流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备，该测试设备包括：加热炉、充气装置、燃料盛放装置、称重装置和数据采集装置；加热炉，用于采用预设温度对大颗粒燃料进行加热；充气装置，用于向加热炉内通入气体，控制加热炉内的通风量和氧浓度，使得大颗粒燃料在加热炉内的燃烧速率与在实际流化床锅炉中的燃烧速率相同；燃料盛放装置，用于盛放大颗粒燃料，并放置于加热炉内；称重装置，与燃料盛放装置相连，用于实时称量大颗粒燃料的重量；数据采集装置，用于实时采集称量得到的重量值，并存储重量值与采集时间的对应关系，大颗粒燃料的燃尽时间为相同的重量值所对应的不同采集时间中数值最小的时间。实验系统简单，操作简捷。

【技术实现步骤摘要】

本技术设及燃料燃烧
，尤其设及一种流化床内大颗粒燃料燃尽时间 的测试设备。
技术介绍
流化床锅炉是近二十多年发展起来的一项清洁煤燃烧技术，包括：沸腾燃烧（鼓 泡床）锅炉和循环流化床锅炉，其中循环流化床锅炉是利用循环流化床（Circulating FluidizedBed)反应器原理，燃烧煤和其他劣质燃料的锅炉，广泛应用于工业供蒸汽和火 力发电领域，在环境保护和污染物综合治理方面具有突出优势。图1是现有的循环流化床 锅炉的结构示意图，如图1所示，循环流化床锅炉包括；炉膛11、分离器12、返料器13、尾部 烟道14、除尘器15和引风机16。 由于流化床锅炉炉膛中贬存有大量的床料，在炉膛内形成了较大的通风阻力（称 为床压），因此降低流化床锅炉的床压可W有效节省风机能耗。循环流化床锅炉的床压由 两部分组成；一部分是细颗粒床料形成的有效床压，它主要由炉膛高度和炉内传热条件决 定；另一部分是粗颗粒床料形成的无效床压，它主要由大颗粒煤的燃尽时间和锅炉排渣量 决定。锅炉运行中降低床压主要是指，在满足大颗粒煤燃尽时间的条件下尽量降低炉膛内 的无效床压。流化床锅炉燃用煤质较宽泛，不同煤质的燃尽时间差异较大，因此需要根据大 颗粒煤的燃尽时间数据来调整床压，实现运行优化。 目前，一般采取流化床实验台进行实验，W计算大颗粒煤的燃尽时间。流化床实验 台指的是，在固定容器中加入一定量的固体颗粒，并从容器底部通入气体或液体，使固体颗 粒流化起来的小型实验装置。床料是循环流化床锅炉炉膛内的燃料燃烧后形成的灰颗粒， 其中含有一定量的未燃尽碳，颗粒直径在0至10mm范围。 下面将介绍两种现有的计算大颗粒燃料的燃尽时间的方法，W大颗粒煤为例。 1、流化床实验台有效直径为29mm，高300mm，床料为0. 315mm至0. 63mm(平均粒径 为0.473mm)的石英砂。试验时，首先将流化床调整到稳定的初始温度Tb。，稳定几分钟后， 将一定量的煤样品投放到流化床中去，在设定的流化风速下，记录床温变化，得到T-t曲线 (T表示温度，t表示时间）。由T-t曲线作出dT/化和d2T/化2曲线，按Vont化ff准则和 化ffand&LeFloch准则求得着火温度和时间。由此，在已知的温度下，就可W求得大颗粒煤 的燃尽时间。 但是，在实际应用中，燃料是连续加入流化床中W保持床温相对稳定；上述实验中 采用一次加入燃料，测试床温发生变化，在燃烧条件上与实际情况存在差异，实验所得的大 颗粒煤燃尽时间也会偏离实际。[000引 2、流化床实验台有效直径为10cm(如图2中D所示），高45畑1，床料为平均粒径 200m的石英砂，截面平均气体流速约6. 4cm/s，床层静止高度为12cm。图2是现有的流化床 试验装置的结构示意图，如图2所示，该流化床试验装置包括；保温层21 (Insulation)、电 热丝 22 化eaterWire)、金属纱篮 23(GauzeBasket)、热电偶 24(Thermocouple)和转子流 量计25 (Rotameter)。其中，A表示进入空气，B表示进入氮气。 试验时，预先将流化床加热到设定温度（例如，1023K或1173K)，称量某一粒度范 围内（例如，1.65至2mm，或2. 83至3. 28mm)的煤颗粒样品，用金属纱篮盛装后放入床内， 经过设定的加热时间后通入氮气停止反应，样品冷却至常温后，将金属纱篮取出称量其中 的残余样品。多次称量后作出样品失重量与燃烧时间的关系曲线，并据此确定煤颗粒的燃 尽时间。 但是，上述方法每次称量残余样品的重量前，需要先在氮气中冷却，操作复杂而且 无法在线获得样品失重的实时变化情况。
技术实现思路
本技术提供了一种流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备，W至少解决现 有的计算大颗粒燃料的燃尽时间的方法操作复杂且结果不够准确的问题。 本技术实施例提供了一种流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备，包括： 加热炉、充气装置、燃料盛放装置、称重装置和数据采集装置；所述加热炉，用于采用预设温 度对大颗粒燃料进行加热，其中，所述大颗粒燃料的直径大于0. 1毫米；所述充气装置，与 所述加热炉相连，用于向所述加热炉内通入气体，控制所述加热炉内的通风量和氧浓度，使 得所述大颗粒燃料在所述加热炉内的燃烧速率与在实际流化床锅炉中的燃烧速率相同；所 述燃料盛放装置，用于盛放所述大颗粒燃料，并放置于所述加热炉内；所述称重装置，与所 述燃料盛放装置相连，用于实时称量所述大颗粒燃料在加热过程中的重量；所述数据采集 装置，与所述称重装置相连，用于实时采集所述称重装置称量得到的重量值，并存储采集的 重量值与采集时间的对应关系，其中，所述大颗粒燃料的燃尽时间为相同的重量值所对应 的不同采集时间中数值最小的时间。 在一个实施例中，所述充气装置包括；充气主体和第一气体管道；所述第一气体 管道的一端连接至所述充气主体的出口，所述第一气体管道的另一端连接至所述加热炉； 所述充气主体用于通过所述第一气体管道向所述加热炉输出预设气体。 在一个实施例中，所述充气主体为充气累或气瓶。 在一个实施例中，所述充气装置包括：第一气瓶、第二气瓶和第二气体管道；所述 第二气体管道的一端分别连接至所述第一气瓶的出口和所述第二气瓶的出口，所述第二气 体管道的另一端连接至所述加热炉；所述第一气瓶中存储有第一气体，所述第一气瓶的出 口处安装有第一流量控制装置，所述第一流量控制装置用于控制所述第一气瓶输出的气体 流量；所述第二气瓶中存储有第二气体，所述第二气瓶的出口处安装有第二流量控制装置， 所述第二流量控制装置用于控制所述第二气瓶输出的气体流量，其中，所述第二气体与所 述第一气体不同。 在一个实施例中，所述加热炉具体用于；加热至所述预设温度并保持恒温，采用所 述预设温度对所述大颗粒燃料进行加热，其中，所述预设温度是所述实际流化床锅炉中的 运行床温。 在一个实施例中，所述设备还包括；摄像装置，位于所述加热炉的上方，用于记录 所述大颗粒燃料燃烧的影像。 在一个实施例中，所述加热炉为管式加热炉或马弗炉。 通过本技术的流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备，采用加热炉代替流 化床实验台作为燃烧反应器，保证加热炉中的燃烧速率与实际流化床锅炉中燃烧速率相 同，燃烧温度稳定，更接近实际锅炉的燃烧状况，从而得到的燃尽时间更为准确；实验系统 简单，实验操作更简捷，实现了样品燃料重量数据的实时采集。【附图说明】 此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分， 本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的限 定。在附图中： 图1是现有的循环流化床锅炉的结构示意图； 图2是现有的流化床试验装置的结构示意图；图3是本技术实施例的流化床内大颗粒燃料燃尽时间测试设备的结构示意 图一；图4是本技术实施例的流化床内大颗粒燃料燃当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流化床内大颗粒燃料燃尽时间的测试设备，其特征在于，包括：加热炉、充气装置、燃料盛放装置、称重装置和数据采集装置；所述加热炉，用于采用预设温度对大颗粒燃料进行加热，其中，所述大颗粒燃料的直径大于0.1毫米；所述充气装置，与所述加热炉相连，用于向所述加热炉内通入气体，控制所述加热炉内的通风量和氧浓度，使得所述大颗粒燃料在所述加热炉内的燃烧速率与在实际流化床锅炉中的燃烧速率相同；所述燃料盛放装置，用于盛放所述大颗粒燃料，并放置于所述加热炉内；所述称重装置，与所述燃料盛放装置相连，用于实时称量所述大颗粒燃料在加热过程中的重量；所述数据采集装置，与所述称重装置相连，用于实时采集所述称重装置称量得到的重量值，并存储采集的重量值与采集时间的对应关系，其中，所述大颗粒燃料的燃尽时间为相同的重量值所对应的不同采集时间中数值最小的时间。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李金晶，龚鹏，李战国，赵振宁，张清峰，
申请(专利权)人：华北电力科学研究院有限责任公司，国家电网公司，
类型：新型
国别省市：北京;11