基于计算颗粒流体动力学的流化床气固两相流场特性分析

基于计算颗粒流体动力学数值模拟方法,研究了喷动速度、背景流速和颗粒粒径等参数对流化床气固两相流场特性的影响。研究表明,喷动速度对流化床流场特性影响最大;在一定范围内,喷动速度越快,背景流速越慢,越有利于流化床的内循环;颗粒粒径对流化床气固流场的影响则无明显规律。

循环流化床生物质颗粒掺混流动特性CPFD模拟

针对循环流化床(CFB)燃煤锅炉掺混生物质颗粒对床内颗粒流动特性的影响,文中基于计算颗粒流体动力学(CPFD)方法对CFB内煤炭颗粒掺混生物质颗粒的混合流动特性进行模拟研究,考察床层压降,并分析生物质掺混比以及不同的掺混方式对颗粒流动特性的影响。结果表明:掺混质量分数15%生物质的混合颗粒最小流化速度为0.7 m/s;生物质掺混比例的增加使最小流化速度有所提升,但提升程度不大;此外,2种颗粒的堆积方式对颗粒流动特性存在影响,当生物质堆积在煤炭上方时,会阻碍床层内颗粒的正常流化,出现节涌现象。

煤气化装置中的粉煤流量调节阀数值模拟研究

粉煤流量调节阀是气流床粉煤气化技术中用于控制粉煤流量的关键装置,其内部流场特性研究对粉煤调节阀的结构设计和工艺操作控制具有重要影响。借助计算颗粒流体动力学(CPFD)的数值模拟方法,研究了粉煤流量调节阀内气固两相流动特征。结果表明,CPFD数值模拟方法适合于研究工业规模的粉煤流经调节阀的气固两相流动过程,并获得了阀门流量特性曲线和气固两相流经调节阀的沿程压力、速度和浓度等分布规律。

300MW循环流化床气固流动及燃烧过程数值模拟研究及工程应用

基于计算颗粒流体动力学(computational particle fluid dynamics,CPFD)数值模拟方法,开展了300 MW循环流化床(circulating fluidized bed,CFB)锅炉数值模拟研究。通过现场试验获得了数值模拟的关键参数,数值模拟与现场试验结果的对比验证了数值模拟结果的有效性。在此基础上,对循环流化床炉内气固流动特性、温度场分布规律等进行了分析,为现场优化运行提供了理论基础。

干煤粉气化工艺煤粉流量调节阀数值模拟

高压粉煤流量调节阀是在煤气化工艺装置中用于调节氧-煤比的关键设备。利用计算颗粒流体动力学(CPFD)方法对带有稳流管的高压粉煤流量调节阀在100%和16%开度下的工况进行模拟,重点考察了沿程压力、沿程颗粒速度、沿程颗粒质量浓度等流动特性参数的变化。结果表明:气固两相流经过调节阀一定距离后达到稳定流动,稳定流动下100%和16%开度下颗粒平均速度分别为8,6.6 m/s,颗粒平均质量浓度分别为250,240 kg/m^3;基于阀门出口压力、颗粒速度和颗粒质量浓度分布特性的分析,建议稳流管段至少为500 mm以确保气固两相流动充分发展。研究结果对高压粉煤流量调节阀的设计和控制具有一定的参考价值。

基于后燃烧技术的CFB锅炉低氮燃烧数值模拟

为促进循环流化床(Circulating Fluidized Bed,CFB)锅炉氮氧化物(NO_(x))深度抑制,采用计算颗粒流体动力学(Computational Particle Fluid Dynamics,CPFD)方法建立了CFB锅炉全回路流动及燃烧数值模型,通过与锅炉运行数据的对比验证了模型的可靠性。耦合后燃烧技术后,分别研究循环流化床中过量空气比、一次风率和上下二次风比对炉膛燃烧和NO_(x)排放的影响。结果表明,贫氧燃烧造成的高CO摩尔分数区有利于NO_(x)还原。使用后燃烧技术后,炉膛还原氛围增强,NO_(x)排放由174.6 mg/m^(3)降至114.2 mg/m^(3)。结合空气分级,优化一次风率及上下二次风比例后,CO排放由基础工况的3.4×10-5增至7.1×10^(-5),燃烧效率略微降低,NO_(x)排放进一步减少。较优工况下,NO_(x)排放由174.6 mg/m^(3)降至76.3 mg/m^(3),NO_(x)排放减少了56.3%,炉膛温度分布均匀。研究结果可为后燃烧技术应用于CFB锅炉提供理论支持。