本文選題：循環(huán)流化床鍋爐 + 旋風(fēng)分離器　； 參考：《浙江大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)作為一項高效、清潔的燃燒技術(shù),在世界各國得到了廣泛推廣和應(yīng)用。在循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展過程中,需要對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷地改進(jìn)設(shè)計。旋風(fēng)分離器作為循環(huán)流化床鍋爐的一個核心部件,提高其性能及與循環(huán)流化床鍋爐的匹配性是研究的重要工作之一�；谘h(huán)流化床鍋爐新爐型和改進(jìn)結(jié)構(gòu)的研發(fā)需求,本文針對改進(jìn)方案中的三種旋風(fēng)分離器,包括折角入口型、圓臺出口型和直筒型旋風(fēng)分離器,進(jìn)行了冷態(tài)試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究。主要研究內(nèi)容及成果如下：試驗(yàn)研究旋風(fēng)分離器的分離性能特征。搭建旋風(fēng)分離器性能測試平臺,試驗(yàn)研究基準(zhǔn)型分離器和折角入口型、圓臺出口型和直筒型三種新型分離器的分離效率和壓降。結(jié)果表明：水平入口改為豎直方向上帶折角的入口通道會削弱分離器分離性能,以上升和下降角度分別為45°和30°時的分離器分離性能最差；從分離效率角度來講,研究的倒圓臺排氣管是對圓筒型排氣管的一種有效改進(jìn)方式,提高了約2%的分離效率：直筒型與筒錐型旋風(fēng)分離器有相同水平的分離性能,模化試驗(yàn)基準(zhǔn)工況(Vi=20 m/s,Ci=2.0 kg/m3)下,分離效率都約為96.5%,壓降也都約為1100 Pa,且受運(yùn)行參數(shù)和部分結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響規(guī)律也一致。模擬研究旋風(fēng)分離器的氣固兩相流場和分離性能特征。以冷態(tài)試驗(yàn)裝置為對象,選用RSM氣相湍流模型和歐拉雙流體模型對基準(zhǔn)型和三種新型分離器進(jìn)行模擬研究。在氣固兩相流場方面,結(jié)果表明：折角入口型、圓臺出口型和直筒型旋風(fēng)分離器的氣固兩相流場總體上與基準(zhǔn)型旋風(fēng)分離器相類似,但在局部區(qū)域存在差別。根據(jù)氣固流場特點(diǎn),直筒型旋風(fēng)分離器從上到下可分為旋轉(zhuǎn)分離區(qū)、過渡區(qū)和堆積區(qū)。在分離性能方面,結(jié)果表明：數(shù)值模擬結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果在趨勢上具有較好的吻合度：折角入口通道的上升角度或下降角度的增大都不利于改善分離性能；倒圓臺出口型分離器的分離性能受上、下底面直徑的影響較大,正圓臺型則反之；直筒型旋風(fēng)分離器存在一臨界本體高度,臨界本體高度數(shù)值上約等于旋轉(zhuǎn)分離區(qū)高度和堆積區(qū)高度之和。結(jié)合三種新型結(jié)構(gòu)分離器的試驗(yàn)和模擬研究,權(quán)衡得到旋風(fēng)分離器的優(yōu)化方案。在T=800℃、dp=300 μm, Vi=30m/s、Ci=2.0kg/m3實(shí)際工況下,優(yōu)化后的旋風(fēng)分離器分離效率為99.17%,壓降為1089 Pa,相比于實(shí)際筒錐型分離器,分離效率增加約3%,壓降僅上升約200 Pa,且簡化了制造工藝。
[Abstract]:As an efficient and clean combustion technology, circulating fluidized bed boiler (CFB) technology has been widely used all over the world.During the development of circulating fluidized bed boiler, it is necessary to improve its structure and design continuously.As one of the core components of circulating fluidized bed boiler, cyclone separator is one of the most important work in the study of improving its performance and matching with circulating fluidized bed boiler.Based on the research and development requirements of new furnace type and improved structure of circulating fluidized bed boiler, this paper aims at three kinds of cyclone separators in the improved scheme, including corner inlet type, round table export type and straight cylinder type cyclone separator.Cold test and numerical simulation were carried out.The main research contents and results are as follows: the separation characteristics of cyclone separator are studied experimentally.The performance test platform of cyclone separator was built and the separation efficiency and pressure drop of three new types of cyclone separator, such as standard separator and angle inlet type, round outlet type and straight cylinder type, were studied.The results show that the separation performance of the separator will be weakened when the horizontal entrance is changed to the inlet channel with a folding angle in the vertical direction, and the separation performance is the worst when the rising and falling angles are 45 擄and 30 擄, respectively, and from the angle of separation efficiency,The inverted platform exhaust pipe is an effective way to improve the cylinder exhaust pipe, and the separation efficiency is increased by about 2%. The separation performance of the straight cylinder type cyclone separator and the cylinder cone type cyclone separator has the same level as that of the cylinder type cyclone separator. Under the standard condition of the model test, there is 20 m 路s / s ~ (-1) C ~ (2. 0) kg 路m ~ (3).The separation efficiency is about 96. 5, and the pressure drop is about 1100 Pa. the effect of operation parameters and some structural parameters is consistent.The characteristics of gas-solid two-phase flow field and separation performance of cyclone separator are simulated.RSM gas phase turbulence model and Euler double fluid model were used to simulate the datum and three new separators.In the aspect of gas-solid two-phase flow field, the results show that the gas-solid two-phase flow field of the angle inlet type, the circular outlet cyclone separator and the straight cylinder cyclone separator is similar to that of the reference cyclone separator on the whole, but there is a difference in the local area.According to the characteristics of gas-solid flow field, the straight cylinder cyclone separator can be divided into rotating separation area, transition zone and accumulation area from top to bottom.In terms of separation performance, the results show that the numerical simulation results are in good agreement with the experimental results in the trend: the increase of the rising angle or the descending angle of the entrance channel is not conducive to improving the separation performance;The separation performance of the inverted cylinder type separator is affected by the diameter of the bottom surface of the upper, and the positive cylinder type of the cyclone separator has a critical body height, the vertical cylinder type cyclone separator has a critical mass height, and the vertical cylinder type cyclone separator has a critical mass height.The critical bulk height is approximately equal to the sum of the height of the rotating separation region and the height of the stacking region.Combined with the experimental and simulation studies of three new types of structural separators, the optimal scheme of cyclone separators was obtained.The optimized cyclone separator has a separation efficiency of 99.17 and a pressure drop of 1089 Pa. compared with the actual cone separator, the separation efficiency is increased by about 3 times, and the pressure drop is only increased by about 200Pa. the optimized cyclone separator has a separation efficiency of 99.17 and a pressure drop of only about 200 Pa. compared with the actual cone separator, the separation efficiency is 300 渭 m, and the pressure drop is only about 200 Pa. under the actual operating conditions, the optimized cyclone separator has a separation efficiency of 99.17 and a pressure drop of 1089 Pa.
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TK229.66

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本文編號：1759153