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循环流化床二次风射流特性的冷态试验研究与数值模拟

作　者: 刘佳
导　师: 卢啸风
学　校: 重庆大学
专　业: 热能工程
关键词: 循环流化床锅炉 二次风射流 射程 流化风速 颗粒浓度
分类号: TK229.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 135次
引　用: 2次
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内容摘要


循环流化床燃烧技术以其燃料适应性广、污染物控制好、良好的负荷调节性能等优点成为洁净煤技术中最佳的选择。但是随着循环流化床锅炉大型化的发展,出现了许多的问题,二次风射流就是其中最重要的问题之一。二次风射流刚度如果不够,二次风就不能到达炉膛中心,势必会对炉膛中心的燃烧产生影响。为对这一问题有更好的了解,在一个可视化冷态实验装置上,采用漂珠为床料,对二次风射流特性进行了冷态试验。试验研究的内容主要有:①循环流化床锅炉模型的冷态流化特性试验;②对二次风喷口所在炉膛横截面的平均固体颗粒浓度进行测量;③对不同物料浓度、不同二次风速及不同二次风喷口直径条件下二次风的射程进行了实验研究。为了较准确的测量二次风的射程,试验采用不等温射流方法。即一次风为室温,二次风采用高温空气,在炉内二次风平面布置热电偶测温网络,通过测量炉内温度场的方法间接得出二次风的射程。利用数据采集和处理系统来完成二次风平面测温网格各点的温度测量,并使用数据图形处理软件实现温升分布的可视化。通过分析研究结果得到以下结论:①在床料为漂珠的情况下,循环流化床锅炉冷态实验台临界流化风速为0.17m/s,同经验公式计算所得到的临界流化风速0.182m/s基本一致;②循环流化床锅炉二次风喷口所在横截面区域内固体颗粒呈环核结构分布,且随着流化风速的增大,固体颗粒的浓度是增大的;③在固体颗粒浓度一定情况下,二次风射程与二次风动量成正比;二次风动量一定时,二次风射程与固体颗粒浓度成反比。④通过对实验数据进行拟合得到一个关于循环流化床二次风最大射程的关系式在冷态试验的基础上,对炉内二次风射流特性进行了数值模拟,结果表明:①在保持二次风速度不变,改变一次风速度和二次风喷口管径的情况下,数值模拟二次风射程的结果变化趋势是随着一次风速度的增加而减小的;②二次风射入炉内后,速度在一定的距离内减小到最小值;③数值模拟得到的二次风最大射程与试验结果相比较也基本一致。

全文目录


中文摘要  4-5
英文摘要  5-9
1 绪论  9-27
  1.1 循环流化床锅炉技术发展的必要性  9-11
    1.1.1 能源及环保现状  9-10
    1.1.2 循环流化床锅炉技术的优点  10-11
  1.2 循环流化床锅炉技术的发展现状  11-16
    1.2.1 国外循环流化床锅炉的发展  11-14
    1.2.2 国内循环流化床锅炉发展  14-16
  1.3 循环流化床锅炉技术的发展趋势  16-18
    1.3.1 大型化、超临界方向发展  16-17
    1.3.2 深度脱硫和脱硝  17
    1.3.3 能源的综合利用  17-18
  1.4 目前循环流化床锅炉技术存在的主要问题  18-19
  1.5 循环流化床锅炉二次风的研究现状  19-23
    1.5.1 循环流化床锅炉二次风研究的主要内容  19-20
    1.5.2 循环流化床锅炉二次风的研究现状  20-23
  1.6 固体颗粒浓度测量技术的研究现状  23-25
  1.7 本文的主要工作  25-27
2 试验研究概况  27-39
  2.1 实验台概况  27-30
    2.1.1 实验台原型介绍  27-29
    2.1.2 实验台主体部分介绍  29-30
  2.2 实验台及其系统介绍  30-37
    2.2.1 实验台本体  30-31
    2.2.2 送风系统  31
    2.2.3 电加热系统  31-32
    2.2.4 量测系统  32-35
    2.2.5 数据采集系统  35-37
  2.3 试验方法与步骤  37-38
    2.3.1 试验方法  37-38
    2.3.2 试验步骤  38
  2.4 试验工况安排  38-39
3 实验结果及分析  39-51
  3.1 炉膛内的冷态流化特性  39-41
    3.1.1 试验所得炉膛冷态流化特性  39-40
    3.1.2 计算得出的临界流化速度  40-41
  3.2 循环流化床锅炉炉内物料浓度的测量  41-42
  3.3 循环流化床锅炉二次风射流试验结果及分析  42-49
  3.4 循环流化床锅炉二次风射流的数据拟合  49-51
4 数值模拟与结果分析  51-60
  4.1 数值计算的模型及方法  51-54
    4.1.1 物理模型  51
    4.1.2 简化假设  51
    4.1.3 数学模型  51-54
  4.2 建立模型及网格划分  54-55
  4.3 数值模拟初始条件的定义  55
  4.4 数值模拟结果及分析  55-59
  4.5 数值模拟结论  59-60
5 结论  60-61
  5.1 试验结论  60
  5.2 数值模拟结论  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-67
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  67

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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 > 各种类型锅炉 > 燃煤锅炉
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