学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

1025t/h W型火焰锅炉燃尽风参数优化

作 者: 陈曌
导 师: 李争起
学 校: 哈尔滨工业大学
专 业: 热能工程
关键词: 燃尽风 W型火焰锅炉 炉内过程数值模拟 NO_x排放
分类号: TK222
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 38次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
 

内容摘要


随着对NOx的日益重视,利用各种手段来降低锅炉的NOx排放越来越受到重视。本文对一台1025t/h W型火焰锅炉进行数值模拟,研究了燃尽风(OFA)的参数设置对炉内流动、燃烧及NOx生成过程的影响并选出适合的参数。本文选取的数学模型如下:气体湍流输运模型:采用通用的k-ε双方程模型;气固两相模型:采用拉格朗日随机轨道模型;辐射换热模型:以热流法为基础的P-1辐射模型;煤粉热解燃烧模型:气相燃烧采用的是混合分数法,焦炭燃烧采用的是扩散-动力控制燃烧模型,挥发份析出采用的是双步竞争反应模型。为了保证在模拟过程中所采用的数值模型和计算方法的可行性,本文将模拟与实验结果相对比,对煤粉炉进行了模拟。结果表明:实验和模拟所得出的流场趋势一致。数值模型和计算方法被验证以后,本文在原炉膛模型的基础上增设了燃尽风喷口,对不同的燃尽风工况进行了数值模拟,工况设置根据燃尽风喷口结构、燃尽风风量及燃尽风下倾角度而定。结果表明:随着燃尽风风量的增加, NOx生成减少,OFA射流的穿透深度增加, OFA风率需在20%以上;内直流外旋流喷口结构结构形式,既保证了气流的刚性,具有较大的射入深度,又保证了气流与周围气流的充分混合,同时NOx的排放也得到控制;随着燃尽风下倾角度由0°变化到50°,出口含碳量值先减小后增大,锅炉效率最高的是倾角为30°。综合比较:当燃尽风喷口结构为内直流外旋流喷口结构,风率为25%,下倾角度为30度,炉膛整体的燃烧情况和降NOx效果较好。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章 绪论  9-19
  1.1 课题背景  9-12
    1.1.1 不同W 型火焰锅炉的技术特点  9-10
    1.1.2 FW W 型火焰锅炉  10-12
  1.2 NO_x 的危害及生成过程  12-15
    1.2.1 NO_x 的危害  12-13
    1.2.2 NO_x 的形成机理  13
    1.2.3 低NO_x 燃烧技术  13-14
    1.2.4 课题研究方向  14-15
  1.3 Fluent 软件介绍  15-17
    1.3.1 Fluent 软件的基本模型  15-16
    1.3.2 Fluent 软件的特点及应用情况  16-17
  1.4 课题研究的意义与主要内容  17-18
    1.4.1 课题研究的意义  17
    1.4.2 课题研究的主要内容  17-18
  1.5 本章小结  18-19
第2章 煤粉炉内燃烧及NO 生成模型  19-36
  2.1 气相湍流模型  19-24
    2.1.1 微观模拟  19-20
    2.1.2 概率密度函数模拟  20
    2.1.3 统观模拟  20-21
    2.1.4 本文选用的模型  21-24
  2.2 气固两相流动模型  24-27
    2.2.1 单流体模型  24-25
    2.2.2 小滑移模型  25
    2.2.3 双流体模型  25
    2.2.4 颗粒轨道模型  25
    2.2.5 本文选用的模型  25-27
  2.3 辐射换热模型  27-29
    2.3.1 热流法  28
    2.3.2 蒙特卡洛法  28
    2.3.3 离散坐标法  28
    2.3.4 本文选用的模型  28-29
  2.4 煤粉燃烧模型  29-32
    2.4.1 挥发份热解模型  29-31
    2.4.2 焦炭燃烧模型  31-32
    2.4.3 本文所选用的模型  32
  2.5 NO 生成模型  32-34
    2.5.1 热力型NO 生成模型  33
    2.5.2 燃料型NO 生成模型  33-34
  2.6 本章小结  34-36
第3章 数值模拟边界条件及模型验证  36-45
  3.1 数值模拟对象  36-40
    3.1.1 模拟对象  36-38
    3.1.2 实验系统  38-40
  3.2 数值模拟手段  40-41
  3.3 数学建模  41-43
    3.3.1 计算建模简介  41
    3.3.2 模型网格划分  41-42
    3.3.3 边界条件的设定  42-43
    3.3.4 控制方程的离散和数值求解  43
  3.4 数学模型可靠性验证  43-44
  3.5 本章小结  44-45
第4章 燃尽风参数对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NO_x生成的影响  45-67
  4.1 燃尽风风量对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NO_x 生成的影响  45-52
    4.1.1 燃尽风量参数设置  45
    4.1.2 工况参数  45-46
    4.1.3 模拟结果分析  46-52
  4.2 燃尽风喷口结构对1025t  52-58
    4.2.1 喷口结构的选择  52
    4.2.2 工况参数安排  52
    4.2.3 模拟结果分析  52-58
  4.3 燃尽风下倾角度对1025t  58-66
    4.3.1 燃尽风下倾角度设置  58
    4.3.2 工况参数设置  58
    4.3.3 计算结果分析  58-66
  4.4 本章小结  66-67
结论  67-68
参考文献  68-72
攻读学位期间发表的学术论文  72-74
致谢  74

相似论文

  1. 二次风射流角度对W型火焰锅炉炉内气固流动的影响,TK229
  2. 二次风入射角度对W型火焰炉炉内单相流动的影响,TK229
  3. 燃尽风对W型火焰炉炉内气固流动影响的试验研究,TK229
  4. 670t/h四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程的数值模拟,TK224.11
  5. 基于燃烧监测的W型火焰锅炉简化模型及燃烧优化,TK229
  6. 典型煤种及混煤对NOx排放和锅炉结渣影响的数值模拟研究,TK227.1
  7. W型火焰锅炉三维温度场检测与运行,TK227
  8. 三次风对缝隙式W火焰锅炉炉内空气动力场的影响,TK223.2
  9. 浓淡分离对660MWeW锅炉燃烧特性影响的工业试验研究,TK223.23
  10. W型火焰锅炉拱上燃尽风结构及布置的研究,TK222
  11. W型火焰锅炉炉膛内数值模拟研究,TK221
  12. 煤质特性对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究,TK227.1
  13. 660MW拱上布置燃尽风W火焰锅炉单相流动特性试验研究,TK227
  14. 600MWe超临界W火焰锅炉一、二次风参数优化的试验研究,TK224.11
  15. 用于W型火焰锅炉百叶窗分离特性的模拟与试验研究,TK229
  16. 墙式切圆燃烧方式下SOFA不同布置方式时气流特性的研究,TK221
  17. 基于DSP的柴油机Urea-SCR控制系统研究,U464.172
  18. 锅炉整体空气分级燃烧NOx排放及控制的关键问题的试验研究,TK227
  19. 高挥发分煤种电站锅炉高效低NOx排放系统研究,TK229.6
  20. 基于炉内温度场可视化的燃烧优化控制方法研究,TK32

中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 蒸汽动力工程 > 蒸汽锅炉 > 设计、计算
© 2012 www.xueweilunwen.com