基于传热系数的高温循环流率测量方法研究

发布时间：2022-01-04 09:53

　　循环物料流率是循环流化床锅炉中重要的设计和运行参数,但其热态在线测量一直是难点。基于换热原理进一步改进和完善了在线测量循环流率的方法,通过热态试验研究了影响高温颗粒与管壁之间传热系数的因素,并且利用热态试验数据和Borodulya等提出的对流传热系数预测模型进行了关联式推导,从而将传热系数和颗粒流率相关联。结果发现,传热系数的影响因素包括颗粒流率、颗粒温度、颗粒粒径等;热态试验测量得到的物料流率值与预设值的误差在±25%内;在实际流率工况下,该方法可以将物料流率和传热系数一一对应,在较宽的流率变化范围内都具有良好的预测能力。根据研究结果,测量中传热系数确定后,由计算模型可以获得物料流率,即实现高温物料流率的测量。换热法测量循环流率的原理简单,成本低廉,通过研究进一步提升了其实用性,在循环流化床锅炉的循环流率测量领域具有广阔的应用前景。 

【文章来源】：洁净煤技术. 2020,26(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

Gs的换热式测量方法示意

热态试验系统

试验颗粒温度分别设置为300、400、600和800℃，颗粒流率为20～90 kg/(m2·s),2种颗粒平均粒径分别为171、339μm。试验出口水温变化为初始数据，所有工况中，虽然出口水温的绝对数值变化较大，但变化规律类似，因此只选取400℃部分工况的出口水温变化进行分析。图3为颗粒温度400℃时3种不同Gs下出口水温变化。高温颗粒开始接触换热管表面时，换热管出口水温迅速升高，表明高温物料与换热管表面发生强烈的换热，冷却水吸收热量后，温度迅速上升，当出口水温升高到某一定值后基本不再变化，表明换热过程达到相对稳定的状态，可认为冷却水与高温颗粒之间达到了稳态，颗粒完全落下后，出口水温下降。计算传热系数时，仅需对达到稳态的数据进行分析。对稳态段的数据进行计算后，可得到一组瞬态传热系数值，需要对数据进行粗大误差剔除和误差分析。式(1)敏感性分析如图4所示，可见进出口水温的测量是对k测量结果影响较大的2个参数。由于进口水温不变，主要基于格拉布斯准则，对出口水温和颗粒温度进行粗大误差剔除，剔除后颗粒温度和出口水温最大偏差分别为3.31℃和2.24℃，换算百分比为3%和4%。

【参考文献】：
期刊论文
[1]循环流化床锅炉循环流率在线测量方法研究[J]. 刘贤东,吴玉新,张扬,周帅,杨海瑞,张海,吕俊复,张凯.  洁净煤技术. 2020(03)
[2]基于流态分析的循环流化床锅炉能耗诊断技术[J]. 李金晶,赵振宁,李媛园,佟博恒,张清峰.  热力发电. 2020(05)
[3]多流程卧式循环流化床气固流动的传热特性[J]. 丛堃林,李清海,韩峰,黄润华,张衍国.  燃烧科学与技术. 2018(04)
[4]双循环流化床颗粒循环流率实验研究[J]. 陈鸿伟,杨新,贾建东,麻哲瑞,赵振虎,孙超.  热力发电. 2018(02)
[5]超(超)临界循环流化床锅炉技术的发展[J]. 蔡润夏,吕俊复,凌文,杨海瑞,张缦,岳光溪.  中国电力. 2016(12)
[6]循环流化床燃烧发展现状及前景分析[J]. 岳光溪,吕俊复,徐鹏,胡修奎,凌文,陈英,李建锋.  中国电力. 2016(01)
[7]600MW超临界循环流化床锅炉关键问题研究[J]. 程乐鸣,许霖杰,夏云飞,王勤辉,骆仲泱,倪明江,岑可法,聂立,周棋,苏虎.  中国电机工程学报. 2015(21)
[8]循环流化床循环流率冲击法在线测量方法[J]. 胡南,姚宣,晁俊楠,杨海瑞,吕俊复.  动力工程学报. 2011(07)
[9]循环流率对循环流化床回路压降影响的实验研究[J]. 姚宣,杨石,晁俊楠,张瑞卿,杨海瑞,吕俊复.  中国电机工程学报. 2010(20)
[10]循环流化床锅炉物料平衡分析[J]. 杨海瑞,岳光溪,王宇,吕俊复.  热能动力工程. 2005(03)

博士论文
[1]涵盖不同流型的气固床层与壁面换热研究[D]. 张瑞卿.清华大学 2014



本文编号：3568131