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600MW超临界锅炉炉内燃烧过程数值模拟

作　者: 蔡晓辉
导　师: 王军
学　校: 华北电力大学（河北）
专　业: 热能工程
关键词: 四角切圆燃烧数值模拟沾污温度场
分类号: TK224.11
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

本文利用FLUENT数值计算软件对某电厂600MW超临界四角切圆燃煤锅炉进行全炉膛燃烧三维数值模拟,得出炉膛内温度场、速度场、烟气组份场分布。通过对结果的分析,得出更容易形成灰污层的壁面,并且将壁面温度与煤灰的软化温度DT进行比较,进而判断出炉膛内容易沾污的区域。在此基础上对两种校核煤种的沾污情况进行对比,结果表明:此种判断炉内沾污情况的方法简便易行,能够较为准确地判断结渣区域,对防止锅炉结渣、提高锅炉效率和减少锅炉事故有参考价值。

全文目录

中文摘要  4
英文摘要  4-7
第一章绪论  7-13
  1.1 研究背景  7
  1.2 数值模拟的意义  7-8
  1.3 国内外研究现状及模型  8-12
    1.3.1 研究气固两相流的两大经典方法  9
    1.3.2 气相湍流流动的模型  9-10
    1.3.3 多相流动模型  10-11
    1.3.4 辐射换热模型  11
    1.3.5 燃烧模型  11-12
  1.4 本文工作  12-13
第二章模型综述和煤的结渣特性  13-30
  2.1 模型综述  13
  2.2 气相湍流模型  13-14
  2.3 颗粒轨道模型  14-16
  2.4 煤粉燃烧模型  16-20
    2.4.1 煤的热解挥发模型  16-17
    2.4.2 焦炭燃烧模型  17-18
    2.4.3 气相燃烧模型  18-20
  2.5 辐射模型  20-22
  2.6 沾污结渣机理  22-23
  2.7 影响因素炉膛内沾污结渣的因素  23-28
    2.7.1 煤灰的熔融特性  23-26
    2.7.2 水冷壁吸热量  26
    2.7.3 火炬平均投射热流  26-27
    2.7.4 火炬平均温度  27
    2.7.5 炉内灰污系数  27-28
  2.8 煤的结渣特性指标  28-30
    2.8.1 根据灰熔点温度预测煤的结渣特性  28
    2.8.2 灰熔点结渣指数  28-29
    2.8.3 灰成分结渣指数  29-30
第三章四角切圆锅炉工程应用  30-38
  3.1 锅炉简介  30-31
  3.2 锅炉尺寸  31
  3.3 锅炉参数  31-34
  3.4 制粉系统  34-36
  3.5 燃烧系统  36-38
第四章四角切圆锅炉炉内数值模拟结果与沾污分析  38-58
  4.1 锅炉概况  38-39
  4.2 炉膛求解域及网格划分及边界条件  39-43
    4.2.1 炉膛求解域及网格划分  39-40
    4.2.2 边界条件  40-43
      4.2.2.1 入口边界条件  40-42
      4.2.2.2 出口边界条件  42-43
      4.2.2.3 壁面边界条件  43
  4.3 燃烧模拟结果及分析  43-53
    4.3.1 锅炉炉内速度场结果分析  43-46
    4.3.2 锅炉炉内温度场结果分析  46-51
    4.3.3 炉内气相组分质量浓度分布分析  51-52
    4.3.4 煤粉颗粒运行轨迹分析  52-53
  4.4 结果分析  53-57
    4.4.1 炉膛内沾污结渣分析  53-55
    4.4.2 受热面安全性分析  55-57
  4.5 减轻沾污的措施  57
  4.6 在线监测技术  57-58
第五章结论与展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  65

600MW超临界锅炉炉内燃烧过程数值模拟

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