大型循环流化床风帽阻力特性和布风板布风均匀性研究

发布时间：2020-10-23 19:43

　　 作为一项高效、清洁的燃烧技术,循环流化床(circulating fluidized bed, CFB)锅炉技术近年来不断朝着大型化和高参数化方向发展。随着CFB锅炉容量的增加,布风板面积大幅增加,为了保证物料的充分流化与防漏渣功能,风帽的结构尺寸和布置方式也做出了相应的调整,但调整后的风帽阻力特性及布风板布风均匀性能否满足大型CFB锅炉的设计要求,需要进一步的深入研究。基于超临界循环流化床锅炉原型风帽,结合冷态试验和数值模拟,研究了内嵌逆流柱形风帽的结构尺度和风帽背压等因素对风帽阻力的影响规律,同时分析了流量以及布置方式对布风板布风均匀性的影响,得到的主要结论如下。(1)风帽阻力特性冷态试验研究：风帽阻力除了与风速有关外还与风帽的结构尺度有关；在风帽局部(芯管、风帽头小孔、环缝、折转处、芯管小孔)阻力分配中,芯管小孔风速的影响最为显著；风帽阻力随风帽背压的增大呈单调下降趋势；多风帽不同布置方式对风帽阻力的影响不明显；结合Levenberg-Marquardt(LM)算法和通用全局优化算法,获得了风帽阻力计算模型,通过该模型计算得到的风帽阻力计算值与试验值基本吻合。(2)单风帽流动特性数值模拟研究：芯管小孔阻力占据了整个风帽阻力的70%以上,芯管小孔的排列位置对风帽阻力的影响不大,风帽阻力随小孔旋转角度的增大而增加,随小孔下倾角度的增加呈先增大后减小的趋势。(3)布风板布风均匀性数值模拟研究：布风板不同位置处的风速呈非均匀分布,且随着流量的增加,风速分布的不均匀性会得到改善；加密布风板边壁侧的风帽数量不仅可以减少边壁低速区的面积,而且可以改善边壁区的风速分布均匀性。
【学位单位】：中国科学院研究生院(工程热物理研究所)
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2015
【中图分类】：TK229.66
【部分图文】：

图１．１风帽式布风装置结构??

构尺度与冷态试验中基本保持一致。网格采用的是四面体非结构性网格和六面体??结构性网格。入口边界为速度入口，出口边界为压力出口，固壁为无滑移边界。??图４．１给出了其中９风帽顺排布置的布风系统网格图。??款ｎｉｌｌｉ?ｉｉｒ．??験．．纔??Ｗ?Ｈｒ??强祭Ｖ．’?軍??图４．１?９风帽顺排布置的布风系统网格图??４９??

脱?妨骰?卜缑弊枇μ匦院筒挤绨宀挤缇?刃匝芯浚崳?４３．３不同流量下布风板布风均匀性对化分析??图４．６给出了顺排布置方式下穿过风帽出口的横向截面（Ｚ＝０．８３５?ｍ）上不??同流量下（＆＝１２５ｍ３／ｈ，１７５ｍ３／ｈ，２２５?ｍ３／ｈ）的速度矢量图，从图４．６中可Ｗ??看出风帽头小孔出口处的风速较大，但由于出口气流的射程有限，布风板迪壁会??出现低速区，导致边壁处的颗粒流化质量较差。但随着流量的増加边壁处低速区??面积减少，流化质量将大大改善，但进壁处气流分布均匀程度仅通过定性观察速??度矢量图无从得知。??踐ＩＳ麵—?欄??。。０．?。＇４?ｘ〇．Ｓ?。＇８?’?。。。三?Ｗ?Ｘ－?Ｍ?’??（Ｉ）?２ｖ＝１２５ｍＶｈ?（ＩＩ）?０ｖ＝１７５ｍ３化??Ｐｉ??？－?ＩＩ??０：??％?。。由＇？?ｘ〇６?。＇８?１??。口）＆＝２２５?ｍＶｈ??图４．６顺排布置方式下截面Ｚ＝０．８３５?ｍ上不同流量下的速度矢量图??为了对布风板边壁侧的气流分布进行定量分析，提取Ｚ＝０．８３５?ｍ，?Ｙ＝０．８５ｍ??运一区域不同流量下的部分风速数据，得到图４．７所示的结果。从图中可看出，??当流量一定时，不同位置处的风速呈非均匀分布，整体呈中间风速高两侧风速低??Ｗ及风帽出口射流冲击区风速高未冲击区风速低的趋势
【参考文献】

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本文编号：2853463