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循环流化床锅炉布风装置流场特性的数值模拟

作　者: 朱立平
导　师: 冯青；夏继胜
学　校: 景德镇陶瓷学院
专　业: 热能与动力工程
关键词: 循环流化床布风装置数值模拟流场特性
分类号: TK229.66
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
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内容摘要

循环流化床锅炉是近年来在国际上发展起来的新一代高效、低污染清洁燃烧技术,具有许多其他燃烧方式不具备的优点。然而,作为一种新型动力设备,其内部过程包括了燃烧、气固两相流动、传热和各种复杂化学反应等,是一个极为复杂的过程组合,它的许多内在规律还等待人们去研究了解。循环流化床燃烧所需的空气主要由布风系统提供,在运行中起了非常重要的作用。但是由于布风装置设计的不合理,导致了流化床布风板上的风帽漏渣严重,风室内的床渣大量堆积、结焦,机组无法安全连续运行。本课题将布风装置作为研究对象,对景德镇电厂150MW循环流化床锅炉进行各项相关的冷态实验,并采用计算流体力学软件—FLUENT对其布风装置流场特性进行数值模拟。分别通过对风帽、一次风室和炉膛在各种物理参数条件下,所显示出的不同流场特性的数学描述,以及冷态实验中的数据与数值模拟数据的对照分析,期望从中找出各物理参数之间的关系以及数学模型对流场的影响等,从而揭示了其内在规律,同时为循环流化床锅炉布风均匀性的改造与优化设计提供了依据。无论从能源高效利用还是从环境保护方面均具有重要意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 引言  7-14
  1.1 课题背景  7-9
  1.2 国内外现状及发展趋势  9-10
    1.2.1 国外循环流化床锅炉的现状及发展趋势  9
    1.2.2 国内循环流化床锅炉的现状及发展趋势  9-10
  1.3 课题研究对象及方法  10-13
    1.3.1 研究对象及存在的问题  10-11
    1.3.2 研究方法  11
    1.3.3 Fluent简介  11-13
  1.4 课题研究内容  13-14
2 475t/h循环流化床锅炉及布风装置介绍  14-21
  2.1 锅炉总体简介  14-16
  2.2 布风装置概况  16-21
    2.2.1 布风装置的作用  16
    2.2.2 布风装置形式及结构  16-21
3 风帽流场的数值模拟  21-46
  3.1 计算流体力学控制方程  21-28
    3.1.1 流体流动的基本控制方程  21-23
    3.1.2 湍流模型及其控制方程  23-28
  3.2 Fluent对风帽流场的模拟过程  28-33
    3.2.1 结构模型  28-29
    3.2.2 模型的网格划分  29-31
    3.2.3 求解计算  31-33
  3.3 计算结果分析  33-45
    3.3.1 风帽压降  33-39
    3.3.2 速度流场  39-42
    3.3.3 温度对流场特性的影响  42-45
  3.4 本章小结  45-46
4 一次风室流场的数值模拟  46-60
  4.1 一次风室的结构模型  46
  4.2 一次风室模型的网格划分  46-47
  4.3 求解设置  47
  4.4 模拟结果分析  47-58
    4.4.1 速度流场  47-55
    4.4.2 温度对流场特性的影响  55-58
    4.4.3 进口流速对流场特性的影响  58
  4.5 本章小结  58-60
5 炉膛流场的数值模拟  60-71
  5.1 结构模型的建立及网格划分  60-61
  5.2 求解设置  61
  5.3 速度流场分析  61-65
  5.4 压力场分析  65-67
  5.5 炉膛内气固两相流模拟  67-70
    5.5.1 颗粒相沿床的径向浓度分布  68-69
    5.5.2 颗粒沿床高度方向的浓度分布  69-70
  5.6 本章小结  70-71
6 结论  71-72
致谢  72-73
参考文献  73-75

循环流化床锅炉布风装置流场特性的数值模拟

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