[發明專利]一種循環流化床物料循環流率的在線測量裝置

在審

• 申請號: 201710617167.6
• 申請日: 2017-07-20
• 公開（公告）號: CN107389971A
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發明（設計）人: 楊海瑞;李輝;肖雨杰;呂俊復;張縵;劉青;岳光溪
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01P5/02
• 分類號: G01P5/02
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司31224
• 代理人: 陳駿鍵

技術領域

本發明涉及循環流化床技術領域，尤其涉及一種循環流化床物料循環流率的在線測量裝置。

背景技術

循環流化床是一種常用的反應裝置，廣泛應用于能源、石油、化工、冶金等行業。循環流率表示循環流化床內單位時間，單位時間的固體顆粒流率，是循環流化床的重要參數之一。一方面，循環流率的大小是判斷爐膛內氣固兩相流動狀態的重要參數，只有循環流率達到飽和夾帶率的條件下，爐膛內的氣固流動才能達到快速流態化的狀態，而且超過飽和夾帶率時可以處于不同的快速床狀態，所以循環物料流率的大小也是表征不同快速床狀態的判斷依據。另一方面，在循環流化床鍋爐內循環流率的大小影響外置換熱床的換熱能力。因此，循環流化床的測量對于循環流化床運行和傳熱燃燒均具有重要的意義。

目前在各種冷態或熱態循環流化床實驗臺上已有的循環流率測量方法有很多，但常見的主要是冷態環境下進行的循環流率測量，例如通過短時間關斷循環流化床下降料腿，測量物料在有限短時間內(不足以影響燃燒室物料的流動狀態)在關斷閥門上的物料累計量方式計算循環物料流率。但是，這種方式只可能在冷態透明材料的料腿條件下間斷進行。此外，還有一種沖擊式流量計，該裝置將一倒置V型盤懸掛在冷態CFB(循環流化床)裝置下的下降管中，測量顆粒下落中對盤的作用力。但是，該方法受到不穩定的自由下降顆粒流影響，測量誤差極大，而且也受下降管口徑的影響，不具備通用性。另外，文獻也曾報道過在循環流化床循環回路中的分離器部位，利用物料循環量與分離器阻力的關聯性測量物料循環量的研究。但是，由于氣體攜帶的顆粒流率與分離器的阻力呈非單調關系，加之必須同時測量氣體流量，所以該方法并未成功。

又例如，專利號為200810117401.X的中國專利公開了循環流化床物料循環流率測量方法，包括如下步驟：步驟1，來自旋風分離器被分離的物料連續下落通過翻板閥，經垂直管垂直落入緩沖罐；步驟2，物料計量段下部碟閥關閉，當翻板閥的翻板打開時，垂直管的垂直下落通道隨之關閉，物料經翻板導入分支管的物料計量段；步驟3：在翻板打開的瞬間，手柄連桿釋放計時器聯動開關按鈕，聯動開關閉合，計時器開始同步計時；步驟4，當物料計量段內物料堆積至2/3高度，關閉翻板，手柄連桿壓迫聯動開關按鈕同步斷開，計時器同步停止計時；步驟5，讀取計量段料位高度，計時器時間，根據標定的計量段內物料高度與物料質量的關系，循環床的面積，算出循環流率；步驟6，打開碟閥，讓物料計量段內的物料落入緩沖罐，計時器清零，準備下次測量。

再例如，專利號為200810198396.X的中國專利公開了一種用于循環流化床的循環流率測量裝置及其測量方法，該循環流率測量裝置包括有設置于循環流化床下降管上部分段內、并將該上部分段分隔為左右兩部分的隔板，該隔板上下兩端分別活動連接有上絲網擋板和下絲網擋板，該上絲網擋板另一端抵靠在上部分段內壁上，當處于待測狀態時，所述下絲網擋板呈豎直狀態或與上絲網擋板處于同側設置，當處于測量狀態時，所述上絲網擋板傾斜抵靠在上部分段內壁上，所述下絲網擋板另一端與上絲網擋板處于相異的一側并抵靠于上部分段內壁上。其測量方法包括如下步驟：(1)將下絲網擋板置于與上絲網擋板異側位置，并與上部分段內壁抵靠，此時時間設為t1，顆粒累積到下絲網擋板上；(2)當顆粒累積到預定高度h時，此時時間設為t2；(3)根據顆粒累積后的體積、t1和t2可計算出顆粒的循環流率G，設上部分段的半徑為r，下絲網擋板與隔板及上部分段內壁壁面形成的顆粒堆積空間內的顆粒體積量為V，顆粒堆積密度為ρ，循環流化床的上升段的半徑為R，顆粒堆積時間Δt＝t2-t1，則G＝ρV/(ΔtπR²)。

以上方法雖有各自的優缺點，但依舊停留在冷態循環流化床系統領域進行流率的測量，在實際生產情況中的850℃高溫環境中，以上方法并不適用。因此，研究一種在常溫以及在850℃～900℃高溫熱態環境下能夠正常工作的循環流率連續測量方法對循環流化床鍋爐的運行監控，以及冷態循環流化床裝置流化態基礎研究有著非常重要的意義。為此，申請人進行了有益的探索和嘗試，找到了解決上述問題的辦法，下面將要介紹的技術方案便是在這種背景下產生的。

發明內容

本發明所要解決的技術問題：針對現有技術的不足而提供一種能夠適用于循環流化床在冷態或熱態(850℃～900℃)條件下連續測量物料循環流率的循環流化床物料循環流率的在線測量裝置。

本發明所解決的技術問題可以采用以下技術方案來實現：

一種循環流化床物料循環流率的在線測量裝置，包括：