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160t/h循环流化床锅炉炉膛燃烧数值模拟研究

作　者: 杨丽媛
导　师: 李文华
学　校: 辽宁工程技术大学
专　业: 热能工程
关键词: 循环流化床锅炉炉膛数值模拟燃烧模型
分类号: TK229.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

我国作为资源大国,以煤炭为主要能源,而煤的燃烧给环境带来严重影响,从而产生了循环流化床锅炉洁净煤燃烧技术,在近几年迅速发展,并被国内外广泛使用。可见,循环流化床锅炉的燃烧成为我们现在非常关注的问题。本文以160t/h循环流化床锅炉为研究对象,运用数值模拟软件FLUENT6.3计算,期望结果将会对该锅炉的优化设计起到一定的作用,文中首先简要概括了循环流化床锅炉在国内外的发展状况,它的工作原理和优缺点,以及数值模拟方法的改进程度。其次,在前人研究的基础上,对锅炉炉膛内建立整体的数学模型,炉膛内模拟的整个过程非常复杂,主要有气固两相流动、炉膛内与水冷壁之间的传热(主要包括对流和辐射传热)、挥发份析出、气相和颗粒相的燃烧(涉及到相应的化学反应)等等,本文运用非预混燃烧模型,气相湍流的燃烧用PDF模型,流动选择标准k ?ε湍流模型;焦炭燃烧采用动力/扩散控制反应速率模型,颗粒相的挥发份析出采用双匹配速率模型,煤粉的颗粒轨迹场采用基于拉格朗日的随即颗粒轨道模型,对于N-S方程求解选择simple方法,方程的离散格式均选用一阶上风格式,选择完模型后,进行模拟,分析不同参数下,炉膛内燃烧、流动等各方面的状况,从而指导锅炉的理论设计与运行。

全文目录

致谢  5-6
摘要  6-7
Abstract  7-10
1 绪论  10-19
  1.1 引言  10
  1.2 国内外循环流化床锅炉的发展概况  10-15
    1.2.1 国外循环流化床锅炉的发展概况  10-15
    1.2.2 国内循环流化床锅炉的发展概况  15
  1.3 燃烧数值模拟的研究现状  15-17
  1.4 课题研究的意义  17
  1.5 本文研究的主要内容  17-19
2 煤粉燃烧过程及锅炉数学模型概述  19-39
  2.1 基本控制方程  19-20
  2.2 气体湍流模型  20-26
    2.2.1 湍流模型概述  20
    2.2.2 两方程模型  20-26
  2.3 煤粒的燃烧模型  26-35
    2.3.1 挥发份析出模型  27-28
    2.3.2 焦炭燃烧模型  28-29
    2.3.3 非预混燃烧模型（Modeling Non-Premixed Combustion）  29-32
    2.3.4 PDF 模型  32-35
  2.4 辐射模型(Radiation Model)  35-38
    2.4.1 辐射模型简述  35-36
    2.4.2 P-1 辐射模型概述  36-38
  2.5 本章小结  38-39
3 UG－160/3.82－M 型循环流化床锅炉  39-47
  3.1 循环流化床锅炉工作原理和特点  39-40
  3.2 锅炉整体技术规范  40
  3.3 锅炉主要设计尺寸及煤种特性  40-43
  3.4 锅炉整体布置  43-47
    3.4.1 燃烧设备  43-45
    3.4.2 高效蜗壳式汽冷旋风分离器  45-47
4 锅炉燃烧数值模拟  47-65
  4.1 物理模型建立及网格划分  47-48
  4.2 FLUENT 软件求解过程  48-50
    4.2.1 计算模型的选择  49
    4.2.2 边界条件的定义  49-50
  4.3 数值模拟结果分析  50-65
    4.3.1 温度场分析  50-55
    4.3.2 组分场分析  55-60
    4.3.3 速度场分析  60-65
结论  65-66
参考文献  66-69
作者简历  69-71
学位论文数据集  71-72

160t/h循环流化床锅炉炉膛燃烧数值模拟研究

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