负压差立管气固流动不稳定性试验分析

负压差立管气固流动不稳定性试验分析

一、负压差立管内气固流动的不稳定性实验分析(论文文献综述)

宋文浩[1](2021)在《内循环预热装置气固流动特性及运行特性研究》文中研究指明低阶煤的分质分级和梯级利用是煤炭清洁高效利用的战略发展方向,主要途径是煤气化和煤热解。气化和热解过程产生的残碳和半焦可以作为燃料再次利用,这类燃料挥发分含量低,称之为超低挥发分碳基燃料,普遍存在着火困难、燃烧稳定性差、燃烧效率低和污染物排放高等问题。预热燃烧技术能够实现难燃固体燃料的高效燃烧及低NOx排放,基于该技术,本课题提出一种将分离和返料装置内置在提升管中的内循环预热装置用于燃料的稳定预热,以期实现超低挥发分碳基燃料的清洁高效利用和预热燃烧技术在工程领域的推广应用。为了深入研究内循环预热装置的运行特性,本课题主要针对内循环预热装置气固流动特性进行实验和数值计算研究,其次在预热燃烧热态实验中对内循环预热装置进行可行性验证,同时研究了超低挥发分碳基燃料的预热、燃烧和NOx排放特性,为内循环预热装置设计运行以及工程应用提供基础数据和理论支撑。主要研究工作及结论如下:(1)基于内循环预热装置冷态实验台,研究了流化风速对内循环预热装置运行特性和气固流动特性的影响。内循环预热装置能够建立提升管-分离器-回料阀-提升管的循环回路。循环回路负压差主要取决于分离器压降。回料阀颗粒表现为下浓上稀、边壁浓中心稀的非均匀性分布特征。随流化风速的提高,回料阀内颗粒浓度增加,返料模式由连续式返料转为间歇式返料。回料阀难以持续维持循环回路压力平衡所造成的间歇式返料是内循环预热装置运行不稳定的主要因素。压力和ECT测量能够实现对回料阀气固流动状态的实时监测。(2)基于内循环预热装置冷态实验台,研究了回料阀出口开度、回料阀高度、流化风速对内循环预热装置运行特性和回料阀气固流动特性的影响。回料阀出口开度不合适会发生窜气或物料噎塞现象。回料阀高度增加能够提高蓄压能力,其设计高度应为维持压力平衡最小高度的2.2倍。当回料阀返料能力无法匹配循环回路较大的循环量时,物料堆积脱气形成失流化噎塞,循环回路压力平衡难以建立。(3)基于内置式气固分离器冷态实验台,研究了进口结构和运行参数对分离器性能的影响。单进口分离器压降和分离效率均高于多进口分离器,带有进口整流段的分离器压降和分离效率均高于无进口整流段的分离器。以压降和分离效率作为评价指标,应用灰色关联评价法得出带有进口整流段的四进口分离器为优选结构,进口速度在20 m/s较为合适。(4)基于CPFD方法,采用BarracudaTM计算平台,对内循环预热装置气固流动开展三维全回路数值计算。提升管颗粒表现为下浓上稀、边壁浓中心稀的非均匀性分布特征。随流化风速增加,回料阀经历从稀相流态-稀密两相共存流态-密相堆积流态的转变,循环流率先上升后下降。随出口开度的减小,回料阀经历从窜气-稳定料封-噎塞状态的转变,内部流态由稀密两相共存过渡到密相堆积。(5)基于2 MW内循环预热装置测试平台和16 MW内循环预热装置测试平台,研究了超低挥发分碳基燃料预热、燃烧和和NOx排放特性。内循环预热装置能够将燃料预热到850℃以上,且预热过程稳定持续。69.3%的燃料氮在预热阶段中释放,内循环预热装置中的预热过程拥有很强的氮还原潜力。预热燃料燃烧过程中NOx减排需要满足的条件是强气化、强掺混以及长反应时间。随着二次风当量比的降低,NOx的排放先减少后增加;内外二次风动量比的降低、三次风的延迟喷入和多层布置能够有效降低NOx排放;最低NOx排放达到67mg/m3(@6%O2)。

彭威,从艳丽,周明,许冉,刘建新,刘艳升[2](2021)在《催化裂化装置立管-阀门系统设计及运行分析》文中研究说明立管-阀门系统是催化裂化(FCC)装置催化剂颗粒循环回路的下行流动部分。立管输送催化剂操作的复杂性在于立管内催化剂流态的多样性。介绍了工业FCC装置立管-阀门系统的设计方法、立管操作工况以及压降方程。在某1.0 Mt/a FCC装置上,以再生立管为对象,通过测量不同工况时再生立管的轴向压力分布和采集工艺参数的变化,分析立管内气固两相的流动方向、催化剂密度与速度分布。根据气固两相的流动特征将立管分为3个区,分别为负压差脱气段、负压差持气段和正压差窜气段。总结了半管流形成的原因以及阀门窜气对立管压力分布的影响,提出了再生立管结构优化方案。分析结果可为FCC装置立管-阀门系统的设计和操作调整提供理论支持。

彭威,刘俊平,张君屹,于立勇,刘艳升,刘建新[3](2021)在《FCC再生立管内气-固流动状态及其对反应温度的影响》文中认为在1.0 Mt/a的FCC装置上,测量不同加工量时再生立管内的压力分布和松动风量,记录再生立管内催化剂密度和反应温度的变化,分析再生立管不同区域内气泡和乳化相的运动状态及其对提升管反应温度的影响。结果表明:再生立管的上斜管和下斜管内催化剂流态为密相流化态,轴向压力梯度高;中部垂直管内催化剂堆积密实,催化剂流态为过渡填充流态,轴向压力梯度低。再生立管内气泡的运动状态取决于松动风流量、催化剂密度和催化剂循环流量。再生立管底部滑阀前气泡的运动状态直接影响反应温度的稳定性,尤其是当松动风量超过催化剂携带能力时,形成的大气泡直接影响催化剂循环量,造成反应温度发生波动。根据生产数据,建立了一种工业FCC装置组合再生立管流态模型,可指导再生立管流态判断和操作调整。

彭威,韩胜显,马晓伟,向继刚,包斌洋[4](2021)在《FCCU立管中催化剂流态分析及对操作的影响》文中提出近年来,随着FCCU(Fluid Catalyst Cracking Unit)加工规模的大型化、功能多样化,反应再生系统之间的催化剂循环量逐渐增大,随之带来了催化剂循环输送问题,轻则造成反应温度大幅度波动、滑阀压降低、操作稳定性变差,重则导致两器催化剂输送中断,造成装置非计划停工,已成为制约装置长周期平稳运行的一个瓶颈问题。FCCU反应再生系统之间的催化剂循环回路的下行输送部分是通过立管或斜管进行的,统称为立管。

苏鹏翼[5](2020)在《循环流化床煤气化炉关键部件试验研究》文中研究表明返料装置及布风装置是循环流化床煤气化炉的关键部件,对循环流化床煤气化炉的运行性能具有重要影响。目前,循环流化床煤气化技术向着大型化、加压循环的方向发展,对返料装置及布风装置的运行提出更高的适用要求。常规返料装置存在着加压条件下抗逆压差不足,返料器底部存在流动死区,易导致返料器内窜气结渣等问题。风管、风帽等常规布风形式存在着炉膛底渣含碳量较高,加压条件下布风阻力大等问题。因此,如何优化返料及布风装置结构设计,解决上述问题,对提高循环流化床煤气化炉运行稳定性、提高煤气化反应的碳转化率具有重要意义。本文分别搭建基于返料及布风装置的循环流化床煤气化冷态试验台,设计新型的返料及布风结构,开展冷态试验,研究了在不同运行参数下,U阀返料器上升段结构、下降段倾斜度、水平段长度及布风形式对返料器的循环流率、抗逆压差性能、流动死区等运行性能的影响规律;研究了喷嘴结构、变径结构及分级配风形式对锥形布风装置粒径分选性能、循环回路压力分布规律的影响。旨在开发兼备高循环流率与高抗逆压差,避免流动死区的新型返料技术;开发运行稳定、布风阻力小,可实现粒径分选性能,以期降低底渣含碳量的新型布风技术。返料装置研究结果表明:增加上升段与下降段的管径比提高了U阀返料器的循环流率与抗逆压差能力;当炉膛输送物料量低于返料器最大输送能力时,上升段插深比过大,立管易窜气,不利于循环回路稳定运行;通过对比3种返料器运行特性,发现管径比为1.4、插深比为1.0的U阀返料器具有更高的返料能力与抗逆压差能力;采用风室布风形式与风管布风形式获得的返料器循环流率及抗逆压差性能随炉膛表观风速变化规律基本一致;与风管布风形式相比,风室布风形式下返料器流动死区面积更小。在相同返料风速下,常规返料器(倾斜度α=0)的循环流率更高,立管提供的压力梯度更高,抗逆压差性能更好;倾斜度α=1.5的返料器底部物料流化质量较差,不能有效减小流动死区,循环流率最小,抗逆压差性能较差;倾斜度α=2.0的返料器兼具倾斜度α=0、1.5两种返料器的特点,循环流率及抗逆压差性能处于其余两个返料器性能之间;倾斜度α=2.0的返料器抗逆压差性能不如常规返料器,但其流动死区面积明显缩小,尤其当松动风速超过0.4 m/s时,倾斜度为α=2.0时流动死区完全消失;若消除下降段流动死区,推荐下降段倾斜度α=2.0。水平段长度增加,返料阻力增加;长径比L/D1=2和3的返料器返料阻力较小,抗逆压差性能不足,只有在炉膛表观风速足够高,循环物料量足够大时,才能保证正常无窜气返料;长径比L/D1=4和5的提供了足够的返料阻力,其在高返料风速下,仍保持足够高的立管料位,可在更高循环流率与抗逆压差条件下稳定运行。但长径比L/D1=5的返料器返料阻力过大,立管料位过高,存在物料堆积进入旋风分离器的风险;在试验研究的结构参数范围内,长径比L/D1=4的返料器同时具有较高的循环流率及抗逆压差性能,料位高度适中,运行更稳定。布风装置研究结果表明:与径向喷嘴相比,采用切向喷嘴结构的锥形布风装置更易建立循环回路压力平衡;分级配风对气相-颗粒相流动具有重要作用,采用三层喷嘴同时开启配风形式可避免形成流动死区,床料流化更均匀;采用径向喷嘴结构,三层管路同时开启的配风形式的锥形布风装置运行性能更好;但该结构的锥形布风装置对宽筛分粒径或窄筛分粒径分布的床料均无粒径分选能力。变径结构的锥形分级布风装置可改变炉膛各截面速度分布,对宽筛分粒径分布、窄筛分粒径分布的床料均进行粒径分选;变径结构的锥形布风装置对煤与半焦床料的粒径分选作用要优于石英砂床料;尤其当床料为煤与半焦时,鼓泡区内粒径低于1mm的颗粒质量占比只有18.97%,远低于其在输送区内的质量分数71.20%,该结果有望为降低底渣含碳量提供了新的布风装置设计方法。

胡霞,贺娇,于化龙,王江云,魏耀东[6](2018)在《循环流化床颗粒循环管道系统的诱导振动分析》文中研究说明基于气固两相流分析了颗粒循环管道系统各单元的振动原因,主要是气固两相流流动过程中浓度和速度的不稳定性变化、涡流的产生与脱落导致了压力的脉动,进而形成诱导振动的激振力。在颗粒循环管道系统中,不同单元的激振力所形成的机制是不同的,大小和频率也不同。当激振力的频率接近单元设备的固有频率时,将导致共振发生,产生强烈的机械振动。防止管道振动的措施应从消减管道系统激振力与改善管道系统振动特性两方面进行。分析结果可以为循环流化床管道的防振提供一定的技术支持。

王创博[7](2018)在《斜管-阀门系统内气固两相流流态及其对管路振动的影响研究》文中研究指明斜管是循环流化床中颗粒循环系统的重要组成部分之一,完成颗粒输送并使系统压力维持平衡是斜管的主要作用。颗粒沿斜管输送下料过程中的气固两相流动十分复杂,其流动过程目前没有完全成熟的理论模型来进行准确的流态预测。流动过程的状态检测与故障诊断对于保障颗粒循环过程的操作是必要的,目前主要基于测量的静态参数对其流动过程进行监视,大多数还是依靠经验总结。然而斜管内气固两相流动过程中形成的压力脉动信号以及斜管的振动位移信号含有大量的颗粒流动信息,能够及时反映斜管内的颗粒流动状态,这些信号的敏感性远高于静态参数,可以用于斜管内气固两相流流态的检测与分析。为此本文对斜管内颗粒下料过程中的压力脉动信号及斜管振动位移信号进行分析,用于对斜管内颗粒输送过程的不同流态进行识别,同时考察对管路振动的影响研究。本研究主要得出以下认识:在斜管倾斜角度为45°、直径Φ150mm的实验装置上,先后采用两种蝶阀安装方式来调节催化剂颗粒的下行过程,第一种情况蝶阀阀杆位于斜管上方,第二种情况蝶阀阀杆位于斜管侧面(正对于纸面)。实验结果表明:颗粒质量流率随着蝶阀开度的改变呈非线性变化,蝶阀对颗粒质量流率的调节存在两个非可控制区和一个可控制区;斜管内流态依次改变,当阀杆位于斜管上方时随着开度的增大分别为蠕动流、波动流、分层流、流化流;当阀杆位于在斜管侧面时,流态依次为蠕动流、波动流、密相流化流、稀相流化流。对压力信号采用标准偏差分析、功率谱分析、小波分析等方法,能够很好地识别颗粒流态。对振动位移信号进行分析发现,当斜管内流态以及蝶阀安装方式不同时,都会引起斜管振动剧烈程度的不同。

马乔[8](2017)在《基于欧拉—拉格朗日方法的密相输运床气固流动模拟研究》文中研究说明粉煤加压密相输运床气化技术的研发对提升我国大型煤气化技术及装备自主化水平、提高产业竞争力具有重要意义。密相输运床具有高固体循环流率和高颗粒浓度的特征,因而高温高压条件下高固体循环流率的实现与稳定运行是需要解决的关键问题之一。除了采用不同规模的装置试验研究手段之外,基于计算模型的数值试验方法在技术研发中发挥越来越重要的作用。为了适用密相输运床循环回路的各种流型,本文采用基于MP-PIC模型的计算颗粒流体力学(CPFD)方法对密相输运床的气固流动特性和固体循环流率的控制策略进行了深入的研究。首先对MP-PIC模型的本构方程和求解方法进行分析,基于OpenFoam平台对比了不同固相应力模型以及固相速度修正方法对模拟结果的影响。结果表明应力模型对颗粒运动有一定的影响,而基于颗粒应力梯度的速度修正方法对模拟结果的影响更大。使用Harris模型和Lun模型计算颗粒应力,并采用绝对速度修正方法得到的结果更接近实验结果。基于密相输运床冷态实验的三组工况,对由立管、返料阀和旋风分离器构成的返料系统气固流动特性进行了模拟分析。模拟得到的立管压力分布和固体循环流率与实验值吻合较好,表明CPFD能有效用于立管内下行移动床的模拟。参数敏感性分析表明曳力模型和颗粒最大堆积浓度对模拟结果有较大影响。不同高度的立管充气使压力梯度形成了“锯齿”型分布,使得立管的平均压力梯度增加,从而能提供更大的返料动力。立管充气在增加固体循环流率的同时也会产生急剧变化的压力梯度分布,过大的立管充气会导致系统运行的不稳定。对两组不同循环流率下密相输运床提升管内气固流动进行了模拟,结果表明CPFD方法能体现提升管内底部加速流和上部充分发展流的气固流动特性,并能较好地预测出径向颗粒浓度分布。对比了不同出口结构对颗粒在提升管内的停留时间分布和分散/混合过程的影响,结果表明不同出口结构下颗粒停留时间都表现出峰值加长跨度的分布特性。分散系数的径向分量相差不大,而轴向分量则要远大于径向分量,体现了提升管气固流动的平推流特性。建立了耦合密相输运床重要部件的全循环模拟方法,并对密相输运床循环回路的气固流动特性进行了模拟。结果表明沿循环回路的压力分布模拟结果与实验值有较好的一致性,并在此基础上重点分析了立管充气条件的影响。在提升管底部密相区,模拟结果与实验值有一定程度的偏差,而固体循环流率模拟结果与实验值基本吻合,最大相对误差在10%左右。全循环模拟方法所需的边界条件与实际操作条件一致,验证结果表明了该方法应用于密相输运床数值试验的可行性。基于全循环模拟方法,分析了不同操作参数包括立管底部充气、立管充气、提升管气量、固体存料量、返料阀充气量分配等以及结构参数如立管充气口数量、返料阀类型、装置尺寸等对固体颗粒循环特性的影响。在一定范围内增加立管充气和底部充气都能增加固体循环流率,而实现相同固体循环流率增量所需的立管充气量要小于底部充气。随着固相存料量的增加,固体循环流率先增大后减小。随着提升管气体流率的增加,提升管压降减小,而固体循环流率会稍微增加。返料阀斜管段的不同充气分配组合对固体循环流率影响较小,但更多的气量应该靠近立管以提高流动稳定性。使用过多的充气口并不能有效地促进立管气固流动,反而随着气体流率增加而过早地进入到非稳定状态;而使用更少的充气口时又容易产生上行气泡,同样破坏流动稳定。对于放大装置,应适当增加提升管操作气速,以防止颗粒在底部堆积。为了改善高压条件下的气固流动,通过数值模拟分析了立管充气和底部转向充气两种方案对固体循环流率的影响。结果表明不同压力下返料系统充气流率与操作压力的比值相同的工况能得到相近的固体循环流率。高压条件下,随着固体循环流率的增加,立管内物料分界面变得极为模糊,从而降低了堆积床层的高度。在相同的充气流率下,转向充气相比于立管充气对增加固体循环流率的作用更为明显。基于相同的流化数设计了一系列压力(1~20 bar)和温度(300~1200 K)下的工况,模拟研究了压力和温度对密相输运床气固流动特性的影响。结果表明,压力相对于温度对气固流动具有更大的影响。随着压力和温度的增加,在旋风分离器内停留的颗粒数显着增加,颗粒运动不再具有明显的螺旋下降轨迹,而是贴壁面下滑。随着温度和压力的增加,立管上部区域的颗粒所受曳力显着增加,而向下移动的速度则明显降低,颗粒集中于壁面并以相对较高的速度下行,而中心区域也存在颗粒被上升气流夹带上行。这些研究结果为高温高压条件下密相输运床的设计与运行提供参考依据。

曹晓阳,孔文文,贾梦达,韩强,严超宇,魏耀东[9](2016)在《FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析》文中认为以FCC催化剂为实验物料,采用动态压力传感器,实验测量了直径为150mm的45°斜管内不同颗粒流态下的动态压力,并进行了压力脉动的标准偏差分析。结果表明,随着蝶阀开度的增加,斜管内颗粒流态依次表现为蠕动流、波动流、分层流和满管流,颗粒质量流率呈现S形变化。不同流态下的动态压力差别很大,因此可以通过压力脉动曲线及其概率密度函数曲线来辨别这四种流态;其中,波动流态时,斜管存在剧烈振动,压力脉动呈低频高幅值波动。随着颗粒质量流率的增加,无量纲化标准偏差值先增大后减少,最后趋于平稳。

魏志刚[10](2017)在《催化裂化装置催化剂颗粒循环回路下行流动系统不稳定特性的研究》文中认为循环流化床工艺的一个重要特征是固体颗粒沿着一个设定的封闭回路流动形成一个颗粒循环系统。颗粒是在循环流动过程中完成气固反应、热量传递、颗粒回收过程的,气体则是单向流动完成这些过程的。催化裂化装置采用了气固循环流化床工艺去实现催化剂与油气的裂化反应和催化剂的再生。催化裂化装置中催化剂与油气的裂化反应和催化剂的烧碳再生是通过催化剂在沉降器与再生器之间的循环进行的。因此,催化剂的稳定循环是催化裂化工艺进行的前提条件。任何阻碍催化剂循环流动的故障均可以导致催化裂化工艺不能正常运行,甚至整个装置的非计划停工。催化裂化工艺催化剂颗粒循环回路是由上行流动系统和下行流动系统两部分构成,上行流动系统的主要单元是提升管和流化床,这些单元一直是流态化研究领域的主要内容,有丰富的文献资料;而下行流动系统的主要单元是旋风分离器,料腿,翼阀,输送斜管等。虽然催化剂在下行流动过程中不参与物料的化学反应过程,但这些单元的运行对催化剂颗粒循环过程有重要的影响。一般循环回路的颗粒上行流动是气体携带颗粒的运动,而颗粒下行流动是颗粒依靠重力的自行流动,流态更趋于复杂,具有很强的不稳定特性。现场对催化裂化装置颗粒循环系统的事故统计表明,催化剂颗粒循环回路下行流动系统出现问题的概率更大一些。例如,旋风分离器的分离性能下降,料腿的堵塞,翼阀磨损和漏风,斜管输送颗粒不畅和振动等。对于催化裂化工艺的催化剂颗粒循环回路,目前人们更关注上行流动系统的提升管反应器和流化床反应器,仍有很多课题是围绕这方面进行的。对于催化剂颗粒循环回路的下行流动系统,人们还没有给予足够的关注和重视,文献资料不多,在流动规律和流动特性方面还存在比较多认识不清的地方。为此,课题以催化裂化装置的催化剂颗粒循环流回路的下行流动系统为研究对象,基于气固两相流动的静态参数和动态参数的实验室实验测量和现场的实际操作数据的对比分析,同时依据气固两相流动的理论,从循环回路系统压力平衡的观点研究催化剂下流流动过程中流态与操作参数的关系,催化剂流动过程中流动参数的脉动变化,重点考察催化剂流动的不稳定特性,不稳定产生机理,并结合现场装置操作的问题探讨下行流动单元的一些故障产生的原因及其诊断。通过对催化剂下行流动各个单元的催化剂流动的不稳定特性研究,提高催化剂下行流动过程不稳定流动现象的认识,给出催化剂下行流动不稳定和压力平衡的关系模型。同时,提出旋风分离器系统故障的颗粒诊断技术的新思路,为催化裂化装置的工程设计和操作提供指导和帮助。全文得到如下结论:1.催化裂化工艺催化剂颗粒循环回路的压力分布循环回路的压力是颗粒流动的推动力。下行流动系统的压力斜率要小于上行系统的压力斜率,前者是负压差流动,后者是正压差流动,两者在某个高度形成交叉,总体构成一个8字的压力分布。循环回路的颗粒循环流率决定了上行流动系统起始端的压力,也决定了下行流动系统的流态和末端的压力大小。颗粒循环回路流动过程的具有不稳定特性,表现为压力的波动变化,其中低频高幅的脉动压力主要来源于颗粒的下行流动部分。2.旋风分离器气固分离过程的不稳定性旋风分离器内部的气体旋转流存在着不稳定,表现为旋转流的旋转中心偏离几何中心的摆动。这种偏心的旋转摆动导致了旋风分离器内部的压力脉动。这是一种低频高幅的压力脉动。在气固两相流状态下,不仅存在着旋转流的旋转中心偏离几何中心的摆动,而且在离心分离作用下的颗粒在器壁形成了浓度不均匀的旋转灰带,产生更低频的压力脉动。旋风分离器内部气固两相旋转流的不稳定性导致了旋风分离器本体的机械振动和下料波动。3.料腿的负压差和蓄压以及排料的波动旋风分离器料腿是一个负压差立管,负压差大小约等于旋风分离器的压降。料腿的排料要求料腿内部的蓄压大于外部的负压差。串联二级旋风分离器料腿内的流态有两种形式,颗粒质量流率高时流态是浓相输送;颗粒质量流率低时流态是稀密两相共存流态。料腿内颗粒下行流动存在压力波动现象,浓相输送的脉动压力来源于下料的不稳定性、对气体的压缩和颗粒的团聚,颗粒夹带气体下行;稀密相共存时,密相的脉动压力来源于上升的气泡,料腿内的气体上行。4.料腿翼阀系统的不稳定排料过程料腿翼阀系统是旋风分离器的重要元件,其作用是维持颗粒的单向流动,同时阻止气体流动通过,形成锁气排料。料腿翼阀的排料流态与料腿的负压差、颗粒质量流率密切相关,有连续式滴流状排料和间歇式周期性腾涌状排料两种排料形式,具有很强的不稳定性,通过调整参数可以改变排料的形式。料腿翼阀的排料流态可以通过压力信号进行识别,以此建立排料流态识别的模型。料腿翼阀排料的不稳定性导致了压力脉动,形成了料腿翼阀系统机械振动的激振力。5.斜管颗粒输送过程不稳定性斜管是两个并列容器之间的颗粒输送管道。斜管上的控制阀开度直接影响阀前后的流态和脉动压力的变化。随着蝶阀的开启斜管内流态发生变化,阀前依次呈现移动床、气固分层、满管流化流动;而阀后依次为颗粒股流、气固分层、满管流化流动。气固分层流化流动时,排料具有很大的波动特性。这种波动排料形成的脉动压力是导致斜管机械振动的激振力源。当形成流化流动后,排料均匀稳定,阀前后的脉动压力一致,阀前后的压差由正压差演变为负压差。6.旋风分离器系统的故障诊断旋风分离器系统的故障产生于工艺和机械两个方面,工艺方面主要是流动参数的超标,机械方面有翼阀漏风,设备的磨损穿孔,料腿堵塞和断裂等,这些故障的主要表现形式是催化剂跑损。通过对旋风分离器的动态和静态的压力分析,以及催化剂颗粒粒度的分析可以进行旋风分离器的故障诊断,尤其是应用催化剂颗粒诊断技术具有准确、可靠的特点,为此提出了开创面向催化裂化装置旋风分离器系统故障诊断新思路。最后对旋风分离器系统的不稳定产生的激振力诱导机械振动问题进行了探讨。

二、负压差立管内气固流动的不稳定性实验分析(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、负压差立管内气固流动的不稳定性实验分析(论文提纲范文)

(1)内循环预热装置气固流动特性及运行特性研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外本学科领域的发展现状与趋势
        1.2.1 气固流动研究现状
        1.2.2 超低挥发分碳基燃料燃烧技术研究现状
    1.3 本论文的研究目的及主要内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
第2章 内循环预热装置冷态实验研究
    2.1 引言
    2.2 实验方法
        2.2.1 实验系统
        2.2.2 实验物料及工况
        2.2.3 实验及分析方法
    2.3 实验结果及分析
        2.3.1 流化风速对于运行特性的影响
        2.3.2 回料阀返料模式
        2.3.3 循环回路的压力分布及压力波动
        2.3.4 回料阀内颗粒体积分数分布
        2.3.5 回料阀气固流动状态的实时监测
    2.4 本章小结
第3章 不同参数下内循环预热装置气固流动特性实验研究
    3.1 引言
    3.2 回料阀出口开度对内循环预热装置气固流动特性的影响
        3.2.1 实验工况
        3.2.2 实验结果
    3.3 回料阀高度对内循环预热装置气固流动特性的影响
        3.3.1 实验工况
        3.3.2 实验结果
    3.4 流化风速对内循环预热装置气固流动特性的影响
        3.4.1 实验工况
        3.4.2 实验结果
    3.5 本章小结
第4章 内置式气固分离器性能实验研究
    4.1 引言
    4.2 实验方法
        4.2.1 实验系统
        4.2.2 实验物料及分离器实验件
        4.2.3 实验及分析方法
    4.3 实验结果及分析
        4.3.1 分离器空载压降变化
        4.3.2 分离器负载实验结果
        4.3.3 分离器性能比较
        4.3.4 灰色关联法在分离器选型上的应用
    4.4 本章小结
第5章 内循环预热装置CPFD冷态数值模拟
    5.1 引言
    5.2 控制方程与基本模型
        5.2.1 控制方程
        5.2.2 曳力模型
        5.2.3 固体应力模型
    5.3 计算模型及参数设置
        5.3.1 几何建模及操作条件设置
        5.3.2 数值参数设置
        5.3.3 时间无关性验证
    5.4 全局气固流动特性研究
        5.4.1 循环回路压力分布
        5.4.2 颗粒体积分数分布
        5.4.3 颗粒速度分布情况
    5.5 流化风速和回料阀出口开度对气固流动特性的影响
        5.5.1 流化风速对气固流动特性的影响
        5.5.2 回料阀出口开度对气固流动特性的影响
    5.6 本章小结
第6章 超低挥发分碳基燃料内循环预热燃烧实验研究
    6.1 引言
    6.2 2MW内循环预热燃烧实验研究
        6.2.1 实验方法
        6.2.2 实验结果及分析
    6.3 16MW内循环预热燃烧实验研究
        6.3.1 实验方法
        6.3.2 实验结果及分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 论文的创新点
    7.3 未来工作展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果

(2)催化裂化装置立管-阀门系统设计及运行分析(论文提纲范文)

1 立管的设计参数
    1.1 立管长度和直径
    1.2 松动风流量
    1.3 滑阀开口面积
2 立管压降方程及流态
    2.1 立管压降方程
    2.2 立管流态
3 工业案例分析
4 结 论

(3)FCC再生立管内气-固流动状态及其对反应温度的影响(论文提纲范文)

1 FCC装置立管数据测量
    1.1 FCC装置简介
    1.2 再生立管
    1.3 催化剂性质
    1.4 数据测量方法与仪器
2 结果和讨论
    2.1 再生立管内部参数
    2.2 再生立管内催化剂流态判断
    2.3 气-固两相运动状态及对反应温度的影响
3 结 论

(4)FCCU立管中催化剂流态分析及对操作的影响(论文提纲范文)

1 实验分析及结果
    1.1 实验装置
    1.2 实验方法
    1.3 实验结果
2 现场立管调整
    2.1 立管结构
    2.2 立管压力分布
    2.3 反应温度波动分析
3 结论

(5)循环流化床煤气化炉关键部件试验研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状与趋势
        1.2.1 返料装置研究现状
        1.2.2 布风装置研究现状
    1.3 研究目的与内容
        1.3.1 研究目的
        1.3.2 研究内容
        1.3.3 创新点
第2章 返料装置性能试验研究
    2.1 返料装置试验系统及方法
        2.1.1 试验系统介绍
        2.1.2 试验物料
        2.1.3 研究方法
    2.2 上升段结构对返料器性能的影响
        2.2.1 返料器结构参数
        2.2.2 返料特性曲线
        2.2.3 返料器结构及运行参数对循环流率的影响
        2.2.4 返料器结构及运行参数对抗逆压差性能的影响
        2.2.5 抗逆压差性能与循环流率匹配关系
        2.2.6 返料不稳定性
        2.2.7 小结
    2.3 下降段倾斜度对返料器性能的影响
        2.3.1 返料器结构参数
        2.3.2 不同倾斜度的返料器返料特性曲线
        2.3.3 倾斜度对抗逆压差的影响
        2.3.4 倾斜度对窜气量的影响
        2.3.5 小结
    2.4 水平长度对返料器性能的影响
        2.4.1 返料器结构参数
        2.4.2 床料量为7.0kg时的返料器运行性能
        2.4.3 床料量为14.0kg时的返料器运行性能
        2.4.4 床料量为21.0kg时的返料器运行性能
        2.4.5 小结
    2.5 布风形式对返料器性能的影响
        2.5.1 返料器结构参数
        2.5.2 风室布风返料器返料特性曲线
        2.5.3 返料器结构及运行参数对循环流率的影响
        2.5.4 返料器结构及运行参数对抗逆压差的影响
        2.5.5 抗逆压差性能与循环流率匹配关系
        2.5.6 小结
    2.6 返料器布风均匀性研究
        2.6.1 流动死区面积随运行时间的变化规律
        2.6.2 上升段结构对布风均匀性的影响规律
        2.6.3 返料器下降段倾斜度对布风均匀性的影响
        2.6.4 布风形式对返料器影响规律
        2.6.5 小结
第3章 布风装置性能试验研究
    3.1 布风装置试验系统及方法
        3.1.1 试验系统介绍
        3.1.2 试验物料
        3.1.3 试验测量参数
    3.2 布风结构对循环回路压力分布、流动均匀性的影响
        3.2.1 喷嘴结构对流场的影响
        3.2.2 分级配风对流场的影响
        3.2.3 炉膛表观风速的影响
        3.2.4 布风均匀性分析
        3.2.5 小结
    3.3 变径结构对循环回路流动均匀性的影响
        3.3.1 变径结构对不同床料的粒径分选性能
        3.3.2 小结
第4章 结论与展望
    4.1 结论
        4.1.1 返料装置试验部分
        4.1.2 布风装置试验部分
    4.2 展望
参考文献
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
致谢

(6)循环流化床颗粒循环管道系统的诱导振动分析(论文提纲范文)

1 管道振动原理与类型
    1.1 管道振动原理
    1.2 管道振动的激振力类型
        1.2.1 供风系统和机械载荷
        1.2.2 风载荷
        1.2.3 进料和排料波动
        1.2.4 气固流动中的不稳定性
        1.2.5 流体转向及其动反力
        1.2.6 旋流的摆动
2 颗粒循环管道振动分析与对策
    2.1 管道振动响应
    2.2 直管道固有频率
    2.3 管道应力分析
    2.4 防止管道振动的措施
        2.4.1 管道系统的激振力
        2.4.2 改善管道的振动特性
3 结束语

(7)斜管-阀门系统内气固两相流流态及其对管路振动的影响研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
引言
第1章 文献综述
    1.1 流态化概述
        1.1.1 流态化现象
        1.1.2 流态化的分类及气固流态化形成条件
        1.1.3 流态化技术的发展
        1.1.4 典型流化床反应器的基本结构
    1.2 颗粒输送斜管的研究
        1.2.1 斜管概述
        1.2.2 斜管研究
    1.3 流固耦合
        1.3.1 流固耦合现象
        1.3.2 流固耦合研究
    1.4 诱导振动
    1.5 信号分析方法
        1.5.1 压力脉动信号分析方法
        1.5.2 振动信号分析方法
    1.6 本章小结
第2章 实验装置与实验方法
    2.1 实验装置
    2.2 实验测点布置
    2.3 实验参数测量方法及仪器介绍
        2.3.1 压力参数测量
        2.3.2 位移参数测量
        2.3.3 颗粒质量流率的测量
    2.4 信号处理方法简介
        2.4.1 时域分析方法
        2.4.2 频域分析方法
    2.5 本章小结
第3章 斜管蝶阀调节颗粒质量流率的实验分析
    3.1 实验参数及实验方法
    3.2 质量流率与蝶阀开度的关系
        3.2.1 实验现象
        3.2.2 颗粒质量流率的波动变化
        3.2.3 颗粒质量流率的不稳定性分析
    3.3 本章小结
第4章 斜管内颗粒下料的实验特性
    4.1 斜管内蝶阀开度
        4.1.1 颗粒质量流率与蝶阀开度之间的关系
    4.2 压力脉动信号分析
        4.2.1 不同截面相同位置处的压力脉动信号
        4.2.2 同一截面不同位置处的压力脉动信号
        4.2.3 不同开度下的压力脉动信号
        4.2.4 入口、出口截面信号分析
        4.2.5 不同开度下出口截面功率谱分析
    4.3 本章小结
第5章 斜管阀控机制改变后的下料分析
    5.1 实验现象
    5.2 斜管内蝶阀开度
        5.2.1 斜管内颗粒质量流率与蝶阀开度的关系
        5.2.2 不同流态下斜管的振动曲线
    5.3 压力脉动信号分析
        5.3.1 不同开度下的压力脉动信号
        5.3.2 均值分析
        5.3.3 标准偏差分析
        5.3.4 不同流态下入口截面功率谱分析
        5.3.5 小波分析
        5.3.6 不同流态下入口截面上测点小波分析
        5.3.7 不同流态下入口截面不同测点对比
    5.4 本章小结
第6章 斜管下料过程中振动分析
    6.1 实验现象
    6.2 振动位移信号分析
        6.2.1 不同开度下斜管振动图
        6.2.2 不同开度下斜管振动位移的波动分析
        6.2.3 不同开度下斜管振动位移的标准偏差分析
        6.2.4 不同流态下斜管振动位移信号的功率谱分析
    6.4 本章小结
第7章 结论与展望
    7.1 结论
    7.2 展望
参考文献
附录 A 符号说明
附录 B 攻读硕士期间发表论文
致谢

(8)基于欧拉—拉格朗日方法的密相输运床气固流动模拟研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 垂直气固流动特征及流型
        1.2.2 密相输运床的流动特性
        1.2.3 高温高压下气固流动特性
        1.2.4 循环流化床气固流动模拟
        1.2.5 综合评述
    1.3 本文研究目标和内容
第二章 欧拉-拉格朗日数值模拟方法
    2.1 引言
    2.2 控制方程
        2.2.1 气相控制方程
        2.2.2 湍流模型
        2.2.3 固相控制方程
        2.2.4 固相应力
        2.2.5 曳力模型
    2.3 数值算法
        2.3.1 气相流场求解
        2.3.2 固相运动求解
        2.3.3 固相速度修正
        2.3.4 非结构网格插值和平均方法
    2.4 固相应力模型结果对比
        2.4.1 模拟设置
        2.4.2 结果分析
    2.5 本章小结
第三章 密相输运床关键部件流动特性模拟
    3.1 引言
    3.2 密相输运床冷态实验介绍
    3.3 立管返料系统模拟
        3.3.1 模拟设置
        3.3.2 参数敏感性分析
        3.3.3 不同充气条件下立管流动特性
    3.4 提升管气固流动模拟
        3.4.1 模拟设置
        3.4.2 提升管模拟结果验证
        3.4.3 不同出口结构影响
    3.5 本章小结
第四章 密相输运床气固流动全循环模拟
    4.1 引言
    4.2 模拟方法
        4.2.1 模拟对象
        4.2.2 模拟设置
        4.2.3 网格无关分析以及颗粒数影响
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 模拟方法验证
        4.3.2 提升管内气固流动行为
        4.3.3 立管内气固流动特性
        4.3.4 颗粒停留时间分布
    4.4 本章小结
第五章 操作参数及结构对全循环流动特性的影响
    5.1 引言
    5.2 操作参数的影响
        5.2.1 模拟设置
        5.2.2 立管底部充气的影响
        5.2.3 立管充气的影响
        5.2.4 存料量的影响
        5.2.5 提升管气量的影响
        5.2.6 返料阀充气分配的影响
    5.3 立管充气口数量的影响
    5.4 返料阀类型的影响
    5.5 装置尺寸的影响
        5.5.1 放大装置模拟设置
        5.5.2 放大装置与冷态装置气固流动对比
        5.5.3 充气量对放大装置流动的影响
    5.6 本章小结
第六章 压力和温度对全循环流动特性的影响
    6.1 引言
    6.2 实验装置介绍
    6.3 加压冷态流动模拟
        6.3.1 模拟设置
        6.3.2 结果验证
        6.3.3 充气方案
        6.3.4 立管充气的影响
        6.3.5 转向充气的影响
    6.4 加压热态流动模拟
        6.4.1 模拟设置
        6.4.2 结果验证
        6.4.3 充气方案
        6.4.4 固体颗粒循环特性
        6.4.5 旋风分离器内气固流动特性
        6.4.6 立管内气固流动特性
    6.5 本章小结
第七章 结论和展望
    7.1 结论
    7.2 创新点总结
    7.3 后续工作展望
参考文献
攻读博士学位期间发表的学术论文和参与的科研项目
致谢

(9)FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析(论文提纲范文)

1 实验部分
    1.1 实验装置
    1.2 实验方法
2 结果与讨论
    2.1 斜管内颗粒流动的实验现象
    2.2 斜管内颗粒质量流率与蝶阀开度的关系
    2.3 斜管内颗粒流动的动态压力曲线
        2.3.1 不同流型的动态压力曲线
        2.3.2 不同流型的概率密度函数分布
        2.3.3 动态压力曲线随蝶阀开度的变化
    2.4 斜管内颗粒流动的压力脉动的标准偏差分析
3 结论

(10)催化裂化装置催化剂颗粒循环回路下行流动系统不稳定特性的研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
创新点
引言
第1章 文献综述
    1.1 循环流化床概述
        1.1.1 流态化的流型
        1.1.2 流型的流化参数
        1.1.3 颗粒循环回路
        1.1.4 循环流化床的应用
    1.2 FCC工艺催化剂循环回路
        1.2.1 FCC工艺概述
        1.2.2 FCC中催化剂流态
        1.2.3 颗粒循环回路和压力平衡
    1.3 催化剂下行流动单元
        1.3.1 旋风分离器
        1.3.2 料腿(立管)
        1.3.3 翼阀
        1.3.4 斜管
    1.4 旋风分离器系统的故障
        1.4.1 故障分类
        1.4.2 跑剂
        1.4.3 堵塞
        1.4.4 磨损
        1.4.5 断裂
    1.5 研究内容和技术路线
第2章 实验装置和实验方法
    2.1 实验装置
        2.1.1 循环流化床装置
        2.1.2 翼阀实验装置
    2.2 实验粉料和实验仪器
        2.2.1 实验粉料
        2.2.2 实验仪器
    2.3 数据处理方法
        2.3.1 数据信号处理的应用
        2.3.2 数据处理方法
第3章 颗粒循环回路的压力平衡
    3.1 实验装置颗粒循环回路
        3.1.1 循环回路分类
        3.1.2 外循环回路的压力
        3.1.3 内循环回路的压力
        3.1.4 循环回路的压力计算
    3.2 催化裂化装置颗粒循环回路的压力平衡
        3.2.1 颗粒循环与操作
        3.2.2 沉降器内压力分布
        3.2.3 颗粒回路的压力
        3.2.4 气相流动的压力平衡
        3.2.5 单级旋风分离器系统的负压差
        3.2.6 串联两级旋风分离器系统的负压差
        3.2.7 负压差和蓄压的关系
    3.3 循环回路的压力脉动
        3.3.1 主要单元的脉动压力对比
        3.3.2 料腿内脉动压力
    3.4 小结
第4章 旋风分离器操作的不稳定性
    4.1 压降的变化
    4.2 旋流的摆动特性
        4.2.1 气相旋流的摆动
        4.2.2 气固两相旋流的摆动
    4.3 顶灰环的形成和影响
        4.3.1 顶灰环的形成
        4.3.2 顶灰环的危害
    4.4 排料的波动
    4.5 串联和并联压降
    4.6 小结
第5章 料腿翼阀的排料过程
    5.1 料腿的流态
    5.2 料腿的蓄压
    5.3 下行流动的动态特性
        5.3.1 脉动压力测量
        5.3.2 脉动压力分析
    5.4 翼阀的排料过程
        5.4.1 排料方式
        5.4.2 排料压力
        5.4.3 排料方式的转变
        5.4.4 翼阀排料相图
    5.5 料腿漏风的影响
    5.6 小结
第6章 斜管颗粒输送不稳定性
    6.1 斜管内流态
    6.2 斜管的动态压力
        6.2.1 脉动压力
        6.2.2 标准偏差分析
        6.2.3 斜管上下压差变化
    6.3 催化裂化装置斜管问题分析
        6.3.1 斜管输送的影响因素
        6.3.2 斜管输送问题的分析
    6.4 小结
第7章 旋风分离器系统的故障诊断
    7.1 压力参数诊断
        7.1.1 旋风分离器压降
        7.1.2 料腿翼阀的压力
    7.2 催化剂的物性诊断
        7.2.1 颗粒诊断技术
        7.2.2 分离过程故障诊断
    7.3 旋风分离器系统的机械振动分析
        7.3.1 脉动压力是激振力
        7.3.2 固有频率的计算
        7.3.3 影响料腿固有频率的因素分析
        7.3.4 减振措施
    7.4 小结
第8章 结论与展望
    8.1 全文主要结论
    8.2 建议与展望
主要符号表
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果
学位论文数据集

四、负压差立管内气固流动的不稳定性实验分析(论文参考文献)

  • [1]内循环预热装置气固流动特性及运行特性研究[D]. 宋文浩. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2021
  • [2]催化裂化装置立管-阀门系统设计及运行分析[J]. 彭威,从艳丽,周明,许冉,刘建新,刘艳升. 石油炼制与化工, 2021(04)
  • [3]FCC再生立管内气-固流动状态及其对反应温度的影响[J]. 彭威,刘俊平,张君屹,于立勇,刘艳升,刘建新. 石油学报(石油加工), 2021(04)
  • [4]FCCU立管中催化剂流态分析及对操作的影响[J]. 彭威,韩胜显,马晓伟,向继刚,包斌洋. 石油技师, 2021(01)
  • [5]循环流化床煤气化炉关键部件试验研究[D]. 苏鹏翼. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2020(08)
  • [6]循环流化床颗粒循环管道系统的诱导振动分析[J]. 胡霞,贺娇,于化龙,王江云,魏耀东. 化工机械, 2018(04)
  • [7]斜管-阀门系统内气固两相流流态及其对管路振动的影响研究[D]. 王创博. 中国石油大学(北京), 2018(01)
  • [8]基于欧拉—拉格朗日方法的密相输运床气固流动模拟研究[D]. 马乔. 中国科学院大学(中国科学院工程热物理研究所), 2017(11)
  • [9]FCC催化剂在45°斜管内下料特性的实验分析[J]. 曹晓阳,孔文文,贾梦达,韩强,严超宇,魏耀东. 石油学报(石油加工), 2016(06)
  • [10]催化裂化装置催化剂颗粒循环回路下行流动系统不稳定特性的研究[D]. 魏志刚. 中国石油大学(北京), 2017(02)

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负压差立管气固流动不稳定性试验分析
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