循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動的試驗研究.doc
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循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動的試驗研究,摘要循環(huán)流化床（cfb）燃燒技術(shù)以其廣泛的燃料適應(yīng)性、較低的氮氧化物排放、較高的脫硫效率、良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能等優(yōu)點成為新一代潔凈煤燃燒技術(shù)。掌握循環(huán)流化床鍋爐爐膛壓力的分布規(guī)律對鍋爐的設(shè)計、運行、改造十分重要。利用壓力信號來檢測流化床的流體動力特性具有很大的優(yōu)勢，因為壓力信號本身包含了流...
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循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動的試驗研究
摘要
循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)以其廣泛的燃料適應(yīng)性、較低的氮氧化物排放、較高的脫硫效率、良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能等優(yōu)點成為新一代潔凈煤燃燒技術(shù)。掌握循環(huán)流化床鍋爐爐膛壓力的分布規(guī)律對鍋爐的設(shè)計、運行、改造十分重要。利用壓力信號來檢測流化床的流體動力特性具有很大的優(yōu)勢，因為壓力信號本身包含了流化床的綜合信息，是多種因素包括顆粒特性、氣體性質(zhì)、反應(yīng)器幾何結(jié)構(gòu)操作條件等綜合作用的表觀動態(tài)反映。而床內(nèi)顆粒粒徑的大小、料位高度的高低和輸入風(fēng)量的大小是影響爐膛壓力分布的重要因素。本文控制單因素影響測量了不同粒徑、不同料位高度和不同送分量的爐膛壓力分布，分析了單因素影響下的爐膛壓力變化規(guī)律。
同時，用MATLAB編程模擬爐膛壓力分布，并和試驗測量數(shù)據(jù)進行比較。選擇了供應(yīng)爐膛的固體顆粒質(zhì)量流量為變化因素，對鍋爐爐膛的壓力進行了200s實時模擬，對循環(huán)流化床鍋爐的實時運行監(jiān)控有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床，爐膛，壓降分布，試驗研究
ABSTRACT
The circulating fluidized bed(CFB)combustion technology with the advantages ofextensive fuel flexibility,low NOx emission,high desulfuring efficiency and good loadadjustable capability and so on,has become the new generation clean coal combustion technology. Circulating fluidized bed boiler furnace control the distribution of pressure on the boiler design, operation, reconstruction is very important. Fluidized bed using pressure signals to detect the fluid dynamic characteristics of great advantage because the pressure signal itself contains comprehensive information fluidized bed, is a variety of factors, including particle characteristics, gas properties, operating conditions, reactor geometry, comprehensive reflect the apparent effect of the dynamic. The size of the bed particle size, level high level and input the size of wind affecting the distribution of an important factor in furnace pressure. This single factor affecting the measurement control of different size, different material and different places to send a high pressure distribution component of the chamber, single-factor analysis of the pressure chamber under the influence of variation.
At the same time, programming with MATLAB simulation chamber pressure distribution, and test and measurement data for comparison. Choose a supply chamber mass flow of solid particles as variables, the pressure of the boiler furnace were 200s real-time simulation of circulating fluidized bed boiler control with real-time guidance.
Keywords: Circulating fluidized bed, Furnace, Stress distribution，Experimental study
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 1
1.1．循環(huán)流化床鍋爐簡介 1
1.1.1．循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點 1
1.2．國內(nèi)、外循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況 2
1.2.1．循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)形式 4
1.2.2．國外循環(huán)流化床鍋爐的先進性 6
1.2.3．國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)情況 6
1.2.4．循環(huán)流化床鍋爐目前存在的主要問題 7
第二章 文獻綜述 10
2.1．循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動 10
（1）流態(tài)化 10
（2）臨界流化速度 11
2.1.1.循環(huán)流化床鍋爐中的氣固流動形式 11
2.1.2．研究循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動的必要性 14
2.1.3．循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)壓力分布的研究現(xiàn)況 15
2.2．CFB內(nèi)流場測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀 17
2.2.1．流化床內(nèi)流場測量方法[ 18
2.3．相關(guān)研究 22
第三章 實驗裝置與方法 24
3.1．實驗裝置系統(tǒng)簡介 24
3.1.1 試驗系統(tǒng) 25
3.1.2.實驗裝置部件幾何結(jié)構(gòu) 26
3.1.3．試驗裝置引風(fēng)系統(tǒng) 27
3.2．爐膛內(nèi)壓力分布相關(guān)參數(shù)的計算方法 27
3.2.1．爐膛內(nèi)壓降 27
3.2.2．主風(fēng)速的測量 28
3.2.3．主風(fēng)量的計算 29
3.2.4．爐膛內(nèi)截面表觀氣速 30
3.4.1試驗參數(shù)的設(shè)定 30
3.4.2試驗方案的設(shè)計 32
3.4.3試驗步驟簡述 33
第四章 試驗結(jié)果及分析 34
4.1．根據(jù)試驗測量數(shù)據(jù)分析CFB爐膛軸向壓力的變化規(guī)律 34
4.1.1．相同粒徑相同料位不同風(fēng)量時CFB爐膛軸向壓力的變化規(guī)律 34
4.1.2．相同粒徑相同風(fēng)量不同料位時CFB爐膛軸向壓力的分布 35
4.1.3．相同料位相同風(fēng)量不同粒徑時CFB爐膛軸向壓力的分布 39
4.1.4．小結(jié) 41
4.2．基于簇模型的 MATLAB對CFB爐膛軸向壓力分布規(guī)律的分析 42
4.2.1．基于簇的爐膛壓力模型相關(guān)參數(shù)的計算 42
4.2.2．基于簇的爐膛壓力模型MATLAB編程思路 45
4.2.3．計算的爐膛壓力分布曲線與實驗測量相應(yīng)點壓力數(shù)據(jù)的關(guān)系 46
4.2.4．爐膛壓力模型曲線隨固體顆粒流量變化的實時仿真 48
參考文獻 51
附錄A 54
附錄B 56
致謝 96
摘要
循環(huán)流化床（CFB）燃燒技術(shù)以其廣泛的燃料適應(yīng)性、較低的氮氧化物排放、較高的脫硫效率、良好的負(fù)荷調(diào)節(jié)性能等優(yōu)點成為新一代潔凈煤燃燒技術(shù)。掌握循環(huán)流化床鍋爐爐膛壓力的分布規(guī)律對鍋爐的設(shè)計、運行、改造十分重要。利用壓力信號來檢測流化床的流體動力特性具有很大的優(yōu)勢，因為壓力信號本身包含了流化床的綜合信息，是多種因素包括顆粒特性、氣體性質(zhì)、反應(yīng)器幾何結(jié)構(gòu)操作條件等綜合作用的表觀動態(tài)反映。而床內(nèi)顆粒粒徑的大小、料位高度的高低和輸入風(fēng)量的大小是影響爐膛壓力分布的重要因素。本文控制單因素影響測量了不同粒徑、不同料位高度和不同送分量的爐膛壓力分布，分析了單因素影響下的爐膛壓力變化規(guī)律。
同時，用MATLAB編程模擬爐膛壓力分布，并和試驗測量數(shù)據(jù)進行比較。選擇了供應(yīng)爐膛的固體顆粒質(zhì)量流量為變化因素，對鍋爐爐膛的壓力進行了200s實時模擬，對循環(huán)流化床鍋爐的實時運行監(jiān)控有指導(dǎo)意義。
關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床，爐膛，壓降分布，試驗研究
ABSTRACT
The circulating fluidized bed(CFB)combustion technology with the advantages ofextensive fuel flexibility,low NOx emission,high desulfuring efficiency and good loadadjustable capability and so on,has become the new generation clean coal combustion technology. Circulating fluidized bed boiler furnace control the distribution of pressure on the boiler design, operation, reconstruction is very important. Fluidized bed using pressure signals to detect the fluid dynamic characteristics of great advantage because the pressure signal itself contains comprehensive information fluidized bed, is a variety of factors, including particle characteristics, gas properties, operating conditions, reactor geometry, comprehensive reflect the apparent effect of the dynamic. The size of the bed particle size, level high level and input the size of wind affecting the distribution of an important factor in furnace pressure. This single factor affecting the measurement control of different size, different material and different places to send a high pressure distribution component of the chamber, single-factor analysis of the pressure chamber under the influence of variation.
At the same time, programming with MATLAB simulation chamber pressure distribution, and test and measurement data for comparison. Choose a supply chamber mass flow of solid particles as variables, the pressure of the boiler furnace were 200s real-time simulation of circulating fluidized bed boiler control with real-time guidance.
Keywords: Circulating fluidized bed, Furnace, Stress distribution，Experimental study
目錄
摘要 I
ABSTRACT II
第一章 緒論 1
1.1．循環(huán)流化床鍋爐簡介 1
1.1.1．循環(huán)流化床鍋爐的優(yōu)點 1
1.2．國內(nèi)、外循環(huán)流化床鍋爐發(fā)展概況 2
1.2.1．循環(huán)流化床鍋爐結(jié)構(gòu)形式 4
1.2.2．國外循環(huán)流化床鍋爐的先進性 6
1.2.3．國內(nèi)循環(huán)流化床鍋爐技術(shù)情況 6
1.2.4．循環(huán)流化床鍋爐目前存在的主要問題 7
第二章 文獻綜述 10
2.1．循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動 10
（1）流態(tài)化 10
（2）臨界流化速度 11
2.1.1.循環(huán)流化床鍋爐中的氣固流動形式 11
2.1.2．研究循環(huán)流化床鍋爐宏觀流動的必要性 14
2.1.3．循環(huán)流化床鍋爐爐膛內(nèi)壓力分布的研究現(xiàn)況 15
2.2．CFB內(nèi)流場測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀 17
2.2.1．流化床內(nèi)流場測量方法[ 18
2.3．相關(guān)研究 22
第三章 實驗裝置與方法 24
3.1．實驗裝置系統(tǒng)簡介 24
3.1.1 試驗系統(tǒng) 25
3.1.2.實驗裝置部件幾何結(jié)構(gòu) 26
3.1.3．試驗裝置引風(fēng)系統(tǒng) 27
3.2．爐膛內(nèi)壓力分布相關(guān)參數(shù)的計算方法 27
3.2.1．爐膛內(nèi)壓降 27
3.2.2．主風(fēng)速的測量 28
3.2.3．主風(fēng)量的計算 29
3.2.4．爐膛內(nèi)截面表觀氣速 30
3.4.1試驗參數(shù)的設(shè)定 30
3.4.2試驗方案的設(shè)計 32
3.4.3試驗步驟簡述 33
第四章 試驗結(jié)果及分析 34
4.1．根據(jù)試驗測量數(shù)據(jù)分析CFB爐膛軸向壓力的變化規(guī)律 34
4.1.1．相同粒徑相同料位不同風(fēng)量時CFB爐膛軸向壓力的變化規(guī)律 34
4.1.2．相同粒徑相同風(fēng)量不同料位時CFB爐膛軸向壓力的分布 35
4.1.3．相同料位相同風(fēng)量不同粒徑時CFB爐膛軸向壓力的分布 39
4.1.4．小結(jié) 41
4.2．基于簇模型的 MATLAB對CFB爐膛軸向壓力分布規(guī)律的分析 42
4.2.1．基于簇的爐膛壓力模型相關(guān)參數(shù)的計算 42
4.2.2．基于簇的爐膛壓力模型MATLAB編程思路 45
4.2.3．計算的爐膛壓力分布曲線與實驗測量相應(yīng)點壓力數(shù)據(jù)的關(guān)系 46
4.2.4．爐膛壓力模型曲線隨固體顆粒流量變化的實時仿真 48
參考文獻 51
附錄A 54
附錄B 56
致謝 96
