煤粉加壓密相輸送特性.pdf

1、氣力輸送技術起源于19世紀上半葉，已有百余年歷史。但在相當長的一段時間里，研究和應用主要集中在低壓稀相領域。在20世紀后期的20余年中，加壓密相氣力輸送技術的成功開發(fā)，使氣力輸送技術從機理和應用上均有了新的和質的突破。迄今，在粉體氣力輸送領域已積累了許多有價值且較為系統(tǒng)的研究成果，但有關加壓密相氣力輸送領域（特別是輸送特性和機理研究方面）的研究報道仍十分有限。 加壓密相氣力輸送具有輸送固氣比高、輸送氣量少、管路及物料磨損輕等顯著

2、優(yōu)點。因此，在先進的干煤粉加壓氣化裝置中已采用高濃度煤粉加壓連續(xù)輸送技術，不過限于理論未成熟，但該技術還遠未達到成熟階段。東南大學自主研發(fā)了一套輸送壓力可達4MPa，輸送固氣比可達600kg/m3的干煤粉加壓氣化裝置的高壓密相氣力輸送實驗裝置，并在煤粉輸送特性以及管路阻力特性研究等方面取得了許多重要的研究成果。但由于高壓密相輸送的流動形態(tài)復雜，影響流動穩(wěn)定性的因素較多，還沒有成熟理論可供參考，研究有待不斷深入。不同平均粒徑煤粉的輸送特性

3、存在顯著差異。通過實驗研究，掌握不同平均粒徑煤粉的輸送特性，對大規(guī)模高壓煤粉密相氣力輸送系統(tǒng)的設計與運行具有直接的指導意義。壓降作為氣力輸送系統(tǒng)的重要參數(shù)，與管內(nèi)煤粉體積分數(shù)以及表觀氣速有著密切關系，國內(nèi)外眾多學者對其進行了理論和實驗研究。然而這些研究主要針對低壓輸送條件下的直管段，有關高壓下管路壓降，特別是彎管的壓降研究報道很少。因此，高壓輸送的壓降特性具有重要的研究價值。此外，由于目前實驗手段和實驗條件的限制，還不能直接測量高壓密相

4、輸送過程中兩相速度和體積分數(shù)在彎管內(nèi)的分布。運用數(shù)值求解方法研究彎管中兩相流動情況，可以為干煤粉密相加壓輸送系統(tǒng)的設計和參數(shù)優(yōu)化提供參考。 在輸送壓力可達4 MPa的氣力輸送實驗臺上，進行不同平均粒徑煤粉的密相輸送實驗。研究總輸送差壓、發(fā)送壓力對煤粉質量流量、固氣比等輸送參數(shù)的影響。結果表明：煤粉質量流量隨總輸送差壓的增加而增加；相同總輸送差壓下，煤粉平均粒徑越大，煤粉質量流量越低；煤粉質量流量隨發(fā)送壓力的增加而增加。在相同輸送

5、差壓下，隨著流化風的增加，煤粉質量流量和固氣比先增加后降低。 在相同同氣比下，垂直管的壓損要高于水平管，彎管的壓損要高于直管，平均粒徑大的煤粉壓損要高于平均粒徑小的煤粉，單位管長彎管動能壓損與GsU呈現(xiàn)線性關系，斜率為1／2。 從理論與實驗兩方面研究兩相流的壓降隨煤粉體積分數(shù)、表觀氣速及煤粉平均粒徑的變化規(guī)律。結果表明：在高壓密相氣力輸送中，固相引起的壓降是總壓降的主要部分；在相同固氣比下，煤粉的摩擦壓降隨著表觀氣速的增

6、加而增加；在相同表觀氣速下，摩擦壓降隨著煤粉體積分數(shù)的增加而增加；在相同固氣比下，平均粒徑大的煤粉其摩擦壓降要高于平均粒徑小的煤粉；固相摩擦系數(shù)隨著表觀氣速的增加而降低，固氣比和煤粉平均粒徑的不同對固相摩擦系數(shù)沒有明顯影響。 在Barth附加壓力損失理論基礎上，考慮發(fā)送壓力以及煤粉特性參數(shù)對壓損的影響，運用量綱分析法，得到高壓密相輸送時附加壓損系數(shù)的關聯(lián)式。用關聯(lián)式預測的壓損值與實驗值吻合得很好。 基于顆粒動力學理論的雙