循环流化床锅炉二次风射流混合特性冷模试验研究

发布时间：2017-09-16 20:01

  本文关键词：循环流化床锅炉二次风射流混合特性冷模试验研究

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【摘要】：近年来,随着经济结构的不断调整优化,增长方式由数量增长向质量增长转变,对燃煤电站锅炉的煤种适应性、运行效率和低污染排放特性提出更高的要求。而循环流化床燃烧技术以其燃料的适应性广、燃烧效率高、燃烧强度大等优点成为燃煤洁净燃烧技术的最佳选择,成为了推动洁净煤发电技术发展强有力的先进技术。然而,在十二五规划以后,随着生态文明建设的不断推进,对环保的要求也在不断地提高,循环流化床锅炉必须要向大型化、高参数化、超临界的方向发展。因此,对于循环流化床燃烧技术,进一步节能减排以及风煤预混的精确性也提出了更高要求,二次风射流在炉内的分布与混合特性就是其中亟需得到解决与提高的最重要的问题之一。为保证循环流化床锅炉内燃烧反应氧量供应充足,维持锅炉密相区床层温度,并加强炉内物料的预混燃烧,在循环流化床锅炉布风板上某一高度,将一部分流化空气作为二次风送入炉膛内,从而有效地控制床内气固流场与反应过程。但随着循环流化床锅炉不断向大型化发展,为提高二次风在炉内射流深度,限制了二次风口数量,出现了二次风在炉内扩散不均匀或射流深度不够的现象,导致风煤混合不均,燃烧效率降低,污染物排放增加等问题的出现。本文为解决上述问题,针对二次风扩散不均,射程不够等情况,在可视化循环流化床锅炉实验台,采用粒径小于1mm的循环灰作为床料,对二次风在循环流化床锅炉内部的射流特性进行了相关冷态试验,实验的主要内容有:(1)基于不同流化风速、二次风速下,探究一次风、二次风对于炉内气固混合浓度的影响,并进行了试验研究;(2)基于不同流化风速、不同二次风速及不同二次风喷口形状条件下,对二次风的射程进行试验研究;(3)基于不同流化风速、不同二次风速及不同二次风喷口形状条件下,对二次风的扩散程度进行试验研究(4)结合试验数据回归出二次风射程二次风扩散程度与流化风速、二次风速、二次风喷口截面积、二次风喷口形状的关系式。试验通过不等温射流的方法来测量二次风射程与扩散情况,即流化风不加热,仅加热二次风。由二次风通过时测温网络的温度变化,利用数据采集和处理系统并利用数据图形处理软件将温升可视化以此来反映二次风射程和扩散的情况。通过分析研究结果得到以下结论:(1)流化风与二次风对于炉内浓度影响:随着流化风速增加,炉内密相区物料浓度减小,稀相区增加;随着二次风风速的增加,二次风口区域浓度下降;(2)喷嘴形状对二次风射程和扩散的影响:二次风射程和扩散主要受喷嘴截面积的影响,二次风射程和扩散都随喷嘴截面积的增大而增强;相同截面积的喷嘴,圆形喷嘴比矩形喷嘴的扩散程度弱。(3)流化风速对二次风射程和扩散的影响:二次风射程和扩散都随流化风速的增大而减弱;(4)二次风速对二次风射程和扩散的影响:二次风射程随二次风速的增大而增大,扩散随二次风速的增大而减弱;(5)通过试验数据拟合得到二次风射程与喷嘴截面积、流化风速和二次风速的关系式。
【关键词】：循环流化床锅炉 二次风射流 射程 扩散
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK229.66
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-9
• 1 绪论9-25
• 1.1 循环流化床燃烧技术研究现状9-13
• 1.1.1 循环流化床燃烧技术特点9-10
• 1.1.2 循环流化床锅炉发展现状10-13
• 1.2 超临界循环流化床锅炉技术的发展13-19
• 1.2.1 超临界循环流化床锅炉的技术特点13-14
• 1.2.2 国内外超临界CFB锅炉技术的发展14-16
• 1.2.3 大型CFB锅炉运行中二次风的作用与影响16-19
• 1.3 循环流化床锅炉二次风的研究概况19-22
• 1.3.1 循环流化床锅炉二次风技术特点20
• 1.3.2 二次风对循环流化床内流体动力学的影响20-21
• 1.3.3 二次风射流的穿透深度研究21-22
• 1.4 大型循环流化床锅炉二次风应用中存在的主要问题22-24
• 1.4.1 循环流化床锅炉二次风射流深度问题22-23
• 1.4.2 循环流化床锅炉二次风均匀性问题23-24
• 1.5 本文的主要工作24-25
• 1.5.1 课题任务24
• 1.5.2 本课题的主要研究内容24-25
• 2 试验研究概况25-44
• 2.1 实验台概况25-41
• 2.1.1 实验台原型与本体尺寸25-28
• 2.1.2 实验台本体组成28-30
• 2.1.3 送风系统30-31
• 2.1.4 电加热系统31-32
• 2.1.5 量测系统32-35
• 2.1.6 数据采集系统35-39
• 2.1.7 二次风喷口设计39-41
• 2.1.8 床料粒径分布41
• 2.2 试验方法和步骤41-43
• 2.2.1 试验方法41
• 2.2.2 二次风射流射程与扩散程度计算方法41-42
• 2.2.3 试验步骤42-43
• 2.3 试验工况的选择43-44
• 3 试验研究结果及分析44-61
• 3.1 不同的一、二次风速对于炉内气固浓度的影响44-46
• 3.1.1 不同一次风速对于炉膛内气固浓度的影响44-45
• 3.1.2 不同二次风速对于炉膛内气固浓度的影响45-46
• 3.2 不同工况下的二次风射程的试验结果与分析46-51
• 3.2.1 喷嘴类型对二次风射程的影响46-48
• 3.2.2 流化风速对二次风射程的影响48-49
• 3.2.3 二次风速对二次风射程的影响49-51
• 3.3 不同工况下的二次风扩散的试验结果与分析51-58
• 3.3.1 喷嘴类型对二次风扩散的影响51-54
• 3.3.2 流化风速对二次风扩散的影响54-56
• 3.3.3 二次风速对二次风扩散的影响56-58
• 3.4 循环流化床锅炉二次风射流的数据拟合58-59
• 3.5 实验中的误差分析59-61
• 4 结论与展望61-63
• 4.1 结论61-62
• 4.2 不足及展望62-63
• 致谢63-64
• 参考文献64-67

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本文编号：865106