究引进型ALSTOM大型CFB锅炉燃烧系统的特性和建模。该型式锅炉占据我国300MW等级循环流化床锅炉最重要的市场份额,其锅炉特点是裤衩腿结构和外置床设计,前者是为了解决CFB锅炉大型化中二次风穿透问题,后者是为了对付CFB锅炉燃烧系统的强耦合性问题,这两个技术都代表着CFB锅炉大型化的重要特征,但同时也带来了燃烧系统大惯性和床压不平衡难题。本文首先从理论上分析燃烧系统和床压系统的热工特性,以及裤衩腿型CFB锅炉特有的翻床问题,然后利用编制的辨识软件,从实际生产现场遴选出各个系统合适的运行数据,建立燃烧系统和床压系统各个工况点的线性模型,给出燃烧系统大惯性的定量化结果,为燃烧系统和床压系统的自动控制系统设计与优化提供参考。
邱桂芝[7]2015年在《大型循环流化床环形炉膛气固流动特性CPFD数值模拟和实验研究》文中进行了进一步梳理超临界循环流化床锅炉技术是循环流化床锅炉技术发展的必然趋势。对于超临界循环流化床,传统的单炉膛结构中存在二次风穿透不足和受热面布置空间有限的问题,而“裤衩型”炉膛结构会在控制不当时发生“翻床”现象,威胁锅炉安全稳定运行。环形结构的炉膛可以有效地解决二次风穿透问题,同时也为更多的受热面布置提供了充足的空间,是一个非常具有发展潜力的炉型结构。环形炉膛是区别与传统炉型的全新的循环流化床炉型结构,对其中气固流动特性的掌握是实现该炉型应用的必要条件。本论文围绕环形炉膛内气固流动特性以及各炉膛出口物料分配均匀性,以数值计算和实验测量为工具,开展复杂炉膛结构内气固流动特性的研究,讨论不同炉膛结构参数对炉内气固流动特性的影响,为环形炉膛的设计应用和放大推广奠定理论基础。首先,针对流化床内颗粒浓度差异大,且分离器内存在强旋流流动的特点,本文基于BarracudaTM计算平台,探索了适用于流化床内气固流动模拟的CPFD计算模型,采用Wen-Yu/Ergun曳力模型,对循环流化床整个循环回路内气固流动进行叁维非稳态数值模拟。模拟结果准确地再现了流化床炉膛内“上稀下浓”的分布特征,以及分离器内的旋转流动和U型返料器的返料特性。对炉内的压力分布特性和炉膛出口流量分配均匀性进行研究,模拟结果与实验测量结果吻合较好。研究得出,在环形炉膛横截面上颗粒浓度在壁面附近高,而中心区域低,颗粒轴向速度具有与之相反的分布特征。计算工况下,炉膛出口颗粒质量流率最大偏差为23.09%。其次,采用高频压力信号采集与CPFD数值模拟相结合的方法,研究环形炉膛密相区气固流型特征。随着表观风速的增加,环形炉膛密相区依次出现鼓泡流态化(single bubble regime)、泡状流化(exploding bubble regime)、湍流流态化(turbulent fluidization regime)。环形炉膛不同气固流型下压力信号功率谱分布特征与常规流化床的结果对比,发现与常规流化床内相似的气固流动存在于环形炉膛中,表明炉膛由常规结构到环形结构的改变并没有对炉内的气固流动产生显着影响。为了优化环形炉膛结构设计,获得流动均匀性较好的炉型结构,采用CPFD数值模拟方法考察不同炉膛结构参数的改变对炉内流动和循环回路物料分配均匀性的影响。研究了不同炉膛高度和炉膛截面长宽比的环形炉膛内的气固流动特性,确定环形炉膛实验台的基础结构(炉膛高5.0 m,炉膛横截面长宽比1.3)。研究了炉顶凸起高度、炉膛出口烟道布置形式和炉膛出口高宽比对炉膛出口气固流动特性的影响,结果表明各结构参数的改变对炉内颗粒浓度轴向分布的结果都未产生较大影响,而炉膛出口颗粒浓度的均匀性是影响返料流率均匀性的重要因素。在660 MW实炉中,颗粒浓度具有与环形炉膛实验台相似的轴向分布特性。在炉膛截面上,颗粒浓度和颗粒轴向速度则呈近似线性的径向分布,但环形炉膛实验台中颗粒浓度和颗粒轴向速度成抛物线性分布。660 MW实炉炉膛出口颗粒质量流率的最大偏差为6.29%,与实验台中最大偏差23.09%相比,660 MW实炉中各并联回路间流量分配的均匀性明显优于实验台。本论文针对环形炉膛这一全新的炉型结构,开展了实验台和660 MW实炉内气固流动特性及炉型结构优化的实验测量和CPFD数值模拟研究,研究掌握了环形炉膛内颗粒分布特征,提出了改善炉内流动均匀性的结构优化策略,研究结果为环形炉膛的结构设计和应用推广提供了基础数据支持。
刘育林[8]2013年在《300MW循环流化床锅炉气固两相流特性研究》文中认为循环流化床锅炉具有高效率、低污染的燃烧特性,在近年来得到了广泛的关注和飞速的发展,并逐渐向高参数、大型化方向建设。在大型化的进程中,出现了极具特色的裤衩腿式结构,解决了锅炉大型化中由于炉膛截面积增大而导致的二次风的射流问题,但两支腿相对独立,在支腿上方由于流动不一致导致上部物料横向流动过大而经常容易发生“翻床”事故。以引进型300MW双支腿式循环流化床锅炉为原型,建立了按比例缩小的冷态模化试验台,对布风板阻力和床料压降特性进行了试验,并得到床料特性曲线。在此基础上,进行了裤衩腿式循环流化床锅炉特有的翻床试验。根据试验数据分析得出,炉膛两侧支腿内床料压降差是发生翻床的根本原因,低流化风量运行时两侧床压压差必须更大才能引起翻床,如能有效及时控制压差的变化,则可以预防减少翻床事故的发生。运用fluent软件中的欧拉多相流模型对300MW裤衩腿式循环流化床锅炉内气固两相流动进行了数值模拟。对比不同一次风速和初始床料厚度的运行工况,得出较小的一次风速和床料厚度能够使炉膛内的气固流动较为稳定,并且较小的床料厚度受到扰动发生翻床的反应时间较长,利于实际操作人员发现并修正运行条件。
冯军涛[9]2011年在《油页岩循环流化床流动及燃烧的数值模拟研究》文中认为油页岩是一种高挥发分、低热值的潜在能源,它的储量折算成发热量在化石燃料中仅次于煤,有很大的利用价值。而半焦是油页岩干馏炼油之后的副产物,仍然具有一定的发热量。由于油页岩半焦本身挥发分低、灰分大,很难着火和燃尽。因此为了最大限度利用油页岩资源,可以将油页岩和半焦混合后送入循环流化床锅炉燃烧发电。以东北电力大学油页岩研究中心设计和搭建的油页岩及其半焦混合燃烧循环流化床试验台为研究对象,建立了油页岩循环流化床流体力学模型、传热模型和燃烧模型。运用商业数值模拟软件Fluent,对该试验台炉膛内的气固流动特性和燃烧特性进行了模拟和讨论,为进一步实验和油页岩循环流化床锅炉大型化设计提供理论基础。本文采用欧拉双流体模型,对炉膛内气固流动特性进行了数值模拟,分析了不同曳力模型对流态化过程的影响;得到了沿炉膛高度颗粒速度和浓度的非均匀分布规律,证明了其流动符合核-环结构;通过改变一次风速和颗粒粒径,分析了相应的颗粒速度和浓度的变化规律;对比了不同风速时炉内压力的模拟值和实验值,验证了模拟结果的合理性。采用非预混燃烧模型,对炉膛内燃烧特性进行了数值模拟,分析了不同湍流模型对温度的影响;通过改变一二次风比率和颗粒粒径,得到了不同工况下的温度分布、组分分布以及燃尽曲线;对比分析了不同配比的页岩半焦混合燃料的燃烧特性,找到了最佳的混合比,达到最大限度利用油页岩的目的。
邹阳军[10]2015年在《六回路循环流化床锅炉回料失衡对炉内气固流动的影响研究》文中指出循环流化床(Circulating Fluidized Bed, CFB)锅炉是一项高效、清洁的燃烧技术,近年来朝着超临界蒸汽参数方向发展。多回路的大型CFB给料及回料扩散均匀直接影响到炉内温度分布、燃烧效率、气固流动及传热特性等,但目前文献中关于多回路CFB回料失衡对炉内气固流动影响的研究很少。本文基于东方锅炉600MW超临界CFB锅炉设计方案,建立六回路CFB冷态试验台,针对六回路超临界CFB锅炉回料失衡时炉内的气固流动变化规律,进行冷态试验和相关数值模拟研究。研究工作主要包括以下叁个方面：1)开展回料失衡对炉内气固流动的影响冷态试验研究；2)以六回路CFB冷态试验台为研究对象,开展回料失衡对炉内气固流动影响的数值模拟研究工作；3)将数值模拟计算的结果与同工况条件下的试验结果进行对比。试验结果表明：循环回路中断受阻后,炉内颗粒悬浮浓度指数型下降,并于一段时间后,达到稳定状态,且回料恢复正常后,系统能回复到初始平衡状态；单条循环回路中断受阻时,炉内截面各区域颗粒悬浮浓度分布较为均匀,且不同的单条循环回路中断受阻对炉内颗粒悬浮浓度的变化没有明显影响；同侧两条循环回路中断受阻对炉内两侧颗粒悬浮浓度分布影响较大；不同的运行参数对循环回路中断受阻时炉内气固流动变化规律有着明显的影响。在数值模拟方面,本文以冷态试验台为研究对象,采用Fluent14.5软件,对回料失衡时,炉内气固流动进行相关数值模拟分析。数值模拟结果与同工况试验结果相比,吻合良好。本研究的一些成果能够为六回路超临界CFB锅炉的实际运行提供技术参考。
参考文献：
[1]. 炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究[D]. 田晨. 浙江大学. 2011
[2]. 循环流化床锅炉大型化的数值模拟[D]. 雍玉梅. 中国科学院研究生院（工程热物理研究所）. 2004
[3]. 白马电厂1025t/h CFB锅炉热平衡和物料平衡的试验研究[D]. 尹刚. 重庆大学. 2007
[4]. 循环流化床锅炉选择性排渣冷却系统研究[D]. 曾兵. 重庆大学. 2012
[5]. 超/超临界循环流化床锅炉数值模拟研究[D]. 许霖杰. 浙江大学. 2017
[6]. 大型循环流化床锅炉燃烧系统特性与建模研究[D]. 孙剑. 华北电力大学（北京）. 2010
[7]. 大型循环流化床环形炉膛气固流动特性CPFD数值模拟和实验研究[D]. 邱桂芝. 中国科学院研究生院(工程热物理研究所). 2015
[8]. 300MW循环流化床锅炉气固两相流特性研究[D]. 刘育林. 华北电力大学. 2013
[9]. 油页岩循环流化床流动及燃烧的数值模拟研究[D]. 冯军涛. 东北电力大学. 2011
[10]. 六回路循环流化床锅炉回料失衡对炉内气固流动的影响研究[D]. 邹阳军. 浙江大学. 2015
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