循环流化床多旋风分离器并联布置冷态实验研究

作     者：王法军 

作者单位：中国科学院研究生院（工程热物理研究所） 

学位级别：硕士

导师姓名：宋国良

授予年度：2014年

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

主      题：循环流化床 M型布置 环形炉膛 旋风分离器 并联布置 

摘      要：随着循环流化床锅炉容量的提升,分离器的个数增加,但多个旋风分离器并联布置方式会导致不同回路之间气固流动不均匀现象,从而威胁到锅炉运行的安全性与经济性。循环流化床内的气固流动特性受锅炉的结构尺寸参数和运行操作参数的影响。 本论文针对600MW等级超临界循环流化床锅炉多个旋风分离器并联布置的M型和环形炉膛两种不同方案,通过搭建冷态实验台并进行实验研究,考察了不同影响因素对循环流化床内气固两相流动的影响,同时对多个旋风分离器单侧对称布置方式下不同循环回路之间的气固流动不均匀性进行了初步理论分析。 在四个旋风分离器M型布置循环流化床冷态实验台上,研究了炉膛表观风速和静止床层高度等对炉膛内气固流动的影响。实验结果表明：运行操作参数影响炉膛内气固流动特性,其中炉膛表观风速的影响大于静止料层高度的影响;不同循环回路之间存在气固流动不均匀现象,且返料流率呈现中间高两边低的分布规律。理论分析表明,不同回路之间气固两相流动不均匀分布主要有两部分原因：一部分是由于聚式流态化的脉动性与对称结构的多解性,另一部分是由于结构的不完全对称性,而确定双分离器之间气固两相流动分配规律的关键是确定旋风分离器压降随固体颗粒浓度或者固体流率变化的规律。 在环形炉膛循环流化床冷态实验台上,研究了炉膛的结构和尺寸参数对炉膛内气固流动特性的影响。实验结果表明：环形炉膛不同回路之间返料流率分布较均匀,无明显中间高两边低或中间低两边高的分布规律;在本文实验工况下,悬吊屏受热面的加入、旋风分离器入口角度和入口风速的改变对不同循环回路之间物料分布规律影响较小,旋风分离器入口角度对物料分离效率的影响较大。 六个旋风分离器H型布置方式、四个旋风分离器M型布置方式和六个旋风分离器环形炉膛结构在炉膛占地面积、二次风穿透能力和流化床内物料分布均匀性等方面有各自的优缺点。