方形臥式分離器的研究及其在循環(huán)流化床鍋爐中的應用.pdf

1、本文主要對一種應用于鍋爐改造的新型氣固旋風分離器——方形臥式分離器進行了理論和試驗的研究,并對其在工程中應用的可能性進行了探討.首先對旋風分離器的主要類型、性能參數和影響因素做了系統(tǒng)的回顧和總結,并對比了目前幾種主要的旋風分離器的性能特點.通過對國內外利用循環(huán)流化床技術改造舊鍋爐項目的分析,根據分離器的不同總結了用于鍋爐改造的四種基本爐型并分析了其主要的適用場合.然后提出了方形臥式分離器的概念,并通過對一臺煤粉爐的改造項目模擬使用方形臥

2、式分離器和高溫旋風分離器進行比較,證明了方形臥式分離器在布置上的優(yōu)勢.對方形臥式分離器的試驗和理論研究包括三部分工作,一是應用粒子成像測速儀(PIV)系統(tǒng)對一個方形臥式分離器模型進行了流場測試,獲得了該分離器工作的可視化圖像,并采用灰度互相關法處理拍攝的圖像得到了分離器內三個不同截面的瞬時和平均二維速度分布圖;二是建立了方形臥式分離器的性能試驗系統(tǒng)并對該分離器在不同工況下的分離效率和分離器壓降進行了測量,并進行了關于排氣管參數的結構優(yōu)化

3、試驗,試驗結果表明對于粒徑在100 μm以上的顆粒,該分離器的分離效率在90%以上,壓降低于1000 Pa.就各種運行參數及結構參數對分離器性能的影響進行了研究,得到了部分最優(yōu)結構參數,并運用邊界層分離理論建立了簡單的分級效率計算數學模型,最后在前面研究的基礎上給出了方形臥式分離器的基本設計方法;三是通過分析分離器內的流場特征和顆粒受力分析提出使用雷諾應力模型(RSM)來模擬分離器內氣相流場,使用離散相模型(DPM)來追蹤顆粒運動軌跡,

4、得到了方形臥式分離器內速度場、壓力場和湍流場的分布情況以及不同粒徑顆粒的運動軌跡,并與前面的試驗結果進行了對比分析,在此基礎上模擬了方形臥式分離器在熱態(tài)工況下的性能表現(xiàn)并探討了進一步的結構優(yōu)化可能性.通過對一臺35t/h鏈條爐改造為循環(huán)流化床鍋爐的工程項目分別應用方形臥式分離器和圓形上排氣旋風分離器進行方案設計,通過方案比較和經濟性評價進一步論證了方形臥式分離器在低循環(huán)倍率鍋爐改造中應用的優(yōu)勢.最后通過分析改造取得的經濟效益和社會效益,