多喷嘴对置式水煤气化炉内颗粒挥发分火焰可视化分析.pdf
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1、 65 技术研究2023年第10期1 实验方法1.1 实验装置多喷嘴对置式水煤浆气化炉如图1所示,从图中可以看出可视化装置的布置,而气化炉分成两部分,一部分是上部的气化室,一部为下部的激冷室,而其壳体主要是不锈钢材质,而内部材质则是刚玉耐火层,并在两层间使用了陶瓷纤维的保温棉进行填充,并在气化室的中上外部位置安装同轴双通道水冷喷嘴,采取水平对置的安装方式,并加设热电偶在气化室的直筒区域,以此来有效的监测气化炉温度。使用高温内窥镜并加装在气化室的顶、喷嘴平面,并与高速相机相结合来对气化炉的燃烧进行有效的监视,然后再记录实际的颗粒反应状态1。在本次实验研究中主要运用了两组成像系统,一组在气化炉炉顶
2、的位置,使用了JAI工业相机、高温内窥镜,以此来监视燃烧的实际情况,一组安装在喷嘴平面位置,而此处使用PCO高速摄像机、高温内窥镜,以此来实现对喷嘴平面煤颗粒的反应加以记录2。1.2 实验条件设定煤、水煤浆等实验材料的性质见表1。而气化炉的操作条件主要是:水煤浆流速10kg/h、氧气流速140m/s、氧气流量81L/min、摩尔比1.2。1.3 图像处理选择喷嘴非射流区的回流区颗粒进行分析,因为部分颗粒在回流区运动,且速度低于射流区,可以更加清晰明了的查看挥发分的燃烧,设定相机4000fps,然后再对停留时间高的颗粒加以图像的处理,最后分析颗粒在气化基础上的挥发分特性。基于原始图像开展综合处理
3、,然后得出多喷嘴对置式水煤气化炉内颗粒挥发分火焰可视化分析朱志全陕煤集团榆林化学有限责任公司 陕西 神木 719300摘要:通过对多喷嘴对置式的水煤浆气化炉进行研究,利用可视化技术对气炉喷嘴的颗粒挥发分燃烧的过程进行监视并记录,分析气化环境下300m颗粒在挥发分火焰的尾迹形态,并对变化的过程加以深入的分析,最终结果显示;当颗粒经过挥发分后,火焰呈现为非典型的包络型火焰,并且挥发分后的尾迹形态受到两方面的影响,分别是颗粒脱挥发分所处阶段,以及颗粒相对气流运动状态,而且时间发生变化也会促进其不断的变化;当颗粒处于气流床气化还原性气氛时则会增加燃烧的时长。关键词:多喷嘴对置式 挥发分火焰 可视技术
4、燃烧 气流床气化炉V i s u a l i z a t i o n T e c h n o l o g y A n a l y s i s o f P a r t i c l e V o l a t i l e F l a me i n Mu l t i n o z z l e O p p o s i t e Wa t e r g a s G a s i f i e rZ h u Z h i q u a nShanxi Coal Group Yulin Chemical Co.,Ltd.,Shenmu 719300Abstract:This article conducts research
5、 on a multi nozzle opposed coal water slurry gasifier,and uses visualization technology to analyze the process of particle volatilization combustion in the gas furnace nozzle by combining physics and technology to analyze the gasification environment300.The wake morphology of m particles in volatile
6、 flame is analyzed in depth,and the final results show that when particles pass through volatile,the flame presents an atypical envelope type flame.The wake morphology after volatile is affected by two aspects,namely the stage of particle devolatilization and the relative airflow motion state of par
7、ticles,and changes in time also promote its continuous change;When particles are in a fluidized bed gasification reducing atmosphere,it will increase the combustion time.Keywords:Multi nozzle opposed type;Volatile flame;Visual technology;Burning;entrained flow gasifier图1 气化炉和可视化装置布置图技术研究 66 2023年第10
8、期颗粒及火焰的实际信息,而经过处理的图片可以看出挥发分的尾迹颗粒,而低温颗粒的高温尾迹火焰亮度高于背景,颗粒亮度低于背景,所以判定背景高亮度区域的火焰是有效面积,并低于气化炉的背景亮度。图像处理步骤主要为:(1)拍摄彩图进行转换成灰度图;(2)设置图像的亮度、对比度等参数来提升颗粒和火焰与背景的对比识别度;(3)滤波处理促进背景平坦化,减少背景图的不利干扰因素存在;(4)对图像阈值进行有效的分割,调整阈值分离出现火焰和颗粒与背景,对黑色区域及白色背景进行二值化的图像处理;(5)统计颗粒、火焰面积的实际参数,并换算得出颗粒和火焰的大小3。颗粒的平均大小在通过喷嘴的雾化处理之后有50.00%左右均
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