發(fā)送罐下出料煤粉高壓密相氣力輸送特性研究.pdf

1、干煤粉高壓氣化技術(shù)是潔凈煤利用中一項重要技術(shù),高壓密相氣力輸送技術(shù)是煤粉高壓氣化的關(guān)鍵技術(shù)之一。高壓密相氣力輸送技術(shù)可以提高單位質(zhì)量氣體的輸送效率,降低輸送速度,減少物料對管壁的磨損。高壓密相輸送使進(jìn)入氣化爐內(nèi)的反應(yīng)物處于高濃度氛圍中,有利于提高單位容積氣化爐的產(chǎn)氣量。發(fā)送罐式高壓密相氣力輸送是一種重要的密相輸送技術(shù),具有動壓連續(xù)輸送,管道不易堵塞等優(yōu)點(diǎn),研究煤粉在此類輸送系統(tǒng)中的輸送規(guī)律具有現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本文在原有實(shí)驗(yàn)臺基

2、礎(chǔ)上,設(shè)計制造了下出料式發(fā)送罐以及下出料輸送系統(tǒng)的前段獨(dú)立輸送管道,與原上出料系統(tǒng)的公共輸送管道連接,改造出一個包含一套上出料和一套下出料密相氣力輸送系統(tǒng)的綜合實(shí)驗(yàn)臺。上、下出料系統(tǒng)的區(qū)別在于:上出料系統(tǒng)獨(dú)立輸送管道的初始段在發(fā)送罐內(nèi)部,從罐頂伸出,下出料系統(tǒng)獨(dú)立輸送管道的初始段直接從罐底伸出罐外,在罐內(nèi)的部分很短。下出料系統(tǒng)的獨(dú)立輸送管道比上出料系統(tǒng)的水平管短0.7m,垂直管長1.2m,多兩處垂直彎頭。兩輸送系統(tǒng)的公共管道使用同一段輸

3、送管道,各壓差測點(diǎn)布置在公共管道上。
　　 在改造后的氣力輸送實(shí)驗(yàn)臺上,以高壓氮?dú)庾鳛檩斔洼d氣,進(jìn)行了兗州煙煤的輸送實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中分別改變了總輸送壓差、流化風(fēng)流量和補(bǔ)充風(fēng)流量這三種操作參數(shù)。研究了不同實(shí)驗(yàn)條件下,下出料密相氣力輸送的規(guī)律、比較了相同操作條件下,上、下出料系統(tǒng)輸送特性的異同、分析了影響輸送穩(wěn)定性的因素、考察了下出料高壓密相氣力輸送的阻力壓降特性并擬合得到了直管和彎管處固相附加壓降系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 根據(jù)實(shí)

4、驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)流化風(fēng)和補(bǔ)充風(fēng)相同時,煤粉質(zhì)量流量隨著總輸送壓差增大而增大。補(bǔ)充風(fēng)流量不變的前提下,總輸送壓差較低時,煤粉質(zhì)量流量隨著表觀氣速增大而增大,而總輸送壓差較高時,煤粉質(zhì)量流量隨著表觀氣速增大而減小。補(bǔ)充風(fēng)具有調(diào)節(jié)煤粉質(zhì)量流量與固氣質(zhì)量比的作用,當(dāng)總輸送壓差與流化風(fēng)流量不變時,煤粉質(zhì)量流量和固氣質(zhì)量比隨著補(bǔ)充風(fēng)流量的增大而減小。
　　 上、下出料輸送系統(tǒng)的輸送規(guī)律總體上是一致的,但是由于兩輸送系統(tǒng)結(jié)構(gòu)方面的差異,其輸送規(guī)律

5、存在一定的差別。在相同操作條件下,上出料系統(tǒng)獨(dú)立輸送管道內(nèi)的壓力損失小于下出料系統(tǒng)。總輸送壓差越大,系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的差異對輸送規(guī)律的影響越明顯,上出料系統(tǒng)的煤粉質(zhì)量流量與固氣質(zhì)量比略高于下出料系統(tǒng)。
　　 通過對相鄰采樣周期內(nèi)接收罐煤粉質(zhì)量變化量的分析,研究了影響輸送穩(wěn)定性的因素。在本文實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi),流化風(fēng)流量和補(bǔ)充風(fēng)流量保持不變,隨著總輸送壓差的增大,質(zhì)量變化量的功率譜密度增大,表明煤粉輸送的穩(wěn)定性減弱。相同的總輸送壓差下,流化風(fēng)流量

6、以及上、下出料方式的改變對輸送穩(wěn)定性基本無影響,而補(bǔ)充風(fēng)流量增大會增強(qiáng)輸送過程的穩(wěn)定性。
　　 實(shí)驗(yàn)中通過測量不同類型管道內(nèi)的壓差,研究密相氣力輸送的阻力壓降特性。輸送過程中各類管道的壓降隨物料的濃度增加而增大。由于重力作用,同一實(shí)驗(yàn)條件下,垂直管內(nèi)壓降高于水平管。由于水平彎管處顆粒高度聚集,碰撞劇烈,本實(shí)驗(yàn)臺上,同一實(shí)驗(yàn)條件下,水平彎管壓降高于垂直彎管。通過繪制本文實(shí)驗(yàn)的Zenz相圖,得到相應(yīng)質(zhì)量流量下的經(jīng)濟(jì)速度點(diǎn)與垂直管最小

7、壓降點(diǎn),并與Rizk公式預(yù)測值比較,發(fā)現(xiàn)Rizk公式對經(jīng)濟(jì)速度的預(yù)測效果一般,同時用Rizk公式預(yù)測垂直管最小壓降點(diǎn),預(yù)測效果良好。
　　 運(yùn)用Barth固相附加壓降理論,考慮發(fā)送罐壓力、總輸送壓差、物料與載氣的物性參數(shù)對壓降的影響,利用量綱分析法,通過線性回歸,獲得了發(fā)送罐下出料高壓密相氣力輸送固相附加壓降系數(shù)的經(jīng)驗(yàn)公式,運(yùn)用該經(jīng)驗(yàn)公式預(yù)測的壓降值與實(shí)驗(yàn)值吻合良好。為了對比驗(yàn)證,運(yùn)用其它固相附加壓降模型預(yù)測本文實(shí)驗(yàn)的壓降值,由