[发明专利]一种应用于循环流化床的循环流率测量装置及测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于循环流化床的循环流率测量装置及测量方法。 

背景技术

循环流率是循环流化床一个重要的操作参数，准确测量循环流率可以便于工作人员操作和调节循环流化床的运行参数。 

目前循环流化床的循环流率测量方法有： 

1)直接观察法：在流化床内加入示踪粒子，通过观察紧贴下降管壁面的示踪粒子的下降速度来求颗粒循环流率，缺点在于测量不准。 

2)蝶阀测量法：在测量段加入蝶阀，测量时关闭蝶阀测量颗粒的堆积速度。缺点在于只能设置在比较细的测量段，高循环流率下堆积速度快，测量精度降低。 

3)伴床法：将循环下落颗粒突然切入另一收集颗粒的伴床，测量规定时间内收集的颗粒量，缺点在于会影响循环流化床的压力平衡。 

4)专利200580045711.X采用光传感器来测量下降管的颗粒堆积时间，从而换算颗粒循环量，缺点在于测量的时候为了堆积一定的颗粒量，必须停止下降管的供气，使下降管完全处于静止堆积状态，即中断循环过程。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种可实现循环流化床内颗粒循环流率定量测量的装置及方法。 

为实现以上目的，本发明采取了以下的技术方案：一种应用于循环流化床的循环流率测量装置，所述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。 

隔板设置在下降管的上部分段内，一方面保证了在测量初始时刻收集到的是自循环流化床的旋风分离器分离下来的颗粒，而不是测量之前已经在下降管内沉积的颗粒，另一方面在测量的同时，保证下降管的下部分段有足够的颗粒维持循环不中断；丝网挡板在截流循环固体颗粒时，对下降管内的松动空气没有流通阻碍，使循环流率的测量操作不影响下降管的连续稳定运行，上丝网挡板可以阻止测量时颗粒由上丝网挡板一侧通道下落，这样能保证下丝网挡板收集到的颗粒是测量时间内的全部下落循环颗粒，使得测量精确。 

在测量状态时，为了使颗粒不在上丝网挡板上堆积，而尽可能落入下丝网挡板上，上丝网挡板的倾角应在大于颗粒的自然堆积角的前提下在上部分段允许空间内尽可能大，这样可保证颗粒滑落到下丝网挡板上。 

所述上丝网挡板和下丝网挡板为金属丝网。金属丝网制成的挡板不仅可以用于冷态测量而且可以用于热态的测量。 

所述下丝网挡板以水平方式抵靠于上部分段内壁上。下丝网挡板以水平方式抵靠在内壁上，相对于以倾斜角度设置在内壁上，避免了下丝网挡板与下降管管壁、隔板所围成的颗粒收集空间几何形状的不规则，降低了颗粒积累体积的计算难度。 

所述隔板以垂直平分下降管横截面的方式设置于上部分段内。通过平分的方式有利于下降管内隔板两侧的通道可交替切换测量，提高工作效率和装置可靠性，且隔板垂直设置结合下丝网挡板水平设置，使得收集颗粒的空间形状规则，进一步降低了颗粒积累体积计算的难度。 

所述上丝网挡板和下丝网挡板分别通过转轴与隔板铰接连接，该转轴穿出所述下降管的管壁与转动手柄连接。上丝网挡板和下丝网挡板均通过铰链连接固定在隔板上，因此可以通过机械控制装置，根据测量状态的不同控制丝网挡板的位置，结构简单，操作方便。 

本发明还提供了一种应用于循环流率测量装置的测量方法，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和t1，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)。 

所述隔板以垂直平分下降管横截面的方式设置于上部分段内，所述下丝网挡板以水平方式抵靠于上部分段内壁上，则V＝πr²h/2，循环流率