循环流化床压力平衡与压力脉动的实验研究

• 作 者: 胡小康
• 机 构: 中国石油大学(北京)
• 出 处: 中国石油大学(北京)
• 发表日期: 2010年期
• 关键词: 循环流化床 分布规律 时均压力 运行参数 工作原理

在高约13m的大型循环流化床装置上,对φ200mm×13000mm提升管和Φ150mm×9000mm立管内的气固两相流动特性进行了实验研究。首先,测量了提升管和立管轴向的时均压力,分析了不同操作条件下提升管和立管的轴向压力分布规律,在此基础上,建立了提升管和返料立管的理论压力分布规律以及装置整体的压力平衡模型。同时,在不同的提升管表观气速下测量了提升管的极限颗粒循环量,分析了极限颗粒循环量和装置运行参数之间的关系。　　
其次,测量了提升管和立管的动态压力,并用标准偏差、功率谱、相干性等信号处理方法对动态压力信号进行了分析。分析结果表明,提升管和立管内都存在明显的压力脉动现象。提升管内气固两相流的压力脉动产生于提升管的入口,压力脉动可以分解为高频低幅值和低频高幅值两部分,低频高幅值脉动是由提升管的不稳定进料引起的,并且在提升管轴向具有相关性,而高频低幅值部分是气体速度脉动、颗粒簇运动等多种因素耦合作用的结果。提升管压力脉动的强度沿提升管向上逐渐衰减。对立管的压力脉动分析表明,立管内气固两相流的压力脉动来源于立管的入口,同样可以分解为低频高幅值和高频低幅值两部分,其中低频部分占主导地位,其产生与立管进口颗粒流量振荡有关。随颗粒循环量的增加,立管的压力脉动强度先增加到最大值,之后有所减小。在稀密两相共存流态时,稀相区的压力脉动主要受进料流量振荡的影响,密相区的压力脉动主要受立管的波动性排料影响;在浓相输送流态时,整个立管的压力脉动主要受进口流量振荡的影响。相干性分析表明流量振荡造成的低频压力脉动在立管轴向也具有一定的相关性。