煤炭学报

作者：肖惠仁, 姚禹歌, 张缦, 吕俊复, 张扬, 祁传西, 陶世健, 胡昌华, 王振山,

关键词：锥形阀, 流量特性, 循环流化床锅炉, 孔口系统,

锥形阀作为一种性能优异的灰控阀，其调节性能对外置换热床的稳定运行十分重要。目前有关锥形阀流量特性的研究尚处于起步阶段，工业上设计和使用锥形阀大都通过经验选取，缺乏可靠理论依据。为此,设计并搭建了带锥形阀的小型流化床实验台，开展不同锥形阀开度x、流化风速u、初始床料高度h、阀体标称尺寸D对应工况实验，以探究开度、流化风速等因素对锥形阀流量特性的影响。为保证实验过程中床层高度及床压的稳定，对给料机流量与频率关系进行标定，从而可通过调节给料机流量使得其与阀流量保持动态平衡关系。在实验前通过马尔文粒度分析等，测得了实验颗粒的尺寸分布、堆积密度、真实密度等物理性质。实验结果表明,锥形阀开度x与阀流量之间基本呈线性关系，这与流通面积与开度之间呈现的近似线性关系相匹配，此外在实验中存在满开度使得流量达到饱和流量，进一步增大开度流量保持不变。对阀内颗粒流动进行了分析，认为锥形阀本质上属于孔口流动系统，进一步发现锥形阀流量由进料流量和出料流量决定，给出了饱和流量点出现的理论解释并分析各因素对进料和出料流量的影响。实验中发现流化风速u对阀流量影响较小,流化风速从2.5umf增加到5umf，流量仅增大2%左右，同时发现床压基本不随流化风速变化。初始床料高度h的增加主要影响床压，进而对锥形阀流量造成影响，随着h的增大，饱和流量Gm及对应的满开度xm也有小幅度增加，同时Gm的增加幅度大于xm。不同标称尺寸下，锥形阀的流量变化规律相似，饱和流量与阀体标称尺寸s之间大致呈现出2.1次方关系，满开度与阀体尺寸之间近似呈线性关系，结果可用于工业过程中锥形阀的设计与运行控制。

来源：2021年第5期

《煤炭学报》期刊编辑部

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