【摘要】：循環(huán)流化床鍋爐常采用多個并聯(lián)分離器來實現(xiàn)氣固分離,然而運行中多存在氣固兩相流動分布不均的現(xiàn)象。氣固流動分布的均勻性對循環(huán)流化床鍋爐的穩(wěn)定運行具有重要作用。影響氣固流動均勻分布的原因眾多,總體上可以分為兩大類,分離器前后的爐膛結(jié)構(gòu)布置與分離器本身的阻力特性。就鍋爐結(jié)構(gòu)布置而言,爐膛出口的氣固均勻分布并不能保證分離器間的氣固分配均勻分布,其中,分離器的非單調(diào)阻力特性對此有著重要影響。本論文以某循環(huán)流化床鍋爐機組的旋風(fēng)分離器為研究對象,利用半經(jīng)驗壓降計算關(guān)聯(lián)式和數(shù)值模擬方法研究運行參數(shù)和分離器結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣固均勻分布穩(wěn)定性的影響。通過利用壓降計算關(guān)聯(lián)式獲得該幾何參數(shù)下的分離器阻力特性曲線,以此得出分離器各工況下不同氣固分配比對應(yīng)的壓降,用于分析運行參數(shù)(總?cè)肟跉怏w速度和總?cè)肟陬w粒濃度)和結(jié)構(gòu)參數(shù)(芯筒直徑和入口寬度)對氣固分配不同時壓降的影響。利用FLUENT建立數(shù)學(xué)模型,經(jīng)過數(shù)值計算獲得不同工況下的分離器壓降和其相應(yīng)的氣固分配比,結(jié)合壓力和速度分布來探究氣固分布機理,同時與壓降關(guān)聯(lián)式的結(jié)果進行了比較。本論文依次研究了入口顆粒濃度、入口氣體速度、芯筒直徑和入口寬度對氣固兩相流經(jīng)過并聯(lián)雙分離器的流動特性的影響。研究結(jié)果表明,數(shù)值模擬探究總?cè)肟陬w粒濃度、總?cè)肟跉怏w速度、芯筒直徑以及入口寬度對氣固均布穩(wěn)定性的影響結(jié)果和基于壓降關(guān)聯(lián)式預(yù)測的結(jié)果是一致的,說明基于Chen-Shi壓降關(guān)聯(lián)式獲得不同氣固分布下的壓降趨勢是合理的。總?cè)肟跉怏w速度會影響均勻分布解的穩(wěn)定性和拐點濃度的大小。速度越大,拐點濃度越大,壓降最小的解析解的穩(wěn)定性越高。但芯筒直徑較大時,速度變化對拐點濃度的影響很小�？�?cè)肟陬w粒濃度會影響氣固均勻分布解的穩(wěn)定性。總?cè)肟陬w粒濃度越小,越有利于氣固流動的均勻分布。存在某一顆粒濃度時,非均勻分布的壓降與均勻分布的壓降很接近,固相份額受干擾易波動。分離器阻力特性曲線相應(yīng)的拐點濃度是影響均勻分布的重要指標。拐點濃度可以衡量芯筒內(nèi)動能耗散損失和入口擴大損失與壁面摩擦損失之和強弱的關(guān)鍵。拐點濃度越大,越有利于均勻分布解的穩(wěn)定性。分離器的結(jié)構(gòu)參數(shù)會影響氣固流動的均勻性和穩(wěn)定性。減小芯筒直徑和增大入口寬度,有利于氣固流均勻經(jīng)過雙分離器。減小芯筒直徑,直接增大了芯筒內(nèi)的動能耗散損失;增大入口寬度,主要減小了入口擴大損失和壁面摩擦損失。二者均增大了旋轉(zhuǎn)動能耗散損失在總壓降中的比例,有利于增大拐點濃度,改善并聯(lián)雙分離器的氣固均勻性。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK229.66

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1 張曉e

本文編號：2745894