循環流化床鍋爐水冷壁受熱面磨損不停爐測厚的試驗研究

熱物理量測量方法的開發對于燃燒過程研究具有重要意義，本文工作包括兩大部分：

第一部分通過鍍膜式傳感器的開發，研究了循環流化床傳熱和磨損特性；

第二部分應用CCD攝象機進行了火焰可視化和溫度場測量方法的研究。

利用鎳金屬的良好的溫度電阻特性，采用磁控濺射工藝，開發了鍍膜式瞬態熱流傳感器，并建立了計算機數據采集系統，理論分析表明測量精度達0.00381℃;通過數值模擬和動態響應測試表明，測量系統具有至少39Hz的響應速度，系統能夠滿足循環流化床瞬態熱流測量的要求。

在循環流化床冷態實驗臺實驗獲得了密相區和稀相區各種工況下的瞬態傳熱系數時間序列，測量結果表明，循環流化床密相區傳熱強度大，信號脈動劇烈，而稀相區傳熱強度相對較小，信號脈動較微弱;當風速較低時，密相區的傳熱信號周期較強，而稀相區傳熱信號的隨機性表現相對強得多；

隨著風速的提高，密相區的傳熱信號素亂程度越來越強，其頻譜轉變為寬帶頻譜。引入混沌理論的嵌入變換理論對獲得的循環流化床瞬態傳熱時間序列進行了分析,首次給出了嵌入空間吸引子的物理意義和瞬態傳熱嵌入吸引子運行軌道示意圖，給循環流化床中顆粒相與氣相與受熱面的作用過程作出完整的描述，對循環流化床內顆粒相與相對瞬態傳熱過程的作用形成了新的理解。

利用與鍍膜式瞬態熱流傳感器類似的方法，采用NiCr作 為鍍膜材料，開發了鍍膜式磨損傳感器，為實驗室中材料磨損率的快速測定提供了--種新的手段。

通過對循環流化床內密相區模擬水平埋管、轉折角、懸浮段和頂棚磨損試驗表明，水平埋管磨損的周向分布存在明顯差異，迎風面的磨損明顯強于背風面，依據磨損量增長曲線可將埋管分為三個不同的磨損區域;循環床內懸浮空間受熱面磨損主要以沖刷磨損為主，循環流化床內轉折角的存在改變了床內邊壁區的顆粒流的方向，使磨損問題加劇，風速和床料粒徑也是影響轉折角磨損的主要因素;懸浮段的磨損情況相對較輕，只有在下部過渡段受到密相區顆粒的沖刷其磨損才較大:頂棚受熱面由于受到出口氣流的沖刷，表現出了較高的磨損率;試驗中還發現爐膛出口結構對頂棚的磨損分布有影響;本文還比較了在循環床爐膛出口加裝U-Beam前后的磨損情況。

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