电厂锅炉煤粉浓度测量方法研究

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随着电厂锅炉技术的进步,控制各送粉管道内的煤粉浓度和输粉速度对锅炉的安全与经济运行越来越重要。寻找一种能准确、可靠地在线测量煤粉浓度的方法,对提高锅炉的经济性、燃烧稳定性及安全性有很大的意义。 本文通过数值模拟和试验两种方法,对靶式流量计用于气固两相流中固相浓度测量进行了研究。在数值计算中以FLUENT软件为工具,用离散相模型来模拟两相流流过靶式流量计冲击靶件的流动状况,利用SIMPLE算法对流场中的压力和速度进行解算。文中通过计算流体的压力、速度分布比较了七种靶件在不同浓度下的两相流管道中的受力情况,从七种靶件中选择出对煤粉浓度变化反应灵敏的三种,然后比较了风速变化对这三种靶件受力的影响,提出了球形靶靶式流量计在两相流浓度测量中具有的对煤粉浓度变化反应灵敏,对风速变化敏感度底的优点。 试验研究中搭建了煤粉空气两相流试验台,对圆片靶和球形靶两种靶件的受力进行了测量。试验数据表明在同一风速下,加入煤粉以后,靶件受力有了明显的增大,并且变化趋势与数值计算的趋势相同,验证了用靶式流量计方法测量稀疏相煤粉空气两相流浓度的可行性。试验同时表明,圆片靶在两相流通道中的受力比较大,流速变化时受力的变化范围也较大;球形靶在两相流通道中的受力比较小,受力受流速变化的影响也较小;但当风速不变仅煤粉浓度变化时,球形靶件的受力变化范围比圆片形靶受力变化大。将两组试验数据拟和得到的空气单相流关系式的斜率与两相流关系式的斜率进行比较,球形靶试验数据拟和公式的斜率较大,说明球形靶确实比圆片靶对两相流粒子浓度的反应灵敏度高。 所以,本文认为靶式流量计方法可以应用于煤粉空气两相流中煤粉浓度的测量,并且在应用靶式流量计对稀疏相气固两相流浓度测量时,应优先采用球形靶件。
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