Welch功率谱估计法在流化床风帽故障检测中的应用

利用循环流化床常见故障风帽的实际模型,在搭建的冷态鼓泡流化床的试验台上对流化床正常风帽工况和故障风帽工况下流化床炉膛内复杂多相流动的工况进行模拟。并对正常风帽和故障风帽工况下循环流化床风室内的压力波动信号进行了采集,应用Welch功率谱估计法处理采集的压力波动信号,最终得出两种工况下功率谱密度(power spectral density,PSD)的分布情况。对比正常风帽与故障风帽工况下流化床风室内压力波动信号的功率谱密度分布情况,提取故障时的特征值,来实现流化床风帽故障的检测与诊断。试验表明,该方法能对流化床风帽的故障进行检测与诊断。提出应用welch功率谱估计法对流化床风帽故障检测的方法,为流化床风帽故障的在线检测提供参考。     

welch功率谱估计法在流化床风帽故障检测中的应用研究

利用循环流化床常见故障风帽的实际模型,在搭建的冷态鼓泡流化床的试验台上对流化床正常风帽工况和故障风帽工况下流化床炉膛内复杂多相流动的工况进行模拟。并对正常风帽和故障风帽工况下循环流化床风室内的压力波动信号进行了采集,应用welch功率谱估计法处理采集的压力波动信号,最终得出两种工况下功率谱密度(power spectral density,PSD)的分布情况。对比正常风帽与故障风帽工况下流化床风室内压力波动信号的功率谱密度分布情况,提取故障时的特征值,来实现循环流化床风帽故障的检测与诊断。试验表明,该方法能对流化床风帽的故障进行检测与诊断。提出应用welch功率谱估计法对流化床风帽故障检测的方法,为流化床风帽故障的在线检测提供参考价值。     

圆柱体重质大块物在鼓泡流化床中停留时间

在带倾斜布风板和定向风帽的鼓泡流化床上,采用电容层析成像示踪法,研究了床内密相区内不同尺寸的单个等高圆柱体重质大块物在不同流化风速下的停留时间分布特性。通过对实验结果的统计学分析和大块物在流化床内的受力分析,探讨了流化风速、大块物尺寸对圆柱体大块物停留时间的影响。研究发现:圆柱体大块物在床内的平均停留时间随流化风速的升高先快速降低,后缓慢降低,最终趋于某一定值;受大块物下落状态、流场速度压力脉动等随机因素影响,大块物在床内停留时间分布曲线较宽;与尺寸较小的大块物相比,尺寸较大的大块物与布风板的摩擦系数较小,因而停留时间短。该研究成果可为流化床排渣设计提供参考。     

基于ARM功率谱分析的喷动流化床压力波动频率特性

在300 mm×30 mm×2 000 mm的喷动流化床煤部分气化试验装置上,采用现代自回归模型(ARM)功率谱分析的方法,系统地考察了喷动气流速、流化气流率、静止床层高度对喷动流化床床层不同位置压力波动主频的影响.结果表明:床层不同位置压力波动的主频随喷动气流速的增大而增大,随静止床高的增大而减小;V型布风板以上床层压力波动主频随流化气流率的增大先增大(Qf/Qmf≤1.0)后减小(Qf/Qmf>1.0),布风板区域内压力波动主频随流化气流率的增大而增大.结合数码CCD图像对结果进行分析,揭示了压力波动主频与床内流动结构的关系,这对于发展喷动流化床技术提供了新的研究方法.     

流化床内生物质石英砂混合流动压力脉动频谱特性

为考察生物质颗粒的添加对流化床流动特性的影响,研究不同静止床高和生物质添加量下矩形流化床的压力脉动频谱特性,床料选用0.8 mm粒径的石英砂,柱形生物质颗粒直径×长为10 mm×10 mm。研究结果表明:当不添加生物质颗粒时,高静止床高下压力脉动信号的功率谱密度图在0~5 Hz区间会出现主频。当处于低静止床高且生物质添加量较少时,功率谱密度图主频完全消失;当生物质添加量较多时则会出现1个明显的主频,该主频随气速的增大而增大。当处于高静止床高时,只有在低气速下,生物质添加才会对压力脉动频谱特性有明显影响。     

细颗粒环形气/固喷动床的压力波动分析

采用高频采集压力波动信号,通过统计和频率分析等手段讨论喷动气速、静床高及测点高度等参数对压力波动标准差的影响,并对床体中压力波动来源进行研究.结果表明:压力波动标准差随喷动气速和静床高的增加而增大,随测点高度的增加而减小;由于采用多喷口送风,功率谱中出现高频峰值;床层压力场的扰动主要来源于气泡的产生和破碎、气泡运动的相互作用以及气流从压力室进入喷口所产生的相互扰动.     

大颗粒流化床内压力波动现象的仿真研究

应用离散颗粒模型对大颗粒气固两相流化床系统进行了仿真研究 ,在完全流态化条件下对压力波动现象进行数值模拟。结果表明 ,压力波动的范围和频率与流化床内两相运动状态密切相关。随着床内颗粒相湍动的加剧 ,压力波动不断加剧 ,床内压降随表观气流速度的增加略有减少。对大颗粒流化床压力波动的模拟为进一步研究流化床稳定操作提供了有力的依据     

大颗粒流化床内压力波动现象的仿真研究

应用离散颗粒模型大颗粒气固两相流化床系统进行了仿真研究，在完全流态化条件下对压力波动现象进行数值模拟。结果表明，压力波动的范围和频率与流化床内两相运动状态密切相关，随着床内颗粒相湍动的加剧,压力波动不断加剧，床内压降随表观气流速度的增加略有减少。对大颗粒流化床压力波动的模拟为进一步研究流化床稳定操作提供了有力的依据。     

气固喷动床压力波动的Hurst分析

采用Hurst分析描述了不同喷动气速下气固喷动床中的压力波动行为 .发现压力波动信号中存在着不同程度的周期成分 .根据计算所得的Hurst系数H值随喷动气速增大而变化的曲线 ,可将颗粒床层的流动状态划分为 3个流域 :低气速时的不稳定流化、稳定喷动和高喷动气速下的不稳定喷动 .     

床径影响流化床中气-固流化行为的研究

在不同床径（φ５７，１３９，２８０和 ４７５ｍｍ）的气－固流化床中对鼓泡流态化向湍动流态 化的流型转变进行了研究。采用密相压力信号的计算机分析作为实验手段，得到了床直 径影响流型转变的定量关联式。对床径趋于无穷大时的极限流型转变速度Ｕｃ∞（此时床 径对流型转变无影响）也进行了讨论并得到了定量结果。     

基于流体体积模型的放射性废树脂蒸汽重整流态化数值模拟分析

放射性废树脂蒸汽重整反应器通常采用流化床结构。树脂在流化床中达到较好的流态化是保证反应持续,提高处理效率,实现树脂减容和核素包容的关键因素。为更好地对流化床中树脂的流态化情况进行分析优化,建立了鼓泡流化床树脂蒸汽重整的计算模型,针对废树脂蒸汽重整中试流化床采用VOF模型模拟流化床内树脂蒸汽多相流动状态。重点分析了不同流化操作气速下的床层压降、床高空隙率分布,获得了不同操作气速下的树脂流化状态。数值计算分析及后续测试结果表明,采用VOF模型可较好用于废树脂鼓泡流化床的计算模拟;操作气速增加,树脂的流化状态产生明显变化;当操作气速控制在0.7m/s左右时,该中试流化床可达到最佳的流化状态。     

大颗粒气固流化床的流化特性

通过冷态试验,对利用流化床煅烧水泥新技术中所涉及到的大颗粒气固流化床的相关特性进行了研究。研究结果表明:大颗粒气固流化床平稳地运行在鼓泡床阶段,但较易发生节涌现象,适合浅床操作,且操作流化数较低;对流化床压降脉动的分析可知,采用具有较宽粒度分布的大颗粒物料,有利于改善流化床的流化质量。     

固废流化床异型颗粒与床料共流化特性

建立了截面0.2 m×0.2 m、高1.2 m的固体废弃物流化床冷态实验装置,选取4种形状、尺寸和密度差异较大的异型颗粒模拟固体废弃物,床料为粒径0.18 mm的石英砂.采用压力信号和快速CCD图像分析相结合的方法,重点考察了不同种类和比例的异型颗粒与床料共流化时的压降特征、流动结构和最小流化速度,并提出了该体系最小流化速度的新关联式.结果表明,异型颗粒与床料共流化时,升速压降曲线波动大且易低估最小流化速度,而降速压降曲线较为平滑,类似纯床料流化,可用于确定最小流化速度;最小流化速度随异型颗粒体积比和特征密度的增大而增大,与静止床高变化无关.关联式的预测值与实验结果及国内外其他一些研究者的实验值吻合得较好,平均相对误差为14.7%,可适合于多种类异型颗粒与床料共流化体系.     

三相流化床内不同空间位置压强脉动的特征分析

利用半导体应变片压力传感器。测定了不同操作条件下气-液-固三相流化床内不同轴向和径向位置压强的脉动信号。根据压强脉动信号波形和频域的分析结果,研究了三相流化床不同空间位置压强的脉动特征。发现在一定操作条件下,床层不同轴向位置上压强的脉动特征不同,而不同径向上压强的脉动特征则基本相似。     

加重质流化特性及其流化床分选效果

为提高空气重介质流化床的分选效果,以磁铁矿粉为加重质,分析其粒度组成及流化特性,并利用不同密度级的示重块代替煤,在不同气速下进行流化床分选实验。结果表明,加重质D的粒度组成基本呈正态分布;该加重质在流化数为1．14～1．43时,可形成较稳定的床层,流化效果较好;以加重质D为分选介质,当气速为6．60cm／s时,流化床的分选效果最佳。该研究为进一步确定流化床的分选范围提供了依据。     

谷壳流化床流化特性及传热特性

本文介绍了谷壳流化床流化特性和传热特性的试验研究结果.试验是用一定量的砂粒加入不同分额的谷壳作为床料.试验得出了谷壳流化床的临界流化准则关联式及与水平埋管之间放热系数沿床高和床宽的变化规律和放热系数大小与流化速度、谷壳体积分额之间的关系.     

超细颗粒声场流态化机理研究

在内径为56mm的声场流化床中，以超细颗粒二氧化硅为实验物料，在声压水平为90～105dB系统内考察了声波对超细颗粒流化行为和聚团尺寸的影响，并根据粘性颗粒聚团在流化床中的能量平衡分析，建立了能量平衡模型。结果表明，当声压级大于100dB时，声波可以有效地消除节涌、抑制沟流、降低临界流化速度、减小聚团尺寸，显著地改善超细颗粒的流化质量。声场强度越大，颗粒聚团的直径越小。