加压气化炉煤粉输送压损特性

为研究加压气化炉煤粉在不同表观气速条件下水平直管、垂直直管、水平弯管和垂直弯管的压损特性,在高压浓相输送试验台上进行煤粉输送特性试验.试验表明:相同输送质量流量下,随着表观气速的增加,水平直管的压损先减小后略有增加,存在一个经济风速对应的压损最小.输送速度较小时,弯管的压损主要体现为摩擦损失,输送速度较高时,弯管的压损主要体现为动能压损.随着输送速度的增加,弯管的压损呈现出先减小后增加的趋势.由于受重力影响,垂直管段的压损均大于水平管段的压损.弯管压损均大于直管段的压损.试验结果对优化加压气化炉输送系统设计提供参考数据.     

CO2/N2高压密相输送弯管压降特性实验研究

在高压密相气力输送实验装置上,研究了兖州烟煤在CO2和N2作为输送介质时,输送管路中水平弯管和垂直弯管压降的特性,以及云南褐煤煤粉含水率对水平弯管和垂直弯管压降的影响.结果表明:在系统压差相同,输送介质为CO2和N2时,水平弯管压降随表观气速U的下降而逐渐减小,CO2时煤粉体积分数比N2时小;垂直弯管压降随U的下降而减小,当U下降至5.3 m/s时,N2下垂直弯管压降达到最小值,CO2下没有出现压降最低拐点,CO2时垂直弯管的压降比N2时略高.由实验还发现,煤粉中水的质量分数增加会导致煤粉颗粒间相互粘黏、团聚,致使N2和CO2下水平弯管压降增大,垂直弯管压降小幅降低.通过模化理论和实验分析获得了不同输送介质下水平、垂直弯管的固相附加压损系数的拟合公式,由该式得到的弯管压降与实验吻合良好,误差在±5％以内.     

高压浓相粉煤气力输送

在高达700kg/m3的高压气力输送试验台上,用氮气进行煤粉高压浓相粉煤气力输送试验研究.分别在不同的总输送差压、煤粉含水率、风量和压力等条件下进行了输送试验,考察操作参数对煤粉质量流量、固气比和单位管道长度的压损等气力输送特征参数的影响.结果表明:随着总差压和流化风流量的增加,煤粉的质量流量增大;当流化风流量较小时,煤粉质量流量受流化风的影响较大,随着流化风流量增大,流化风对煤粉质量流量的影响变缓.固气比随着注入速度的增大先增大后减小,随着总差压的增加而增大;其他输送参数相同的条件下,输送压力越高,煤粉的质量流量和固气比就越大;随着含水率的增加,煤粉的质量流量逐渐减小;在输送相图中,相同煤粉湿度下,输送压损随表观速度的增加先减小后略有升高;相同表观速度下,煤粉含水率越低,压力损失越大.     

高压浓相变粒径煤粉气力输送阻力特性

在自主设计的高压浓相气力输送系统上进行不同粒径的煤粉气力输送试验研究.在对试验系统进行准确性和稳定性分析的基础上,分别在不同的输送压力、煤粉粒径和输送速度等条件下进行输送试验,考察操作参数和煤粉物性对各管段的压损、局部阻力特性及输送气体品质的影响规律.结果表明:随着输送速度的增加,各管段压损先减小后略有增大;在相同的质量流量和输送压力下,随着煤粉平均粒径的增大,压损逐渐增大.在输送速度和固气比保持不变的条件下,随着压力的升高,输送气体的输送能力增强,压损逐渐降低,△Pv-△Ph逐渐减小.随着表观速度的增加,弯管局部阻力先减小后变化平缓;在相同表观速度下,煤粉粒度越大,局部阻力值越高;弯管当量系数K与输送速度、固气比无关,与煤粉粒径,输送压力相关;随着粒径的增加,弯管当量系数K先增大后减小.     

煤粉高压密相气力输送特性

在输送压力可达4.0MPa,固体输送流率达840kg/h的仓式泵高压气力输送试验装置上进行粉煤高压浓相气力输送试验研究.考察了流化风量、充压风量、输送总差压对煤粉输送量、固气比的影响.研究表明:随着流化风量的增大,煤粉输送量逐渐增大,固气体积比先增大然后减小;当煤粉在发料罐内被充分流化后,再加大充压风量,固气体积比逐渐减小,而煤粉输送量略有增加;输送总压差对煤粉输送量有显著影响,随着总压差的增加,煤粉输送量呈线性增加.研究结果对高压超浓相气力输送系统的设计、运行和控制具有指导作用.     

高压下不同载气多原料超浓相气力输送机理及流动特性研究

为了获得高压浓相气力输送过程中不同粉体的输送机理及流动特性,对发料罐内的流动特性、不同粉体的输送特性及含水率对流动稳定性的影响规律进行实验研究并进行数值模拟。引用先进的阵列式静电传感器对粉体流动过程的特征参数进行监测。结果如下:采用光纤颗粒浓度探针获得了常压上出料式发送罐内提升管入口附近区域颗粒浓度分布,揭示了提升管入口附近区域气固流动结构的变化规律。在高压超浓相条件下进行了不同含碳原料的气力输送实验研究,获得了褐煤、无烟煤以及石油焦的输送规律,发现了石油焦输送过程中的结壳问题并提出了解决方法;通过褐煤中不同赋存形态的水分进行分类研究,获得了不同褐煤气力输送临界水分含量。对工业规模级竖直上升管压降进行了研究,并对粉煤密相气力输送管路流型及其压力信号特征分析,揭示了粉煤流动稳定性以及流型变化特性。对基于颗粒动理学理论的双流体模型进行了修正,建立了描述常压上出料式发送罐内气固流动的数学模型,获得了提升管入口附近区域颗粒浓度和速度分布规律。基于双流体Euler-Euler方法,将k-ε-kp-εp湍流模型与颗粒动理学理论相结合,对高压超浓相粉体气力输送的气固两相流的全面力学分析,通过对气固两相流的动力学参数的瞬态分布特征的理论分析,对原有数理模型进一步的改进和完善后,利用此模型对高压超浓相输送系统中水平管、弯管和垂直管建立了完善的一体化管道并进行模拟计算。开发了基于阵列式静电传感器的多路相关速度测量系统,实现了颗粒局部平均速度的测量,并将其应用于高压浓相煤粉气力输送的过程监测中,为提高气力输送效率和输送稳定性提供参考依据。     

脉冲静压气力输送煤粉的输送比研究

对影响脉冲静压气力输送比的各种因素进行了分析.重点对发送罐的形状和装置以及连接方式进行了设计.实验中,以弯管和直管的压损、料长/气长之比等为主要参数进行了测量,结果表明,发送罐的设计和管道的布置更为合理,气密性更好.结果还表明,在发送罐初始压力相同的情况下,输送的煤粉量越多,输送比就越高;输送比μ和单位质量煤粉的输送时间成线性或分段线性关系。     

浓相气力输送粉煤灰的实验研究

在内径为80mm，长为210m的水平和垂直输送管道中进行了高压流态化浓相气力输送粉煤灰的实验研究。是到了浓相气力输送粉煤灰的输送特性参数及其影响因素，为粉煤类排放的进一步研究和应用打下了基础。     

水平管段高压超浓相煤粉输送特性的数值模拟

在充分考虑气固两相相互作用的基础上,利用修正后的κ-ε湍流模型对以CO2为输送介质的高压超浓相煤粉气力输送进行了数值模拟.对于固相体积分数高达25％的高压超浓相煤粉气力输送,采用该模型模拟一体化管道(垂直管、弯管、水平管连接在一起),获得了水平管段中不同粒径的颗粒在截面上的速度分布、浓度分布,以及不同表观气速下水平管段中固相的径向浓度分布.模拟结果表明,在相同的输送条件下,大粒径煤粉的速度较低,更容易在水平管道沉积;煤粉粒径相同时,表观气速较大的颗粒在沉积区的浓度分布较小.将模拟结果与相同试验条件下的水平管电容层析成像(ECT)结果进行了对比,验证了本文模拟结果的正确性.     

气固两相流输送特性的试验研究

为了研究柱塞式气力输送气固两相流的输送特性,对实际的工业气力输送系统进行1∶1实验台改造,首先进行了粉煤灰在输送管内的流动模式试验;然后进行粉煤灰输送压力、输送质量流量特性试验;最后考察了主进气流量、补气流量、助吹气流量对粉煤灰输送量、固气比的影响.研究表明:柱塞式气力输送流动模式以密相栓柱流为主,其灰栓长度为0.8-2.3m,移动速度约为2.8-11.3m/s;输送压力与输送流量成双曲线特性,且随着气量的增加输送量增大;主进气流量起主导作用并与输送粉煤灰质量流量成单调上升抛物线关系,与固气比成上凸抛物线关系即先增大后减小.研究结果对柱塞式气力输送系统的工程设计、运行和理论研究提供依据并具有指导作用.     

烟丝在水平管气力输送过程中系统压降的研究

考察了烤烟烟丝（宜阳X3F）、膨胀烟丝在水平管气力输送过程中表观气速、料气比及管道直径对系统压降的影响．试验结果表明：系统压降随管长、表观气速及料气比的增加而增加;在相同进料情况下,直管压降随着表观气速的增加而增加;在相同表观气速下,直管压降随着料气比的增加而增加．通过分析,给出了计算烟丝在气力输送过程中直管压降及阻力系数的经验公式．     

中引式气力输送系统的实验研究

鉴于国、内外目前尚未对中引式气力输送系统特性进行研究,而它又有独立、串联和远近距离均适应的优点等,所以探讨了中引式气力输送系统的流动模式、管道阻力特性和输送压力频谱特性等。实验结果表明中引式气力输送随着操作气速分别为2、4和8m／s的变化,管内灰栓的流动模式也相应发生变化分别为：柱塞流、栓流和悬浮流;栓流压力频谱振幅最大,易成为独栓,属不稳定流动,输送量与柱塞流相当,柱塞流压力频谱较小,灰栓气栓相间的多栓流属基本稳定流动,悬浮流压力频谱最低,属稳定流动,输送量最低,输送速度最快,管道易磨损;柱塞流、栓流及悬浮流模式,对于给定物料操作气速与输送平均压力之间随着操作气速增加,输送压力逐渐下降。     

密相气力输送参数的人工神经网络预测

在水平管道中，用压缩空气和氢气对煤粉和小米进行密相气力输送实验，利用改进的BP神经网络对不同气量下的固体质量流率进行预测。结果表明，BP网络能对不同实验条件下的固体质量流率进行较好的预测。并画出不同气量下，固体质量流量的等值图。根据此图，可对密相气力输送参数进行初步优化，控制固体的输送量，减少密相气输送中的盲目操作。     

炉内喷钙输送特性

为了研究炉内喷钙气力输送气固两相流的输送特性,对实际的工业气力输送系统进行1：1实验台改造,首先进行了系统的耗气量与输送量的特性试验;然后进行了系统的固气比与耗气量、输送量和总压的特性试验;最后考察了喷嘴位置对总压、输送量的影响。实验研究表明：炉内喷钙气力输送流动模式以稀相输送为主,表观气速约为10—12ms^-1;输送量和耗气量的特性曲线与总压和固气比的特性曲线,有相似趋势,在开始时线性增加,然后趋势逐步变得平缓;喷嘴位置存在最佳值32mm。研究结果对炉内喷钙气力输送系统的工程设计、运行和理论研究提供依据并具有指导作用。     

基于静电传感器气/固两相流质量流率测量

由于气/固两相流本身具有复杂的流动形态,从流体力学角度分别建立了下行管道传送、上行管道传送和水平管道传送的固相质量浓度的表达式.结合静电传感器互相关技术测量得到气/固两相流的速度参数,根据固相质量流率计算公式和固相质量浓度的表达式,完成了气/固两相流固相质量流率的间接测量.     

加压密相气力输送空隙率的实验

在加压密相气力输送中试实验台上进行内蒙烟煤的输送特性实验,考察操作条件和物性参数对空隙率的影响规律.结果表明:提高输送压力有利于实现较低空隙率的输送;随着流化风量的增大,空隙率先减小后增大;补充风量的增大会提高空隙率;随着总差压的增大,52μm煤粉的空隙率先减小后增大,而115和300μm煤粉的提升段空隙率持续增大,且同一总差压下,粒径较大煤粉对应的提升段空隙率较小;煤粉水分的增加会降低固相体积流量,同时增大两相流空隙率;随着表观气速的减小,300μm煤粉的流型从悬浮流向沙丘流转变,管路空隙率逐渐减小.     

水平井筒变质量环空流压降分析模型

在常规管道环空流流型压降分析的基础上 ,考虑管壁存在入流或出流对于环空流流型压降的影响 ,对气、液两相分别应用质量守恒方程和动量守恒方程 ,得到水平井筒气液两相变质量流动环空流流型的压降计算方法 .计算结果表明 :水平井筒气液两相变质量流动环空流流型的压降大于常规水平管道的压降 ;入流量越大 ,压降越大 ;管径越大 ,压降越小 ;要计算整个水平段压力分布 ,还需要结合井筒的流型判别以及其它流型的压降计算方法