循環(huán)流化床鍋爐雙噴動床式冷渣器研究.pdf

1、循環(huán)流化床(CFB)鍋爐技術憑借其燃料適應性廣、燃燒效率高、污染物排放量少等優(yōu)點在世界范圍內取得了迅猛發(fā)展。作為CFB鍋爐的重要輔機,冷渣器(BAC)的運行性能直接關系到CFB鍋爐的連續(xù)、安全、經濟運行。相較于國內CFB鍋爐朝著大容量、高參數方向的快速發(fā)展,冷渣器的發(fā)展相對滯后,現(xiàn)有的冷渣器已經無法滿足CFB鍋爐的連續(xù)、安全、經濟運行需求。在國內CFB鍋爐燃煤現(xiàn)狀無法改善的情況下,如何有效解決現(xiàn)有冷渣器存在的運行故障,高效回收底渣熱量以

2、及提高冷渣器的運行性能現(xiàn)已成為目前在國內CFB鍋爐技術的發(fā)展道路上亟待解決的關鍵問題之一。為了克服現(xiàn)有冷渣器技術的不足,本文結合冷渣器的發(fā)展需求,提出了一種適用于處理國內CFB鍋爐底渣的雙噴動床式冷渣器專利技術。通過試驗研究、理論計算和數值模擬等方法對構成雙噴動床式冷渣器的基本結構單元即準矩形噴動床的流化特性、顆?；旌咸匦砸约八鋼Q熱管束的灰側傳熱特性等在雙噴動床式冷渣器的研發(fā)設計過程中需要掌握的關鍵問題進行了系統(tǒng)深入的研究。除此之外,

3、考慮到鍋爐排渣控制設備的運行性能直接關系到CFB鍋爐及流化床式冷渣器的安全、穩(wěn)定運行,本文還以國內某CFB電站鍋爐底渣處理系統(tǒng)中實際配用的L型灰控閥為原型,試驗研究了L型灰控閥的底渣輸送特性。本研究主要內容包括：
　?、贉示匦螄妱哟擦骰匦缘难芯?。在自行設計、搭建的準矩形噴動床小尺寸試驗系統(tǒng)上,對準矩形噴動床的冷態(tài)流化特性進行了系統(tǒng)的試驗研究,詳細考察了靜止床層高度、錐頂角、床料粒徑和氣體入口段寬度對流化特性的影響。并在此基礎之上

4、,建立了適用于描述和預測入口表觀氣速與床層壓降對應變化關系的理論計算模型和經驗關聯(lián)式。除此之外,還以商業(yè)軟件Barracuda為計算平臺,對準矩形噴動床內的氣固兩相流動進行了數值模擬,并通過與試驗結果的對比驗證了數值模擬結果的正確性。
　?、跍示匦螄妱哟差w?；旌咸匦缘难芯?。針對雙噴動床式冷渣器對底渣粒度的適應能力,試驗研究了準矩形噴動床內二元粒徑顆粒混合物的軸向混合特性和橫向混合特性。系統(tǒng)考察了靜止床層高度、床料粒徑、入口表觀氣速

5、和氣體入口段寬度對床內示蹤顆粒的軸向混合指數和橫向擴散系數的影響。除此之外,還對比分析了具有相同上部截面的鼓泡床和準矩形噴動床內二元粒徑顆?；旌衔锏妮S向混合特性和橫向混合特性。
　?、蹨示匦螄妱哟沧杂煽沼蛑兴焦苁膫鳠崽匦?。為了認識并掌握雙噴動床式冷渣器內水冷換熱管束的灰側傳熱特性,在搭建的準矩形噴動床大尺寸試驗系統(tǒng)上對準矩形噴動床自由空域內水平管束的灰側傳熱特性進行了詳細的試驗研究。系統(tǒng)考察了靜止床層高度、床料粒徑、入口表觀氣