u型密封阀流态特性对u型返料器回料量的影响

u型密封阀流态特性对u型返料器回料量的影响

随着新型高效低污染碳排放技术的发展，循环流程图（cpb）燃烧技术已成为一个开发出的新领域。随着装置的回归，萧液循环氧化燃烧系统的正常运行是锅炉安全运行的先决条件。循环流畅流畅锅炉的料循环系统由燃料泵、飞灰分离装置和材料输送装置组成。将从样品回送器中分离的固体回送器，通常称为回料器。返回装置是与锅炉的燃烧效率和运行调节有关的重要部件。当运行中反向装置运行不良且反向装置停止时，严重影响了整个循环系统排水沟的正常运行。因此，为了避免由于设计原因引起的反向装置的运行错误，应研究反射器管的供应流，并避免因反向装置的运行错误。以U型返料器为研究对象,对返料器内物料的流动状态进行数值模拟,分析返料过程中U型密封阀返料器的自平衡特性和返料风速对返料量的影响.1物理模型的建立U型返料器属于流动密封阀返料器,是目前在循环流化床锅炉中应用最广泛的物料回送装置之一.它由1个带溢流管的鼓泡流化床和立管组成,二者之间有1个隔板,采用空气流化.流动密封阀中的压力略高于炉膛,从而可以防止炉膛内的空气流入立管.返料风在返料器底部向返料阀内充气,以利于固体颗粒的流动.立管中固体颗粒的粒位高度会自动调节,从而使其压力变动与通过流动密封阀的压降相平衡.数值模拟的物理模型如图1所示.返料器本体宽度0.35m,返料器本体高度0.41m,中间隔板厚度0.05m,返料斜管长度0.90m,立管直径0.15m,立管高度1.00m.2数值模拟与结果分析2.1立管物料以移动床状态流动时返料过程分析底部返料风速0.10m/s,小于颗粒的临界流化风速0.25m/s,U型密封阀返料器中的物料将不能达到流化状态,而是以移动床向下滑动,物料在返料器内不断堆积,当形成一定高度的料封时,返料器依靠料封形成的静压差克服分离器与炉膛之间的负压差,压力富裕量将作为固体颗粒向下运动的动力,使物料以一定的速度通过返料斜管溢流出返料器进入炉膛.这就是立管内物料以移动床状态流动时返料器的返料过程.通过返料器立管物料入口空气流动和颗粒运动矢量图(如图2所示)可以观察到立管内颗粒移动床流动时颗粒的运动以及空气的运动:当气固两相流未达到流态化状态时,物料将以移动床状态整体向下滑动,空气相与颗粒相速度矢量方向大致相同,立管中的物料伴随一定的空气向下流动,所以此时的气体反窜量很小.返料稳定后返料器内部浓度场等势线如图3所示.从图3可以看出,在返料器立管内,物料浓度场均匀,固相体积分数为0.602000左右.当物料以移动床状态返料时,回料阀最大传递物料量取决于立管的高度,更确切地说,取决于立管中物料的高度,此时,管内不允许出现气泡或移动床状态转变为流化床状态,否则物料向下受阻.2.2质量流量的日变化增大底部返料风速,使其大于临界流化风速时,立管内物料开始由移动床进入流态化流动,和移动床流动方式相同,此时返料器会形成稳定的压力屏障——料封,使返料器的返料过程得以实现;不同的是,返料器内的浓度场等势线开始呈现大范围的不均匀性,如图4所示.返料器底部固相体积分数在0.200000到0.600000之间变化,进出口质量流量呈周期性波动,如图5所示.这种波动必然引起料封的高度周期性波动,进而使立管内静压也呈现周期性的波动,这种波动现象与鼓泡流态化的流化特性有关.同时,从图5可以看出:返料器在2.5s后开始,进出口的质量流量曲线都在同一平均值上下波动,表明这时候已经正常返料,这个平均值可以看作是返料器长期工作的返料量.出口质量流量的变化随着进口质量流量的变化而变化,波动范围较大.这是因为出口返料量的变化不仅受进口灰量变化的影响,还要受压力变化的影响.在返料器运行一定时间后(6.0s左右),质量流量波动趋于稳定,波动的时间步长为1.0s,对整个循环流化床运行来说,这种波动在允许的波动范围之内,这种状态下的返料是稳定返料.2.3进料量的影响在返料器立管内,物料以流态化状态流动时,U型密封阀返料器内部气固两相流是以鼓泡床状态运行的,这不可避免存在压力波动.压力的波动会使进入返料器的物料量发生波动,但是立管中固体颗粒的料位高度具有自动调节能力,从而使其压力变化和流动密封阀的压降相平衡.从图5可以看出,返料器随进料量的波动自动调整返料量的变化过程,由于鼓泡和压力波动,进口流量增加,使料封增高,料层压头增大,出料动力增加,出口流量跟随增加.从A点到D点,返料量大于进料量,料封高度减小,左右料位压差减小;返料量从C点开始减小,到D点时,与进料量相等;从D点到F点进料量大于返料量,料封高度增加,尽管料层高度开始增加,物料由于惯性作用不会立刻增加;滞后一段时间到E点时返料量开始回升;在F点又与进料量相等,此时的料封高度达到极大值,返料量继续增加,大于进料量,料层高度又开始降低,重复A点到F点的波动过程.因整体进料量和返料量在同一平均值上下波动,所以,返料器返料过程呈现出动态平衡状态.由于U型密封阀返料器在流化状态具有自平衡特性,所以小的压力波动并不影响返料器连续稳定的返料.2.4立管物料流态化流动时培养特性图6是返料量随返料风速变化的曲线,当底部布风板面积确定,底部风速的增大相当于返料器的充气量增大.从图中可以看出:当立管内物料以流态化流动时,返料量随充气量先增大后减小;当充气量达到一定值后,继续增加充气量,返料量几乎维持不变;当物料开始流化时,由于床层膨胀及回路的压力关系,有一定的物料从出口室中流走,继续增加风量会使流走的物料量增加,但如果该室中完全流化,进出的物料就基本上不受充气量的影响,而取决于循外回路的压力平衡.3回料量调节余度不影响回料量分散量的影响因素分析回料量调节余度不应过立管中物料的流动状态主要有非流态化流动和流态化流动2种.采用非流态化流动,返料器内物料接近堆积状态存在,颗粒相浓度均匀,返料稳定,空气反窜量小,通过调节回料风可调节回料量,调节余度较大,容易实现回料量的控制,但非流态化流动状态下立管中物料流速低