滾筒式冷渣器灰渣運動與傳熱特性研究.pdf

1、隨著循環(huán)流化床(CFB)鍋爐大型化，冷渣器的正常運行已經(jīng)直接關(guān)系到鍋爐的連續(xù)、可靠和安全、經(jīng)濟(jì)運行，滾筒式冷渣器因適應(yīng)性廣、結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠性高而得到了廣泛應(yīng)用。然而，當(dāng)前冷渣器業(yè)內(nèi)設(shè)計、生產(chǎn)以及運行主要靠依靠經(jīng)驗，還缺乏相應(yīng)的理論指導(dǎo)和科學(xué)參考，而滾筒式冷渣器中灰渣的運動與傳熱對提高冷渣器冷渣能力和安全運行具有重要意義。鑒于此，本課題在“十一五”國家科技支撐計劃——“600MWe超臨界循環(huán)流化床鍋爐輔機(jī)系統(tǒng)研究”的支持下對滾筒冷渣器

2、內(nèi)灰渣運動特性與傳熱特性進(jìn)行了系統(tǒng)的實驗研究和模擬分析，用以改善冷渣器的運行性能，提高冷渣系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，為超臨界CFB鍋爐冷渣器開發(fā)及應(yīng)用提供技術(shù)支持。
　　 本研究首先采用顏色示蹤法對滾筒內(nèi)灰渣運動特性進(jìn)行了觀察與測試實驗，并建立了滾筒冷渣器運動模型對灰渣的運動軌跡進(jìn)行了模擬分析。發(fā)現(xiàn)灰渣在滑移和塌落狀態(tài)下，灰渣間混合程度較弱，在滾落狀態(tài)下灰渣混合強(qiáng)烈；在滾落狀態(tài)下，轉(zhuǎn)速與灰渣在滾筒內(nèi)的停留時間成反比，填充度越大停留時

3、間越長，滾筒長度和內(nèi)螺旋角度越小停留時間越??；而轉(zhuǎn)速的加大有利于灰渣的混合，填充度的加大使得混合減弱。
　　 接著，利用滾筒式冷渣器熱態(tài)實驗臺架系統(tǒng)研究了內(nèi)筒壁與灰渣間傳熱特性，建立了準(zhǔn)三維傳熱模型對冷渣器內(nèi)的傳熱特性以及灰渣顆粒內(nèi)部溫度分布進(jìn)行了模擬分析。研究表明，灰渣平均粒徑變小綜合傳熱系數(shù)先升后降然后再升；滾筒的轉(zhuǎn)速越大綜合傳熱系數(shù)越大，且粒徑越小轉(zhuǎn)速對其影響作用亦越大，同時在滾筒內(nèi)的停留時間越短，灰渣出力線性增加，灰渣出

4、口溫度增加；隨滾筒冷渣器灰渣的填充度增加綜合傳熱系數(shù)增加且增加幅度降低，灰渣出力增加，出口溫度增高；隨滾筒長度的加大，對冷渣器出力無影響，但灰渣的出口溫度會降低；隨螺旋肋角度增加，冷渣器出力加大，且出口渣溫增加。
　　 灰渣截面溫度梯度主要存在貼近滾筒壁面處，離灰渣入口越近與筒壁接觸灰渣處溫度梯度越大；灰渣粒徑越大，傳熱受灰渣初始溫度影響越大，出口渣溫呈指數(shù)增加；
　　 灰渣在滾筒內(nèi)的停留時間越長灰渣本身熱阻對傳熱的影響