恩德粉煤气化炉气固喷射器的流动特性研究

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1、硕士学位论文恩德粉煤气化炉气固喷射器的流动特性研究STUDYONTHEFLOWCHARACTERISTICSOFTHEGAS-PARTICALEJECTORFORENDEPULVERIZEDCOALGASIFIER张锡乾哈尔滨工业大学2015年7月国内图书分类号：TK224学校代码：10213国际图书分类号：621.18密级：公开工学硕士学位论文恩德粉煤气化炉气固喷射器的流动特性研究硕士研究生：张锡乾导师：李争起教授申请学位：工学硕士学科：热能工程所在单位：能源科学与工程学院答辩日期：2015年7月授予学位单位：哈尔滨工业大学Classi

2、fiedIndex:TK224U.D.C.:621.18DissertationfortheDegreeofMasterinEngineeringSTUDYONTHEFLOWCHARACTERISTICSOFTHEGAS-PARTICALEJECTORFORENDEPULVERIZEDCOALGASIFIERCandidate：ZhangXiqianSupervisor：Prof.LiZhengqiAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpecialty：ThermalEnergyEngi

3、neeringAffiliation:SchoolofEnergyScience&Eng.DateofOralExamination：July,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology：摘要摘要3本文针对一台制气量为20000Nm/h的恩德粉煤气化炉存在飞灰含碳量高，碳转化率低的问题展开研究。首次提出在恩德粉煤气化炉高温旋风分离器回料管内加装气固喷射器的方案，并对气固喷射器进行了理论设计，同时利用Fluent软件对气固喷射器进行了模拟计算，研究了不同工作参数

4、和结构参数对气固喷射器内流场及其特性的影响，以期为气固喷射器的实际设计和运行提供理论指导。本论文在索科洛夫的一维喷射器设计理论的基础上，采用气体动力函数法并结合热力学基本定律，整理出适用于气固两相流的喷射器设计方法，并根据该方法编写了气固喷射器结构尺寸计算程序，建立了恩德粉煤气化炉的气固喷射器几何模型。通过研究选取了适用于气固喷射器模拟的模型方法，并将模拟结果与实验结果做了对比，二者结果基本一致，证明了模型方法选取的正确性。因为喷射器内流体流动较为复杂，仅用一维理论无法获得其内部流体的流动情况。本文利用数值计算方法，首先对气固喷射器进行了

5、单相数值模拟，通过改变蒸汽压力，引射烟气压力，喷射器出口压力以及喷嘴距的大小，模拟得到了不同工况下喷射器的气体喷射系数。通过对模拟结果的分析，得到了不同参数对气固喷射器内部流动特性的影响。在单相数值模拟基础上对气固两相进行了数值模拟，计算结果表明：(1)当蒸汽压力p0时，固体引射率为0；当p0.5MPa时，气体喷射系数为负，喷射pp器入口产生回流，固体引射率为0.423；蒸汽压力从p0.6MPa增大到p1.0MPapp时，固体引射率为1，固体颗粒全部返回气化炉。针对本论文研究的喷射器，当蒸汽压力p0.6MPa时，喷射器能正常运行

6、。(2)当喷嘴距l800mm时，喷射器pc1内部出现较大的回流区，固体颗粒不能下落。随着喷嘴向右移动，回流区逐渐减小，当l680.77mm时，喷射器能够正常工作；但是，由于回流区的存在使一c1部分颗粒在气体回流的作用下被重新带回接受室，造成能量损失。当l450mmc1时，颗粒受涡流影响较小。继续右移喷嘴，当喷嘴距为-200mm、0mm、100mm和200mm时，颗粒均能顺利下落，接收室内无涡流，但是会导致混合管的工作长度较短，不利于气固两相的能量交换。综合考虑蒸汽压力应满足p0.6MPa，喷嘴p距大小宜从-450mm到0之间

7、选取。关键词：恩德粉煤气化炉；气固喷射器；喷射系数；喷嘴距；数值模拟-I-AbstractAbstractTheissuesofhighcarboncontentinflyashaswellaslowcarbonconversionratio3forEndepulverizedcoalgasifierswiththeamountofgasoutputbeing20000Nm/harethefoundationofthisstudy.Thesolutionofaddingagas-particleejectorinsidethehighte

8、mperaturecycloneseparatorofEndepulverizedcoalgasifierwasfirstproposed.What’smore,theoreticaldesi