一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开的一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置，包括：一设置在循环流化床的物料回送阀的下降段下部的靶片，所述靶片的受力方向与颗粒流动方向一致；一杠杆，所述杠杆的一端延伸入所述物料回送阀内并与所述靶片连接，其另一端位于所述物料回送阀外；一压力传感器，所述压力传感器的测量端与所述杠杆位于所述物料回送阀外的那一端连接；以及一压力信号转换及显示单元，所述压力信号转换及显示单元与所述压力传感器连接，其接收所述压力传感器采集的压力信号并将该压力信号进行处理，转化成物料循环流率数据并进行显示。本发明专利技术采用测量靶片受力的方式，适用不同温度，可以连续测量，不干扰循环流化床的运行状态。

On line measuring device for circulating flow rate of material in circulating fluidized bed

Including the online measurement device, the invention discloses a circulating fluidized bed circulating flow rate: a set target in the circulating fluidized bed material returning valve down section at the lower part of the target by the flow direction of the direction of force and particle consistent; a lever, one end of the lever into the material feeding back valve in connection with the target, the other end is positioned in the material feeding back valve; a pressure sensor, the pressure sensor in the measuring end of the lever is located on the outside of the valve materials back end is connected with a pressure signal; and the conversion and display unit, the pressure signal conversion and display unit connected with the pressure sensor, the pressure signal receiving the pressure sensor and the pressure signal is processed into the circulating flow rate of material data and display. The method adopts the method of measuring the force acting on the target plate, applies to different temperatures, can be continuously measured, and does not interfere with the running state of the circulating fluidized bed.

【技术实现步骤摘要】
一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置
本专利技术涉及循环流化床
，尤其涉及一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置。
技术介绍
循环流化床是一种常用的反应装置，广泛应用于能源、石油、化工、冶金等行业。循环流率表示循环流化床内单位时间，单位时间的固体颗粒流率，是循环流化床的重要参数之一。一方面，循环流率的大小是判断炉膛内气固两相流动状态的重要参数，只有循环流率达到饱和夹带率的条件下，炉膛内的气固流动才能达到快速流态化的状态，而且超过饱和夹带率时可以处于不同的快速床状态，所以循环物料流率的大小也是表征不同快速床状态的判断依据。另一方面，在循环流化床锅炉内循环流率的大小影响外置换热床的换热能力。因此，循环流化床的测量对于循环流化床运行和传热燃烧均具有重要的意义。目前在各种冷态或热态循环流化床实验台上已有的循环流率测量方法有很多，但常见的主要是冷态环境下进行的循环流率测量，例如通过短时间关断循环流化床下降料腿，测量物料在有限短时间内(不足以影响燃烧室物料的流动状态)在关断阀门上的物料累计量方式计算循环物料流率。但是，这种方式只可能在冷态透明材料的料腿条件下间断进行。此外，还有一种冲击式流量计，该装置将一倒置V型盘悬挂在冷态CFB(循环流化床)装置下的下降管中，测量颗粒下落中对盘的作用力。但是，该方法受到不稳定的自由下降颗粒流影响，测量误差极大，而且也受下降管口径的影响，不具备通用性。另外，文献也曾报道过在循环流化床循环回路中的分离器部位，利用物料循环量与分离器阻力的关联性测量物料循环量的研究。但是，由于气体携带的颗粒流率与分离器的阻力呈非单调关系，加之必须同时测量气体流量，所以该方法并未成功。又例如，专利号为200810117401.X的中国专利公开了循环流化床物料循环流率测量方法，包括如下步骤：步骤1，来自旋风分离器被分离的物料连续下落通过翻板阀，经垂直管垂直落入缓冲罐；步骤2，物料计量段下部碟阀关闭，当翻板阀的翻板打开时，垂直管的垂直下落通道随之关闭，物料经翻板导入分支管的物料计量段；步骤3：在翻板打开的瞬间，手柄连杆释放计时器联动开关按钮，联动开关闭合，计时器开始同步计时；步骤4，当物料计量段内物料堆积至2/3高度，关闭翻板，手柄连杆压迫联动开关按钮同步断开，计时器同步停止计时；步骤5，读取计量段料位高度，计时器时间，根据标定的计量段内物料高度与物料质量的关系，循环床的面积，算出循环流率；步骤6，打开碟阀，让物料计量段内的物料落入缓冲罐，计时器清零，准备下次测量。再例如，专利号为200810198396.X的中国专利公开了一种用于循环流化床的循环流率测量装置及其测量方法，该循环流率测量装置包括有设置于循环流化床下降管上部分段内、并将该上部分段分隔为左右两部分的隔板，该隔板上下两端分别活动连接有上丝网挡板和下丝网挡板，该上丝网挡板另一端抵靠在上部分段内壁上，当处于待测状态时，所述下丝网挡板呈竖直状态或与上丝网挡板处于同侧设置，当处于测量状态时，所述上丝网挡板倾斜抵靠在上部分段内壁上，所述下丝网挡板另一端与上丝网挡板处于相异的一侧并抵靠于上部分段内壁上。其测量方法包括如下步骤：(1)将下丝网挡板置于与上丝网挡板异侧位置，并与上部分段内壁抵靠，此时时间设为t1，颗粒累积到下丝网挡板上；(2)当颗粒累积到预定高度h时，此时时间设为t2；(3)根据颗粒累积后的体积、t1和t2可计算出颗粒的循环流率G，设上部分段的半径为r，下丝网挡板与隔板及上部分段内壁壁面形成的颗粒堆积空间内的颗粒体积量为V，颗粒堆积密度为ρ，循环流化床的上升段的半径为R，颗粒堆积时间Δt＝t2-t1，则G＝ρV/(ΔtπR2)。以上方法虽有各自的优缺点，但依旧停留在冷态循环流化床系统领域进行流率的测量，在实际生产情况中的850℃高温环境中，以上方法并不适用。因此，研究一种在常温以及在850℃～900℃高温热态环境下能够正常工作的循环流率连续测量方法对循环流化床锅炉的运行监控，以及冷态循环流化床装置流化态基础研究有着非常重要的意义。为此，申请人进行了有益的探索和尝试，找到了解决上述问题的办法，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有技术的不足而提供一种能够适用于循环流化床在冷态或热态(850℃～900℃)条件下连续测量物料循环流率的循环流化床物料循环流率的在线测量装置。本专利技术所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置，包括：一设置在循环流化床的物料回送阀的下降段的下部且处于粘附滑移流动或鼓泡床流动状态的颗粒床层内的靶片，所述靶片的受力方向与颗粒流动方向一致；一杠杆，所述杠杆的一端延伸入所述物料回送阀内并与所述靶片连接，其另一端位于所述物料回送阀外；一压力传感器，所述压力传感器的测量端与所述杠杆位于所述物料回送阀外的那一端连接；以及一压力信号转换及显示单元，所述压力信号转换及显示单元与所述压力传感器连接，其接收所述压力传感器采集的压力信号并将该压力信号进行处理，转化成物料循环流率数据并进行显示。在本专利技术的一个优选实施例中，还包括一套设在所述杠杆外周上的保护套筒，所述保护套筒的一端与所述靶片与杠杆的连接处齐平，以保证颗粒流作用在固定截面的靶片上，其另一端固定在所述压力传感器的外壳上。在本专利技术的一个优选实施例中，所述保护套筒与杠杆之间的间隙应保证所述杠杆在受力形变后不会触碰到所述保护套筒的内壁，以免影响所述杠杆的受力传导。在本专利技术的一个优选实施例中，所述靶片、杠杆以及保护套筒采用耐热合金钢制成。在本专利技术的一个优选实施例中，还包括一吹扫器，所述吹扫器的吹扫进气端与高压空气源连接，其吹扫出气端连接在所述保护套筒上，高压空气源产生的高压空气通过吹扫器将所述保护套筒内的高温物料颗粒吹回到物料回送阀的下降段内，使得所述保护套筒和杠杆之间没有过多物料颗粒阻碍。在本专利技术的一个优选实施例中，在所述保护套筒位于循环流化床的物料回送阀外侧的外筒面上设置有一冷却结构。本专利技术的在线测量装置利用循环流化床物料循环系统中，在稳定运行状态下各点的物料循环流率均相等的特点，选定在循环回路中的物料回送阀的下降端的位置测量物料循环流率，该位置的物料流动处于稳定的粘附滑移流态或有微量气泡的鼓泡床状态，测量循环物料流的位置如图1所示。由于处于粘附滑移流或微鼓泡的鼓泡床状态的下降物料流具备近似流体54-的特性。在不同管径的下降腿内的流化物料稳定流动近似遵守稳定管流动规律。在管内不同径向位置的流速分布符合流体在圆管内的速度分布规律。因此，测定任一点的颗粒流体的下降速度可以解析出管内径向截面上的物料流率，其前提是粘附滑移流或鼓泡床内的气固两相流的密度已知。对所有循环流化床循环物料的粒度分布集中于一个比较窄的范围，可以视为一个代表性粒度的颗粒流动，该颗粒的初始流化状态的两项流密度仅为温度和流化气体的函数，是可预测和可测定的参数。测量点的物料流速分布如图2所示，截面速度分布符合流体分布规律。本专利技术的在线测量装置采用一个靶片放置于循环流化床的物料回送阀的下降段位置处，借用靶片在流体中受力的公式：F＝CDAPU2/2其中，F——靶板上受阻力的作用力；CD——物件阻力系数；P——工况下介质密度；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置，其特征在于，包括：一设置在循环流化床的物料回送阀的下降段的下部且处于粘附滑移流动或鼓泡床流动状态的颗粒床层内的靶片，所述靶片的受力方向与颗粒流动方向一致；一杠杆，所述杠杆的一端延伸入所述物料回送阀内并与所述靶片连接，其另一端位于所述物料回送阀外；一压力传感器，所述压力传感器的测量端与所述杠杆位于所述物料回送阀外的那一端连接；以及一压力信号转换及显示单元，所述压力信号转换及显示单元与所述压力传感器连接，其接收所述压力传感器采集的压力信号并将该压力信号进行处理，转化成物料循环流率数据并进行显示。

【技术特征摘要】
1.一种循环流化床物料循环流率的在线测量装置，其特征在于，包括：一设置在循环流化床的物料回送阀的下降段的下部且处于粘附滑移流动或鼓泡床流动状态的颗粒床层内的靶片，所述靶片的受力方向与颗粒流动方向一致；一杠杆，所述杠杆的一端延伸入所述物料回送阀内并与所述靶片连接，其另一端位于所述物料回送阀外；一压力传感器，所述压力传感器的测量端与所述杠杆位于所述物料回送阀外的那一端连接；以及一压力信号转换及显示单元，所述压力信号转换及显示单元与所述压力传感器连接，其接收所述压力传感器采集的压力信号并将该压力信号进行处理，转化成物料循环流率数据并进行显示。2.如权利要求1所述的循环流化床物料循环流率的在线测量装置，其特征在于，还包括一套设在所述杠杆外周上的保护套筒，所述保护套筒的一端与所述靶片与杠杆的连接处齐平，其另一端固...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨海瑞，李辉，肖雨杰，吕俊复，张缦，刘青，岳光溪，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11