煤粉加壓密相輸送特性.pdf

1、氣力輸送技術(shù)起源于19世紀(jì)上半葉，已有百余年歷史。但在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里，研究和應(yīng)用主要集中在低壓稀相領(lǐng)域。在20世紀(jì)后期的20余年中，加壓密相氣力輸送技術(shù)的成功開發(fā)，使氣力輸送技術(shù)從機(jī)理和應(yīng)用上均有了新的和質(zhì)的突破。迄今，在粉體氣力輸送領(lǐng)域已積累了許多有價(jià)值且較為系統(tǒng)的研究成果，但有關(guān)加壓密相氣力輸送領(lǐng)域（特別是輸送特性和機(jī)理研究方面）的研究報(bào)道仍十分有限。 加壓密相氣力輸送具有輸送固氣比高、輸送氣量少、管路及物料磨損輕等顯著

2、優(yōu)點(diǎn)。因此，在先進(jìn)的干煤粉加壓氣化裝置中已采用高濃度煤粉加壓連續(xù)輸送技術(shù)，不過限于理論未成熟，但該技術(shù)還遠(yuǎn)未達(dá)到成熟階段。東南大學(xué)自主研發(fā)了一套輸送壓力可達(dá)4MPa，輸送固氣比可達(dá)600kg/m3的干煤粉加壓氣化裝置的高壓密相氣力輸送實(shí)驗(yàn)裝置，并在煤粉輸送特性以及管路阻力特性研究等方面取得了許多重要的研究成果。但由于高壓密相輸送的流動(dòng)形態(tài)復(fù)雜，影響流動(dòng)穩(wěn)定性的因素較多，還沒有成熟理論可供參考，研究有待不斷深入。不同平均粒徑煤粉的輸送特性

3、存在顯著差異。通過實(shí)驗(yàn)研究，掌握不同平均粒徑煤粉的輸送特性，對(duì)大規(guī)模高壓煤粉密相氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與運(yùn)行具有直接的指導(dǎo)意義。壓降作為氣力輸送系統(tǒng)的重要參數(shù)，與管內(nèi)煤粉體積分?jǐn)?shù)以及表觀氣速有著密切關(guān)系，國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了理論和實(shí)驗(yàn)研究。然而這些研究主要針對(duì)低壓輸送條件下的直管段，有關(guān)高壓下管路壓降，特別是彎管的壓降研究報(bào)道很少。因此，高壓輸送的壓降特性具有重要的研究?jī)r(jià)值。此外，由于目前實(shí)驗(yàn)手段和實(shí)驗(yàn)條件的限制，還不能直接測(cè)量高壓密相

4、輸送過程中兩相速度和體積分?jǐn)?shù)在彎管內(nèi)的分布。運(yùn)用數(shù)值求解方法研究彎管中兩相流動(dòng)情況，可以為干煤粉密相加壓輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)優(yōu)化提供參考。 在輸送壓力可達(dá)4 MPa的氣力輸送實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，進(jìn)行不同平均粒徑煤粉的密相輸送實(shí)驗(yàn)。研究總輸送差壓、發(fā)送壓力對(duì)煤粉質(zhì)量流量、固氣比等輸送參數(shù)的影響。結(jié)果表明：煤粉質(zhì)量流量隨總輸送差壓的增加而增加；相同總輸送差壓下，煤粉平均粒徑越大，煤粉質(zhì)量流量越低；煤粉質(zhì)量流量隨發(fā)送壓力的增加而增加。在相同輸送

5、差壓下，隨著流化風(fēng)的增加，煤粉質(zhì)量流量和固氣比先增加后降低。 在相同同氣比下，垂直管的壓損要高于水平管，彎管的壓損要高于直管，平均粒徑大的煤粉壓損要高于平均粒徑小的煤粉，單位管長(zhǎng)彎管動(dòng)能壓損與GsU呈現(xiàn)線性關(guān)系，斜率為1／2。 從理論與實(shí)驗(yàn)兩方面研究?jī)上嗔鞯膲航惦S煤粉體積分?jǐn)?shù)、表觀氣速及煤粉平均粒徑的變化規(guī)律。結(jié)果表明：在高壓密相氣力輸送中，固相引起的壓降是總壓降的主要部分；在相同固氣比下，煤粉的摩擦壓降隨著表觀氣速的增

6、加而增加；在相同表觀氣速下，摩擦壓降隨著煤粉體積分?jǐn)?shù)的增加而增加；在相同固氣比下，平均粒徑大的煤粉其摩擦壓降要高于平均粒徑小的煤粉；固相摩擦系數(shù)隨著表觀氣速的增加而降低，固氣比和煤粉平均粒徑的不同對(duì)固相摩擦系數(shù)沒有明顯影響。 在Barth附加壓力損失理論基礎(chǔ)上，考慮發(fā)送壓力以及煤粉特性參數(shù)對(duì)壓損的影響，運(yùn)用量綱分析法，得到高壓密相輸送時(shí)附加壓損系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。用關(guān)聯(lián)式預(yù)測(cè)的壓損值與實(shí)驗(yàn)值吻合得很好。 基于顆粒動(dòng)力學(xué)理論的雙