稀疏氣固兩相流固相濃度測量研究.pdf

1、燃煤電站各燃燒器內(nèi)風(fēng)量和煤粉濃度的均勻性，直接關(guān)系到鍋爐燃燒的安全性與經(jīng)濟(jì)性，故實現(xiàn)輸粉管道內(nèi)煤粉濃度的在線測量具有重大的工程意義與經(jīng)濟(jì)效益。一次風(fēng)輸粉管道中，正常運行情況下風(fēng)煤比約為1.8～2.0，煤粉濃度約為0.4kg/kg～0.8kg/kg，體積百分比約為0.5‰～1‰，一次風(fēng)風(fēng)速約為20m/s～30m/s，其風(fēng)粉輸送過程為典型的稀疏懸浮氣固兩相流。
　　針對稀疏氣固兩相流固相濃度測量問題，本文基于消光法，采用理論分析、實驗

2、驗證與模擬分析等三種方法進(jìn)行系統(tǒng)研究，主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)基于消光法的基本原理，總結(jié)分析了消光法的測量特點、準(zhǔn)確性以及測量裝置等，并推導(dǎo)衍算得出電壓值與粉體濃度理論上近似的線性關(guān)系式。
　　(2)基于氣固兩相流原理，搭建大型閉式氣固兩相流循環(huán)實驗臺，選用電廠漂珠作為測試顆粒，采用可見光光源與較大的光束截面，對測量窗口進(jìn)行防沾污結(jié)構(gòu)設(shè)計;通過多次重復(fù)實驗論證，得到電壓值與粉體濃度的關(guān)系曲線，結(jié)果表明:需在合適粉體濃度

3、范圍內(nèi)，電壓值與粉體濃度兩者才具有良好的線性關(guān)系;粉體濃度不宜高也不宜低，濃度太高時，電壓值呈現(xiàn)多值性，濃度太低時，電壓值的變化則會淹沒在光強(qiáng)信號本身的波動中，不易有效測量。實驗數(shù)據(jù)顯示:在粉體濃度約為0.5kg/kg～0.7kg/kg，透射光強(qiáng)電壓值與入射光強(qiáng)電壓值之比約為0.577～0.905的范圍內(nèi)，電壓值與粉體濃度兩者具有良好的線性關(guān)系，擬合系數(shù)誤差值約為15％～20％，重復(fù)測量誤差值小于5％;在粉體濃度大于1.0kg/kg，透

4、射電壓值與入射電壓值之比約為小于0.577范圍內(nèi)，透射光強(qiáng)電壓值呈現(xiàn)多值起伏變化，已不具有測量意義。
　　(3)結(jié)合實驗工況，利用Fluent軟件對不同工況下的粉體氣流流動進(jìn)行模擬研究，分析兩相流體沿管壁的阻力壓降、粉體顆粒沿光程方向的濃度分布等情況，得到氣固兩相流動阻力與粉體濃度的關(guān)系式。
　　本文采用的消光法具有較好的可行性，為稀疏氣固兩相流測量提供了實驗參考，有效測量范圍與一次風(fēng)輸粉管道中煤粉濃度相吻合，可嘗試用于燃煤