立管窜气对旋风分离器分离效率的影响
[Abstract]:Cyclone separator is an important component of circulating fluidized bed boiler. Its function is to sift the high-temperature ash particles at the outlet of the furnace by high-speed swirl flow to ensure the full combustion of coal particles and the stability of particle size in the furnace. The selected particles enter the return device through the riser at the bottom of the cyclone separator and form a material seal in the riser. If the air volume in the return device is not set properly or the material seal is unstable, the gas may enter the separator through the riser, which is the phenomenon of riser gas channeling. Riser gas channeling will affect the performance of cyclone separator, especially the separation efficiency, but there are few related studies at present, so it is of great significance to study the effect of gas channeling on the separation efficiency of cyclone separator. This research is divided into two parts: experiment and numerical simulation. The experiment part is the cold state experiment of the small cyclone separator. The data of separation efficiency, step separation efficiency and pressure drop are obtained under different inlet wind speed, different inlet particle concentration and different gas channeling velocity. In the part of numerical simulation, the gas-solid numerical simulation of LES and MP-PIC method is realized by CFD software Barracuda, and the influence of gas channeling on gas phase flow field, pressure field and particle distribution in the separator is analyzed. The experimental results show that the pressure drop of the cyclone separator is greatly affected by the inlet wind speed, increases with the increase of the inlet wind speed, and is little affected by the gas channeling velocity, but does not change obviously with the increase of the gas channeling velocity. The separation efficiency of cyclone separator decreases slightly when the gas channeling velocity is low, and is much lower than that with high speed gas channeling. Under the condition of high inlet wind speed, the decrease of separation efficiency is smaller than that of low inlet wind speed, especially in the case of low velocity gas channeling, the former has almost no decrease, and the latter can be observed a more obvious decrease. The separation efficiency of high inlet particle concentration is generally higher, but this rule is not applicable to the case of lower inlet wind speed, and fine particles are more easily affected by gas channeling than coarse particles, and the corresponding separation efficiency decreases more obviously. The results of numerical simulation show that the pressure drop, separation efficiency and step separation efficiency obtained by numerical simulation are in good agreement with the experimental values and have high reliability. The gas channeling will weaken the rotating flow in the cyclone separator, make the downward swirl flow transform into upward swirl flow ahead of time and expand the area of upward flow, and promote the formation of relative high pressure area at the cone section of the separator. Gas channeling will bring the particles upward, increase the particle distribution in the far wall of the separator, enhance the circulating flow of the particles in the separator, increase the total particle holding in the separator, and adversely affect the separation of the cyclone separator.
【学位授予单位】:清华大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ051.8
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,本文编号:2374052
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