回料流和二次風射流對循環(huán)流化床流動與燃燒特性的影響.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)燃燒技術是一種適合我國以煤為主的能源結(jié)構(gòu)的低成本清潔燃燒技術，在近年得到較快的發(fā)展。由于循環(huán)流化床內(nèi)氣固流動的復雜性，目前對于在回料流和二次風射流等因素作用下提升管內(nèi)的氣固流動特性還缺乏系統(tǒng)研究，而且現(xiàn)有的研究大多局限于圓形截面的流化床，對于矩形或方形截面流化床的流動特性還需要進行更深入的研究。作者設計和建立了一套方形循環(huán)流化床冷態(tài)試驗系統(tǒng)，研究了回料氣固兩相流和二次風射流的流動特性及其對提升管整體和局部流動特性的影

2、響。通過數(shù)值模擬的方法，更好地認識了不同形式二次風射流作用下提升管內(nèi)氣固流動特性。在此基礎上，通過對一臺440t/h燃用低揮發(fā)份貧煤的循環(huán)流化床鍋爐進行的系統(tǒng)分析和相關燃燒優(yōu)化實驗，考察了回料流與二次風射流對循環(huán)流化床鍋爐爐內(nèi)氣固混合及燃燒情況的影響。
　　采用壓力梯度測量，光纖探針技術對顆粒濃度及速度的測量，以及射流氣體示蹤實驗等手段研究了方形循環(huán)流化床提升管氣固流動特性的影響因素。結(jié)合回料流和主流流動形式來分析床層底部流動的不

3、對稱分布以及因此造成的對床層中上部區(qū)域氣固流動的影響。研究了在實驗物料中加入部分粗大顆粒改善底部一次風偏流的現(xiàn)象。研究了不同顆粒循環(huán)流率下，回料口高度的不同對系統(tǒng)壓力梯度分布和局部顆粒濃度分布的影響，同時還分析了空氣分級條件下回料口高置所產(chǎn)生的影響。
　　系統(tǒng)地研究了不同形式二次風射流，包括墻式、角式、中心水平桿式和中心豎直柱式布置二次風對床內(nèi)氣固流動的影響，以及射流在床內(nèi)的擴散與分布。在進行空氣分級之后，床層底部由于一次風速的降

4、低以及二次風射流形成的布幕作用而形成較高濃度的密相區(qū)。不同形式的二次風射流附近存在不同的顆粒濃度分布，當射流距離布風板較近時還將影響到底部顆粒濃度的分布。實驗發(fā)現(xiàn)，氣體飽和夾帶流率隨二次風率的增加而降低，隨二次風高度的增加而減少。當系統(tǒng)顆粒循環(huán)流率超過空氣分級下系統(tǒng)飽和夾帶流率時，系統(tǒng)壓力梯度趨于呈S形分布，底部壓力梯度將不再變化，密相區(qū)高度隨顆粒循環(huán)流率的增加而提高，其底部壓力梯度大小主要同底部流化風速有關。在添加粗砂顆粒的空氣分級工

5、況下，粗大顆粒在床層底部顆粒群中占有更高的比例，而在上部區(qū)域及出口顆粒群中則降低了。本文還利用分形分析的手段研究了二次風射流對提升管局部和整體流動的波動特性的影響。
　　利用氣體示蹤技術，對回料風和二次風射流在床內(nèi)的擴散與分布進行了測量，提出改進的提升管內(nèi)水平墻式二次風射流穿透深度的計算模型，模型預測值同實驗結(jié)果吻合較好。
　　采用雙流體模型對所研究的冷態(tài)方形循環(huán)流化床實驗臺部分工況的氣固流動進行了模擬。計算結(jié)果同實驗數(shù)據(jù)在