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.     

小流量煤粉浓相气力输送特性

煤粉气力输送的稳定性严重制约着煤粉燃烧的效率及稳定性,研究了以干燥空气为载气的上出料发送罐小流量煤粉浓相气力输送系统的一般规律,即给煤率随特征参数如流化风量、补气器位置、发送罐压力、补充风量和L型提升管直径的变化。实验结果表明:流化风量增加,给煤率和固气比均先增大后减小;补气器位置的间距增加,给煤率先增大后减小;发送罐的压力增加,给煤率增大;补充风增加,给煤率减小,固气比减小;给煤率在一定范围内与L型提升管的面积成正比。在优化的流化风量和补气器位置的情况下,通过调整发送罐压力、补充风量可实现上出料发送罐小流量煤粉浓相气力输送的连续稳定运行,且给煤量连续可调。     

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.     

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。     

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.     

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.     

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.     

加压粉煤气力输送试验研究

通过建立加压粉体气力输送试验系统并进行加压粉煤气力输送试验,重点考察了表征气速、输送背压和粉体流量对管道压损的影响。结果表明:不同输送背压和粉煤流量下,粉煤加速压降、垂直到水平弯管、水平到垂直弯管和水平弯管压损与粉体流量Gs和表征气速Ug的乘积呈近似线性关系,其中水平到垂直弯管压损随GsUg变化最大;水平、垂直和倾斜管段附加压损随着表征气速的增加而逐渐减小,粉煤流量比输送背压对附加压损影响更大;附合压损系数是Re、Fr和气固比μ的函数,通过拟合得到的附加压损公式和总压损公式的预测值也与试验值吻合均良好。     

高压密相石油焦和无烟煤的混合输送特性

在自主搭建输送压力可达4.0 MPa的高压密相气力输送实验台上分别进行石油焦和无烟煤的输送实验及不同质量配比的石油焦和无烟煤混合输送实验,揭示在不同的总输送差压下粉体物性及操作参数对流动特性和输送稳定性的影响规律。研究结果表明:在相同的输送条件下,相同粒径的石油焦的输送量远小于无烟煤的输送量,且石油焦的输送稳定性比无烟煤的输送稳定性差;保持相同的输送条件,混合物料的输送量和输送稳定性均优于石油焦的输送量和输送稳定性,但比无烟煤的差;随着混合物中无烟煤质量比例的提高,气力输送的输送量增大,但输送稳定性未得到显著提高。     

粉煤浓相气力输送中的固气比

研究了室温下浓相输送粉粉的规律，固气化（固体与气体的质量流量之比）最高可达512．2kg/kg。通过大量实验，得出固气比与总压降的关系。利用最小二乘法，对52组实验数据进行拟合，得到了固气比与气体Froude数、固体质量流量这宰的关系，揭示了3个参数之间的回归方程。     

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．     

水平弯管内气固两相流的试验研究与数值模拟

在低压浓相气力输送试验系统中,采用石膏粉为输送物料,进行水平弯管气力输送试验,并采用ANSYS软件对水平弯管气力输送进行数值模拟。通过试验,得出弯管的压力降随弯曲角度的增大而增大、随曲率半径的增大而减小的变化规律,并拟合出压力降与各输送特性参数之间的理论关联式;模拟结果显示,随着弯曲角度的增大,弯管内侧与外侧的压强之比愈来愈大;固相与气相的分布梯度更加明显,固相偏向外侧,气相偏向内侧,呈现更加复杂的紊流。     

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.     

气相有明显压缩性的密相输送的研究

使用煤粉和氮气作为介质，对气相具有明显压缩性的长距离密相输送进行了实验研究，并建立了一个与实验结果吻合较好的理论模型．