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CFB循环流化床锅炉水冷壁格栅防磨,经纬防磨板,防磨网格,微合金导流板多维融合防磨,经纬防磨板,联系金亿冠研究院黄工15890006029.

CFB循环流化床炉膛内气固两相流模拟分析及微合金导流板防磨方案

金亿冠尚品优选    2020-11-10    102

与常规煤粉燃烧相比,循环流化床的特点在于:首先,床内存在大量并不断循环的物料,其质量、粒度分布、循环程度、浓度分布、热容量等对动态特性有重大影响;其次,床料内存在着大量的未燃尽残碳,其动态燃烧及消耗过程以及燃烧放热位置对炉温及其分布影响很大。针对上述特点,建立了以给煤量、给风量、排渣量为输入的动态数学模型,它由氧质量平衡、残碳动态燃烧过程的碳质量平衡、挥发份燃烧及残碳燃烧的动态能量平衡以及以排渣量为主动操作量的动态床料质量平衡4个方程组成。

计算结果表明:该模型能够正确地反映各种操作量变化时循环流化床的动态特性,而且计算速度满足实时要求。

利用CFD软件Fluent,基于颗粒动力学理论的双流体模型对循环流化床锅炉(CFBB)炉膛内气固两相流的宏观流动特性进行了数值模拟。将炉膛压降沿轴向的分布规律与理论值对比,验证了本次数值模拟计算的准确性。通过定性与定量分析,得到炉膛内颗粒固含率呈中心高,边壁低的"环-核"流动结构及颗粒轴向速度中心处向上,边壁处向下的内循环流动形式。另外,改变操作气速与质量循环流率,沿轴向炉膛中下部区域及沿径向边壁区颗粒固含率分布的影响比较显著。同时,操作条件对颗粒轴向速度的影响都表现为中心区域颗粒向上速度变化的效果要显著于边壁处向下运动速度的变化。

基于循环流化床锅炉炉内流动特性 ,结合颗粒动力学理论和气体分子运动理论 ,给出了适用于模拟循环流化床炉内气固两相流动的k ε Θ kp 湍流模型 ,即气相湍流流动采用标准的k ε模型 ,固相湍流采用kp 模型。该模型的优点是引用了颗粒平均温度的同时不仅考虑了颗粒湍动能自身的对流、扩散、产生和因流体作用而产生的耗散 ,而且考虑了颗粒相自身相互碰撞对流动脉动特性的影响。在此基础上 ,用Fortran语言编写了循环流化床内二维湍流气固两相流动的计算程序 ,并针对一台循环流化床装置进行了数值模拟和实验数据的对比 ,得到了较为满意的结果。

超临界循环流化床锅炉(CFB)兼备了CFB清洁排放燃烧和超临界参数锅炉机组的优点,是一种值得积极探索研究并具有美好前景的发电技术。现在国内外各个研究机构对超临界循环流化床锅炉技术开展了广泛的探索,并设计出了相关的炉型,对其开展了广泛的技术攻关研究。 

以国产超临界循环流化床锅炉设计参数为基础,模拟了炉膛内部气固两相流流场,模拟出了炉膛内颗粒固含率的分布规律,床层压降的分布规律,颗粒速度的分布规律,并模拟出了内部流场流动对炉膛内部磨损量的参数,为水冷壁磨损问题的研究提供了依据。通过数值模拟分析了冲蚀角度、介质硬度、冲刷速度等影响磨损的参数。然后根据模拟结果,以不同磨粒的大小和冲蚀角度进行高温冲蚀实验。 

结果表明:磨粒大小的不同所引起的冲刷磨损效果不一样,在相同的磨粒质量下,粒度小的所引起的磨损率相对大,冲蚀角度的不同所造成的磨损效果也不同,在45°角的情况下磨损率最大。

通过金亿冠多元感知多维融合的防磨工艺方法,制备出具有高性能的微合金化析出强化导流板,对多维融合防磨工艺方案进行了显微硬度分析及高温冲蚀磨损等试验。

结果表明,水冷壁及20G管,年平均磨损量小于0.1mm,防磨效果完全超出预期。

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