600MW循环流化床给煤均匀性实验台架论证与设计

论文摘要

作为洁净煤技术,循环流化床(CFB)燃烧技术已在世界范围内得到广泛应用。提高电厂效率就需要提高蒸汽的参数,而提高蒸汽参数的途径就是将锅炉机组大型化。所以,如何将流化床技术和机组大型化相结合成为一个新的研究课题。虽然在世界范围内流化床大型化研究取得一定程度的进展,但是由于技术本身的不足,导致锅炉大型化过程中产生了很多突出的问题。其中,循环流化床给煤均匀性就是一个重大的问题。流化床给煤的均匀性影响到炉内燃烧的效率、温度场的分布和设备安全,在锅炉大型化发展日益加快的今天,解决该问题尤为迫切。而本文以国家科技支撑计划课题:600MW超临界循环流化床锅炉设计研究为背景,对其中的子课题:600MW循环流化床锅炉的给煤均匀性进行研究,主要工作包括以下几点:首先,以工程流体力学的相似性原理为背景,针对循环流化床的特点,研究了已有两种常用的循环流化床模化方法,并结合本课题的实际情况,参考已有的结果,采用适当的方法,从流化床内气固流动的控制方程出发,结合边界条件、Ergun方程,推导出将实际机组模型化为实验台架的相似准则;同时,根据判定条件,选择适合本课题所需的准则参数;在确定基础参数后,设计并搭建实验台架。其次,提出以热粒子示踪剂法为基础的实验方法。同时,通过理论推导和现有结论证实了热粒子示踪法的可行性。结果发现,在一定条件下,热粒子带来的单位微元内的温升,与示踪热粒子的浓度成正比,热粒子浓度测量可通过测温方法实现。第三,从Fick定律和微元内示踪粒子扩散的一般情况出发,分析了微元内示踪粒子浓度的变化情况,并根据流化床已有的实验研究成果,忽略掉次要因素,建立针对循环流化床的二维扩散模型。最后,在搭建实验台上进行了基础实验研究,得到前期的冷态实验数据,为后面要开展的工作奠定基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 循环流化床锅炉大型化
• 1.3 循环流化床大型化带来的问题
• 1.4 本文研究对象
• 1.5 本文所做工作
• 2 实验台架的相似理论研究
• 2.1 模化理论概述
• 2.2 循环流化床中流动的相似研究
• 2.3 循环流化床的模化准则研究
• 2.4 实验台架的模化设计计算
• 2.5 本章小结
• 3 模型化实验台架的设计
• 3.1 实验给料系统
• 3.2 布风系统设计
• 3.3 排渣系统
• 3.4 实验台架的总体介绍
• 3.5 台架阻力计算
• 3.6 本章小结
• 4 实验方法及扩散模型的建立
• 4.1 扩散实验研究进展
• 4.2 实验方法的选择
• 4.3 测温点与取样点设计
• 4.4 粒子扩散理论模型的建立
• 4.5 本章小结
• 5 流化特性实验研究
• 5.1 实验准备工作
• 5.2 基础实验
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 后期工作展望
• 致谢
• 参考文献