流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁傳熱特性研究答辯人：導(dǎo)師：流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁答辯人：1

目錄信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)選題背景研究內(nèi)容及意義總結(jié)建議工程應(yīng)用2431目錄信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)選題背景研究內(nèi)容及意義總結(jié)

?選題背景及意義:背景焦炭是鋼鐵工業(yè)、冶煉業(yè)的原燃料我國是焦炭生產(chǎn)大國2009年我國焦炭產(chǎn)能為4.5億噸，產(chǎn)量為3.4億噸。占世界焦炭產(chǎn)量的66%。煉焦裝爐煤平均含水率為11%每年有4150萬噸水被耗熱蒸發(fā)并進(jìn)入難以處理的煉焦廢水當(dāng)中去，帶來環(huán)境污染問題。環(huán)境污染能源浪費(fèi)焦炭品質(zhì)降低焦炭產(chǎn)量低影響焦?fàn)t使用壽命信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?選題背景及意義背景焦炭是鋼鐵工業(yè)、冶煉業(yè)的原燃料我國是

相關(guān)資料報道煉焦過程中煤中水分每增加1%，多耗熱能62.0MJ/t(干煤)節(jié)省煉焦耗熱能10.6kgce/t(干煤)全年可節(jié)省煉焦用熱360萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。煤調(diào)濕技術(shù)：減少煉焦廢水排放1890萬t/a減少CO2排放1250萬t/a（若按每噸焦炭減排CO248kg）增加焦炭產(chǎn)量7%左右若用焦?fàn)t煙道氣作煤調(diào)濕熱源：信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)相關(guān)資料報道煉焦過程中煤中水分每增加1%，多耗熱能62.煤調(diào)濕工藝（CoalMoistureControl簡稱CMC）指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，基本原理是將煉焦用煤在裝爐前利用外熱進(jìn)行加熱干燥、脫水，達(dá)到煤的水分調(diào)節(jié)和控制，按照目前煉焦工藝要求把煤中水分控制在6%左右。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)煤調(diào)濕工藝指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術(shù)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹1.滾筒式CMC工藝技術(shù)（熱載體為蒸汽、導(dǎo)熱油）不足：傳熱不均勻，傳熱強(qiáng)度低，能耗消耗大；熱源局限性大（消耗優(yōu)質(zhì)熱源）；系統(tǒng)調(diào)節(jié)局限性較大。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹1.滾筒式CMC工藝技術(shù)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)2.流化床式CMC工藝技術(shù)不足：長距離輸送，電耗量大；熱損失大；煙道氣的供熱能力有限，雨季調(diào)濕難度大；煤塵總量大，環(huán)保效果差；系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性能差信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)2.流化床國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)3.梯級篩分內(nèi)置熱式流化床式煤調(diào)濕系統(tǒng)避免過度粉碎和能量不合理投入低品位的熱能有效利用除塵造粒裝置，細(xì)粉回收可調(diào)節(jié)性能好信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)3.梯級篩1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；4-電動調(diào)節(jié)閥；5-排料裝置；6-粗煤排料裝置；7-返混煤料出口；8-再熱器內(nèi)置熱式流化床式煤調(diào)濕機(jī)1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；4-電動調(diào)節(jié)閥5-排料裝置；6-粗煤排料裝置；7-返混煤料出口；8-再熱器流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁傳熱特性研究信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；內(nèi)置熱式流化床式

?研究內(nèi)容及意義:主要內(nèi)容：1）通過實驗，觀察其含水率、熱流密度、流化風(fēng)速等對傳熱系數(shù)的影響。2）分析以上影響因素對傳熱系數(shù)的影響規(guī)律。采用量綱分析法建立數(shù)學(xué)

模型，以實驗實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用matlab擬合得到影響因素關(guān)系的函數(shù)式。3）結(jié)合工程實際應(yīng)用情況，分析實驗數(shù)據(jù)，該實驗在一定程度上，對工程應(yīng)用具有理論和操作上的參考價值。以上研究成果為工程裝備工業(yè)化設(shè)計以及運(yùn)行調(diào)節(jié)提供理論依據(jù)和參考研究方法：采用理論分析、計算和實驗研究相結(jié)合重點研究：含水率對傳熱特性的影響信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?研究內(nèi)容及意義主要內(nèi)容：研究方法：采用理論分析、計算和

?研究內(nèi)容

實驗裝置1實驗測量3結(jié)果、分析4

2操作步驟信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?研究內(nèi)容實驗裝置1實驗測量3結(jié)果、分析42操作步

風(fēng)室內(nèi)置熱流化床沉降室流化床反應(yīng)器

實驗裝置1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)風(fēng)室內(nèi)置熱流化床沉降室流化床反應(yīng)器實驗裝置1信義勤愛實驗臺系統(tǒng)簡圖

1-沉降室；2-流化床床體；3-風(fēng)室；4-渦街流量計；5-進(jìn)風(fēng)管路；6-離心鼓風(fēng)機(jī)；7-出風(fēng)管路；

實驗裝置1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗臺系統(tǒng)簡圖1-沉降室；2-流化床床體；3-風(fēng)室；4-渦實驗步驟

2操作步驟物料準(zhǔn)備1）篩分物料：粒度范圍：0-4mm平均粒徑：1mm2）不同含水率煤的配制：按一定的含水百分率向煤料中加入一定體積的水，攪拌使兩者完全混合。開啟風(fēng)機(jī)，同時給加熱棒施加電勢使其升溫。待床料被正式流化，且加熱管溫度恒定，維持加熱管加熱功率不變，同時提取2g煤樣測其含水率。實驗升溫流化放料采集數(shù)據(jù)1）采用降速法，待床內(nèi)工況穩(wěn)定時，記錄壁溫和床溫、內(nèi)部壓降；2）風(fēng)速降至0，提取煤樣測取水分；3）數(shù)據(jù)處理與分析。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗步驟2操作步驟物料準(zhǔn)備1）篩分物料：開啟風(fēng)機(jī)，同時給被測量

實驗測量3被測量床層溫度℃管壁溫度℃進(jìn)風(fēng)量m3/h測點壓降Pa輸入電勢V煤含水率%符號表示TwTbQP0U對被測量進(jìn)行處理：1)加熱棒電功率/W：P=（U2/R）2)傳熱系數(shù)/W/(㎡·K)：h=P/[A1*(Tb-Tw)]

3)床層壓降/Pa：△P=P0-Pc

，Pc=0.002u2+0.04u+2.1284)表觀氣速/(m/s)：ug=Q/（3600*Acz）

（注：R--加熱棒電阻；A1--管側(cè)壁面面積；Acz--布風(fēng)板面積0.0642m2）信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)被測量實驗測量3被測量床層溫度管壁溫度進(jìn)風(fēng)量測點壓降輸測量儀器

實驗測量3空氣流量含水率內(nèi)部壓降床料、壁面溫度干燥箱壓差變送器熱電偶信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗測量3空氣含水率內(nèi)部床料、壁面溫度干燥箱壓差變

結(jié)果、分析4

熱流密度對傳熱特性的影響

含水率對傳熱特性的影響

表觀氣速對傳熱特性的影響信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4熱流密度對傳熱特性的影響含水率對傳熱特性熱流密度對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳熱系數(shù)的主要因素。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影表觀氣速對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

適度增大表觀氣速可以強(qiáng)化顆粒與壁面的傳熱，表觀氣速過大，顆粒濃度減小，熱阻增大，傳熱削弱。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4適度增大表觀氣速可以強(qiáng)化顆粒與壁面的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

當(dāng)煤中水分的增加，還未能阻礙顆粒的自由運(yùn)動，對顆粒的流化不起惡化作用的情況下，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4當(dāng)煤中水分的增加，還未能阻礙顆粒的自由小節(jié)

1）熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳熱系數(shù)的主要因素，甚至可以忽略；2）流化過程中，隨著流化風(fēng)速的升高，流化介質(zhì)與加熱管壁間的傳熱系數(shù)值呈現(xiàn)出先增高后下降的趨勢；3）在利用該內(nèi)置熱流化床裝置進(jìn)行干燥煤料時，物料的含水率應(yīng)<16%。過高的含水率會惡化流化，導(dǎo)致傳熱系數(shù)偏低。結(jié)果、分析4信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1）熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4通過量綱分析法和量綱齊次原則，設(shè)這些影響因素之間的關(guān)系函數(shù)為：各變量用基本量綱表示寫出一般π項寫出量綱矩陣信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4通過量綱分析法和量綱齊次原則，設(shè)這些影響因素之建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4整理后即為：可寫成信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4整理后即為：可寫成信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4一個物理量又可以表示為基本量乘冪的之積，因此數(shù)學(xué)模型應(yīng)用范圍：物料的粒度范圍是0-4mm平均粒徑是2mm25<Re<65，6%<W<16%。利用軟件Matlab2019a非線性最小二乘法經(jīng)驗證，傳熱系數(shù)的計算值與實驗值間的誤差控制在±10%以內(nèi)，能夠滿足工程設(shè)計精度要求，因此，該公式能夠較準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4一個物理量又可以表示為基本量乘冪的之積，因此數(shù)

?工程應(yīng)用柳鋼煤調(diào)濕工藝介紹1

2運(yùn)行數(shù)據(jù)及計算結(jié)果信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?工程應(yīng)用柳鋼煤調(diào)濕12運(yùn)行數(shù)據(jù)信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

圖11調(diào)濕機(jī)示意圖1-調(diào)濕機(jī)入口給料裝置；2-流化空氣預(yù)熱模塊；3-調(diào)濕風(fēng)機(jī)；4-流化風(fēng)機(jī)；5-煤調(diào)濕模塊；6-細(xì)料溢流口排料裝置；7-粗煤排料口；8-熱水進(jìn)口；9-熱水出口；10-流化空氣排放再熱器柳鋼煤調(diào)濕工藝介紹1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)圖11調(diào)濕機(jī)示意圖柳鋼煤調(diào)濕1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

運(yùn)行數(shù)據(jù)及計算結(jié)果2序號工況

1工況

2工況

3煤側(cè)傳熱系數(shù)調(diào)濕機(jī)入口煤質(zhì)流量（t/h）132.00145.60163.80入口煤含水率（%）11.8011.7012.00溢流口細(xì)煤質(zhì)流量（t/h）107.00120.60138.80溢流口細(xì)煤含水率（%）4.705.746.80溢流口細(xì)煤溫度（℃）37.3031.0027.10粗煤排口質(zhì)流量（t/h）25.0025.0025.00粗煤排扣含水率（%）5.906.268.50熱水進(jìn)口溫度（℃）133.40130.20133.80熱水出口溫度（℃）110.00108.00118.10煤進(jìn)口溫度（℃）20.0020.0018.70煤出口溫度（℃）37.3037.3029.00出口煤平均含水率（%）0.050.060.08干煤質(zhì)流量（t/h）116.42128.56144.14調(diào)濕機(jī)出口煤質(zhì)量流量(t/h)122.94136.77156.08蒸發(fā)水量（t/h）9.068.837.72剩余水量（t/h）6.528.2111.94干煤比熱（KJ//kg*k）1.251.251.25水的比熱(KJ/kg*k)4.184.184.18水的潛熱(KJ/kg)2257.602257.602257.60干煤吸熱量（W）Q1701590.43774752.91517164.65水蒸發(fā)吸熱量（W）Q25863739.925714072.774930773.61剩余水吸熱量（W）Q3130884.52164841.05142801.28煤側(cè)吸熱總量（W）Q6696214.876653666.735590739.54煤側(cè)換熱面積（m2）1220.401220.401220.40一端溫差t196.1092.90104.80另一端溫差t290.0088.0099.40煤側(cè)溫壓（℃）△t93.0290.43102.08煤側(cè)平均傳熱系數(shù)（W/m2*k）58.9960.2944.88流化空氣側(cè)傳熱系數(shù)調(diào)濕風(fēng)機(jī)總風(fēng)量（Nm3/h）114613.00115612.00126268.00調(diào)濕機(jī)流化氣體進(jìn)口溫度（℃）73.5074.5077.00調(diào)濕機(jī)流化氣體出口溫度（℃）95.2093.00102.00空氣平均比熱（KJ//Nm3*k）1.321.321.32流化空氣吸熱量（W）911937.44784234.731157456.67流化氣側(cè)換熱面積（m2）1220.401220.401220.40一端溫差t138.2037.2031.80另一端溫差t236.5033.5041.10流化氣側(cè)溫壓△t37.3435.3236.25流化氣側(cè)平均傳熱系數(shù)(W/m2*k)20.0118.1926.16總體傳熱系數(shù)K（W/m2*k）79.0078.4971.04參照論文41-43信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)及計算結(jié)果2序號工況1工況2工況3煤側(cè)傳熱系

運(yùn)行值實驗值對比3柳鋼煤調(diào)濕：含水率為12%的煉焦煤進(jìn)行調(diào)濕時壁面與床料間的傳熱系數(shù)維持在71~80w/(m2k)試驗臺調(diào)濕：含水率12%的煤調(diào)濕對應(yīng)的最大傳熱系數(shù)范圍為152~198w/(m2k)信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實際運(yùn)行時傳熱系數(shù)偏低運(yùn)行值3柳鋼煤調(diào)濕：含水率為12%的煉焦煤進(jìn)行調(diào)濕時壁面

運(yùn)行值實驗值對比3實際運(yùn)行：現(xiàn)場運(yùn)行環(huán)境較復(fù)雜，煤料很難達(dá)到充分流化實

驗：中的傳熱系數(shù)是在煤料達(dá)到了充分流化狀態(tài)下計算得到的1）實驗物料粒徑分布差距大實際運(yùn)行：煉焦煤粒徑范圍為0~25mm（平均粒徑=2mm）

實

驗：煤料粒度范圍在0~4mm（平均粒度約為1mm）2）物料與換熱面接觸面積不同

實際運(yùn)行：床料僅埋沒加熱面的2/3

實

驗：中料層是完全浸沒換熱面

3）流化程度不同信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)主要原因運(yùn)行值31）實驗物料粒徑分布差距大信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)主

?總結(jié)建議主要結(jié)論研究不足信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?總結(jié)建議主要結(jié)論研究不足信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

1)水平埋管提供的熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳熱系數(shù)的主要因素，甚至可以忽略。2)適度增大流化氣速，可以強(qiáng)化煤顆粒與壁面的傳熱。但表觀氣速不易過大，過大的氣流速度導(dǎo)致顆粒濃度減小、熱阻增大、削弱傳熱。3)粗煤粒的含水率在介于6%~15%時，傳熱系數(shù)隨含水率的增加而增加；當(dāng)煤的含水率為18%~20%時，傳熱系數(shù)急劇下降。4)通過量綱分析，結(jié)合非線性最小二乘法推導(dǎo)出含水率、流化氣速與傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式。經(jīng)驗證，傳熱系數(shù)的計算值與實驗值間的誤差控制在±10%以內(nèi)，能夠滿足工程設(shè)計精度要求。所以，此關(guān)聯(lián)式可以對不同風(fēng)速和含水率情況下傳熱效果的預(yù)測。5)通過對柳鋼煤調(diào)濕機(jī)實際運(yùn)行工況下床層與管壁間的傳熱系數(shù)與相關(guān)實驗值進(jìn)行對比，在某種程度上說明了該實驗的正確性，同時也驗證了該煤調(diào)濕工藝的可行性和實用性。主要結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1)水平埋管提供的熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響

1）找到使物料流動惡化時的含水率，需對濕煤的臨界含水率做進(jìn)一步研究；2）本文盡管推導(dǎo)出煤料與埋管壁面間傳熱系數(shù)的關(guān)聯(lián)式，但是具有很大的局限性，若想得到應(yīng)用范圍更廣的關(guān)聯(lián)式，還需要做大量的實驗。

以上兩方面內(nèi)容是后續(xù)研究工作的一個方向研究不足信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1）找到使物料流動惡化時的含水率，需對濕煤的臨界含水率做進(jìn)敬請各位專家領(lǐng)導(dǎo)批評指正！信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)敬請各位專家領(lǐng)導(dǎo)批評指正！信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁傳熱特性研究答辯人：導(dǎo)師：流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁答辯人：36

目錄信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)選題背景研究內(nèi)容及意義總結(jié)建議工程應(yīng)用2431目錄信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)選題背景研究內(nèi)容及意義總結(jié)

?選題背景及意義:背景焦炭是鋼鐵工業(yè)、冶煉業(yè)的原燃料我國是焦炭生產(chǎn)大國2009年我國焦炭產(chǎn)能為4.5億噸，產(chǎn)量為3.4億噸。占世界焦炭產(chǎn)量的66%。煉焦裝爐煤平均含水率為11%每年有4150萬噸水被耗熱蒸發(fā)并進(jìn)入難以處理的煉焦廢水當(dāng)中去，帶來環(huán)境污染問題。環(huán)境污染能源浪費(fèi)焦炭品質(zhì)降低焦炭產(chǎn)量低影響焦?fàn)t使用壽命信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?選題背景及意義背景焦炭是鋼鐵工業(yè)、冶煉業(yè)的原燃料我國是

相關(guān)資料報道煉焦過程中煤中水分每增加1%，多耗熱能62.0MJ/t(干煤)節(jié)省煉焦耗熱能10.6kgce/t(干煤)全年可節(jié)省煉焦用熱360萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。煤調(diào)濕技術(shù)：減少煉焦廢水排放1890萬t/a減少CO2排放1250萬t/a（若按每噸焦炭減排CO248kg）增加焦炭產(chǎn)量7%左右若用焦?fàn)t煙道氣作煤調(diào)濕熱源：信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)相關(guān)資料報道煉焦過程中煤中水分每增加1%，多耗熱能62.煤調(diào)濕工藝（CoalMoistureControl簡稱CMC）指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，基本原理是將煉焦用煤在裝爐前利用外熱進(jìn)行加熱干燥、脫水，達(dá)到煤的水分調(diào)節(jié)和控制，按照目前煉焦工藝要求把煤中水分控制在6%左右。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)煤調(diào)濕工藝指“煉焦裝爐煤水分控制”工藝，它是在干燥煤煉焦技術(shù)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹1.滾筒式CMC工藝技術(shù)（熱載體為蒸汽、導(dǎo)熱油）不足：傳熱不均勻，傳熱強(qiáng)度低，能耗消耗大；熱源局限性大（消耗優(yōu)質(zhì)熱源）；系統(tǒng)調(diào)節(jié)局限性較大。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹1.滾筒式CMC工藝技術(shù)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)2.流化床式CMC工藝技術(shù)不足：長距離輸送，電耗量大；熱損失大；煙道氣的供熱能力有限，雨季調(diào)濕難度大；煤塵總量大，環(huán)保效果差；系統(tǒng)可調(diào)節(jié)性能差信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)2.流化床國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)3.梯級篩分內(nèi)置熱式流化床式煤調(diào)濕系統(tǒng)避免過度粉碎和能量不合理投入低品位的熱能有效利用除塵造粒裝置，細(xì)粉回收可調(diào)節(jié)性能好信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)國內(nèi)外主要CMC工藝技術(shù)介紹流化床式CMC工藝技術(shù)3.梯級篩1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；4-電動調(diào)節(jié)閥；5-排料裝置；6-粗煤排料裝置；7-返混煤料出口；8-再熱器內(nèi)置熱式流化床式煤調(diào)濕機(jī)1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；4-電動調(diào)節(jié)閥5-排料裝置；6-粗煤排料裝置；7-返混煤料出口；8-再熱器流化床內(nèi)流化介質(zhì)與水平埋管管壁傳熱特性研究信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1-給料裝置；2-內(nèi)置換熱管；3-流化風(fēng)機(jī)；內(nèi)置熱式流化床式

?研究內(nèi)容及意義:主要內(nèi)容：1）通過實驗，觀察其含水率、熱流密度、流化風(fēng)速等對傳熱系數(shù)的影響。2）分析以上影響因素對傳熱系數(shù)的影響規(guī)律。采用量綱分析法建立數(shù)學(xué)

模型，以實驗實測數(shù)據(jù)為依據(jù)，利用matlab擬合得到影響因素關(guān)系的函數(shù)式。3）結(jié)合工程實際應(yīng)用情況，分析實驗數(shù)據(jù)，該實驗在一定程度上，對工程應(yīng)用具有理論和操作上的參考價值。以上研究成果為工程裝備工業(yè)化設(shè)計以及運(yùn)行調(diào)節(jié)提供理論依據(jù)和參考研究方法：采用理論分析、計算和實驗研究相結(jié)合重點研究：含水率對傳熱特性的影響信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?研究內(nèi)容及意義主要內(nèi)容：研究方法：采用理論分析、計算和

?研究內(nèi)容

實驗裝置1實驗測量3結(jié)果、分析4

2操作步驟信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?研究內(nèi)容實驗裝置1實驗測量3結(jié)果、分析42操作步

風(fēng)室內(nèi)置熱流化床沉降室流化床反應(yīng)器

實驗裝置1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)風(fēng)室內(nèi)置熱流化床沉降室流化床反應(yīng)器實驗裝置1信義勤愛實驗臺系統(tǒng)簡圖

1-沉降室；2-流化床床體；3-風(fēng)室；4-渦街流量計；5-進(jìn)風(fēng)管路；6-離心鼓風(fēng)機(jī)；7-出風(fēng)管路；

實驗裝置1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗臺系統(tǒng)簡圖1-沉降室；2-流化床床體；3-風(fēng)室；4-渦實驗步驟

2操作步驟物料準(zhǔn)備1）篩分物料：粒度范圍：0-4mm平均粒徑：1mm2）不同含水率煤的配制：按一定的含水百分率向煤料中加入一定體積的水，攪拌使兩者完全混合。開啟風(fēng)機(jī)，同時給加熱棒施加電勢使其升溫。待床料被正式流化，且加熱管溫度恒定，維持加熱管加熱功率不變，同時提取2g煤樣測其含水率。實驗升溫流化放料采集數(shù)據(jù)1）采用降速法，待床內(nèi)工況穩(wěn)定時，記錄壁溫和床溫、內(nèi)部壓降；2）風(fēng)速降至0，提取煤樣測取水分；3）數(shù)據(jù)處理與分析。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗步驟2操作步驟物料準(zhǔn)備1）篩分物料：開啟風(fēng)機(jī)，同時給被測量

實驗測量3被測量床層溫度℃管壁溫度℃進(jìn)風(fēng)量m3/h測點壓降Pa輸入電勢V煤含水率%符號表示TwTbQP0U對被測量進(jìn)行處理：1)加熱棒電功率/W：P=（U2/R）2)傳熱系數(shù)/W/(㎡·K)：h=P/[A1*(Tb-Tw)]

3)床層壓降/Pa：△P=P0-Pc

，Pc=0.002u2+0.04u+2.1284)表觀氣速/(m/s)：ug=Q/（3600*Acz）

（注：R--加熱棒電阻；A1--管側(cè)壁面面積；Acz--布風(fēng)板面積0.0642m2）信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)被測量實驗測量3被測量床層溫度管壁溫度進(jìn)風(fēng)量測點壓降輸測量儀器

實驗測量3空氣流量含水率內(nèi)部壓降床料、壁面溫度干燥箱壓差變送器熱電偶信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)實驗測量3空氣含水率內(nèi)部床料、壁面溫度干燥箱壓差變

結(jié)果、分析4

熱流密度對傳熱特性的影響

含水率對傳熱特性的影響

表觀氣速對傳熱特性的影響信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4熱流密度對傳熱特性的影響含水率對傳熱特性熱流密度對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳熱系數(shù)的主要因素。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影表觀氣速對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

適度增大表觀氣速可以強(qiáng)化顆粒與壁面的傳熱，表觀氣速過大，顆粒濃度減小，熱阻增大，傳熱削弱。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4適度增大表觀氣速可以強(qiáng)化顆粒與壁面的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4煤中水分在一定范圍內(nèi)，煤料與管壁間的傳含水率對傳熱特性的影響

結(jié)果、分析4

當(dāng)煤中水分的增加，還未能阻礙顆粒的自由運(yùn)動，對顆粒的流化不起惡化作用的情況下，煤料與管壁間的傳熱系數(shù)是隨著煤中含水率的增加而增大的。結(jié)論信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4當(dāng)煤中水分的增加，還未能阻礙顆粒的自由小節(jié)

1）熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳熱系數(shù)的主要因素，甚至可以忽略；2）流化過程中，隨著流化風(fēng)速的升高，流化介質(zhì)與加熱管壁間的傳熱系數(shù)值呈現(xiàn)出先增高后下降的趨勢；3）在利用該內(nèi)置熱流化床裝置進(jìn)行干燥煤料時，物料的含水率應(yīng)<16%。過高的含水率會惡化流化，導(dǎo)致傳熱系數(shù)偏低。結(jié)果、分析4信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)1）熱流密度對傳熱系數(shù)的影響很小，不視為影響物料與管壁間傳建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4通過量綱分析法和量綱齊次原則，設(shè)這些影響因素之間的關(guān)系函數(shù)為：各變量用基本量綱表示寫出一般π項寫出量綱矩陣信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4通過量綱分析法和量綱齊次原則，設(shè)這些影響因素之建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4整理后即為：可寫成信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4整理后即為：可寫成信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)建立傳熱系數(shù)關(guān)系準(zhǔn)則數(shù)

結(jié)果、分析4一個物理量又可以表示為基本量乘冪的之積，因此數(shù)學(xué)模型應(yīng)用范圍：物料的粒度范圍是0-4mm平均粒徑是2mm25<Re<65，6%<W<16%。利用軟件Matlab2019a非線性最小二乘法經(jīng)驗證，傳熱系數(shù)的計算值與實驗值間的誤差控制在±10%以內(nèi)，能夠滿足工程設(shè)計精度要求，因此，該公式能夠較準(zhǔn)確地對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測。信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)結(jié)果、分析4一個物理量又可以表示為基本量乘冪的之積，因此數(shù)

?工程應(yīng)用柳鋼煤調(diào)濕工藝介紹1

2運(yùn)行數(shù)據(jù)及計算結(jié)果信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)?工程應(yīng)用柳鋼煤調(diào)濕12運(yùn)行數(shù)據(jù)信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

圖11調(diào)濕機(jī)示意圖1-調(diào)濕機(jī)入口給料裝置；2-流化空氣預(yù)熱模塊；3-調(diào)濕風(fēng)機(jī)；4-流化風(fēng)機(jī)；5-煤調(diào)濕模塊；6-細(xì)料溢流口排料裝置；7-粗煤排料口；8-熱水進(jìn)口；9-熱水出口；10-流化空氣排放再熱器柳鋼煤調(diào)濕工藝介紹1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)圖11調(diào)濕機(jī)示意圖柳鋼煤調(diào)濕1信義勤愛思學(xué)志遠(yuǎn)

運(yùn)行數(shù)據(jù)及計算結(jié)果2序號工況

1工況

2工況

3煤側(cè)傳熱系數(shù)調(diào)濕機(jī)入口煤質(zhì)流量（t/h）132.00145.60163.80入口煤含水率（%）11.8011.7012.00溢流口細(xì)煤質(zhì)流量（t/h）107.00120.60138.80溢流口細(xì)煤含水率（%）4.705.746.80溢流口細(xì)煤溫度（℃）37.3031.0027.10粗煤排口質(zhì)流量（t/h）25.0025.0025.00粗煤排扣含水率（%）5.906.268.50熱水進(jìn)口溫度（℃）133.40130.20133.80熱水出口溫度（℃）110.00108.00118.10煤進(jìn)口溫度（℃）20.0020.0018.70煤出口溫度（℃）37.3037.3029.00出口煤平均含水率（%）0.050.060.08干煤質(zhì)流量（t/h）116.42128.56144.14調(diào)濕機(jī)出口煤質(zhì)量流量(t/h)122.94136.77156.08蒸發(fā)水量（t/h）9.068.837.72剩余水量（t/h）6.528.2111.94干煤比熱（KJ//kg*k）1.251.251.25水的比熱(KJ/kg*k)4.184.184.18水的潛熱(KJ/kg)2257.602257.602257.60干煤吸熱量（W）Q1701590.43774752.91517164.65水蒸發(fā)吸熱量（W）Q25863739.925714072.774930773.61剩余水吸熱量（W）Q3130884.52164841.05142801.28煤側(cè)吸熱總量（W）Q6696214.876653666.735590739.54煤側(cè)換熱面積（m2）1220.401220.401220.40一端溫差t196.1092.90104.80另一端溫差t290.0088.0099.40煤側(cè)溫壓（℃）△t93.0290.43102.08煤側(cè)平均傳熱系數(shù)（W/m2*k）58.9960.2944.88流化空氣側(cè)傳熱系數(shù)調(diào)濕風(fēng)機(jī)總風(fēng)量（Nm3/h）114613.00115612.00126268.00調(diào)濕機(jī)流化氣體進(jìn)口溫度（℃）73.5074.5077.00調(diào)濕機(jī)流化氣體出口溫度（℃）95.2093.00102.00空氣平均比熱（KJ//Nm3*k）1.321.321.32流化空氣吸熱量（W）911937.44784234.731157456.67流化氣側(cè)換熱面積（m2）1220.401220.401220.40一端溫差t138.2037.20