本文以某電廠HG-1968/29.3-YM5型660MW超超臨界四墻切圓燃燒煤粉鍋爐為研究對象,運(yùn)用商業(yè)軟件ANSYS ICEM搭建工程模型并進(jìn)行網(wǎng)格劃分,結(jié)合ANSYS FLUENT對其進(jìn)行了數(shù)值模擬研究,通過數(shù)值模擬得到該型鍋爐的性能特性變化規(guī)律,為該型鍋爐的經(jīng)濟(jì)安全運(yùn)行提供理論指導(dǎo)。本文首先對該鍋爐的基本情況作了介紹,并對數(shù)值模擬的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行了簡單介紹,根據(jù)各模型的特點(diǎn),結(jié)合本研究對象的實(shí)際情況,在參考他人工作的基礎(chǔ)上,選擇了合適的數(shù)學(xué)模型。然后根據(jù)鍋爐的實(shí)際尺寸和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在對其進(jìn)行1:1實(shí)體建模和網(wǎng)格劃分后,對鍋爐額定工況進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算以確定網(wǎng)格劃分及數(shù)學(xué)模型選擇的合理性。在此基礎(chǔ)上,分別研究了過量空氣系數(shù)、SOFA風(fēng)門擋板開度、磨煤機(jī)組合方式以及負(fù)荷變化對該鍋爐的燃燒和NO_x生成特性的影響。并對各工況的流動(dòng)特性、燃燒特性、組分分布以及NO_x排放特性進(jìn)行了綜合分析。結(jié)果表明,在一定程度上增加爐內(nèi)空氣量可以使燃燒更充分,減少飛灰中含碳量,但會增加NO_x排放。爐內(nèi)過量空氣系數(shù)在1.1~1.15時(shí)可取得較低的NO_x排放及較高的燃燒效率。在SOFA風(fēng)率為30%的前提下,減小SOFA風(fēng)門開度會使得實(shí)際切圓直徑變大,盡管主燃燒區(qū)燃燒更充分,但會增加NO_x生成量。六層燃燒器全部投運(yùn)工況下,鍋爐燃燒效果較差,NO_x生成量較多,投運(yùn)五層燃燒器時(shí),磨煤機(jī)組合方式為ABCDE可取得最低的NO_x排放,組合方式為BCDEF時(shí)NO_x排放濃度最高。負(fù)荷減小使得爐內(nèi)溫度水平下降,NO_x排放減少,但氣流組織和燃燼度較差。在對四墻切圓燃燒鍋爐進(jìn)行系統(tǒng)研究的基礎(chǔ)上,本文通過改變主燃燒器的布置位置使其形成四角切圓燃燒模型,在保證其他條件一致的情況下對其展開數(shù)值模擬,并與四墻切圓燃燒模型進(jìn)行對比。結(jié)果表明,無論在氣流組織還是燃燒質(zhì)量以及NO_x排放性能上,四墻切圓燃燒方式的表現(xiàn)都要優(yōu)于四角切圓燃燒方式,為切圓燃燒方式的選型提供了參考。
【學(xué)位單位】：南昌大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM621.2
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題背景
    1.2 燃煤鍋爐研究現(xiàn)狀
        1.2.1 燃煤鍋爐主要燃燒方式
        1.2.2 低NOx控制技術(shù)
        1.2.3 數(shù)值模擬方法在燃煤鍋爐研究的應(yīng)用現(xiàn)狀
        1.2.4 四墻切圓燃燒煤粉鍋爐研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
    1.4 研究方法及路線
    1.5 本章小結(jié)
第2章 計(jì)算模型選擇
    2.1 計(jì)算流體力學(xué)簡介
    2.2 基本方程
    2.3 氣相湍流模型
    2.4 輻射換熱模型
    2.5 氣固兩相流模型
    2.6 煤粉燃燒模型
        2.6.1 揮發(fā)分析出模型
        2.6.2 氣相湍流燃燒模型
        2.6.3 焦炭燃燒模型
X模型'>    2.7 NO_X模型
    2.8 本章小結(jié)
第3章 660MW四墻切圓鍋爐燃燒數(shù)值模擬
    3.1 鍋爐原型簡介
    3.2 模型建立及網(wǎng)格的劃分
    3.3 網(wǎng)格獨(dú)立性驗(yàn)證
    3.4 計(jì)算方法與邊界條件
    3.5 結(jié)果與驗(yàn)證
        3.5.1 爐內(nèi)氣流組織
        3.5.2 爐內(nèi)溫度場
    3.6 本章小結(jié)
X生成特性影響的數(shù)值模擬'>第4章 運(yùn)行參數(shù)變化對鍋爐燃燒及NO_X生成特性影響的數(shù)值模擬
X生成特性影響的數(shù)值模擬'>    4.1 過量空氣系數(shù)對鍋爐燃燒及NO_X生成特性影響的數(shù)值模擬
        4.1.1 工況說明
        4.1.2 結(jié)果與分析
        4.1.3 結(jié)論
X生成特性影響的數(shù)值模擬'>    4.2 SOFA風(fēng)門開度對鍋爐燃燒及NO_X生成特性影響的數(shù)值模擬
        4.2.1 工況說明
        4.2.2 結(jié)果與分析
        4.2.3 結(jié)論
X生成特性影響的數(shù)值模擬'>    4.3 磨煤機(jī)組合方式對鍋爐燃燒及NO_X生成特性影響的數(shù)值模擬
        4.3.1 工況說明
        4.3.2 結(jié)果與分析
        4.3.3 結(jié)論
X生成特性影響的數(shù)值模擬'>    4.4 變負(fù)荷對鍋爐燃燒及NO_X生成特性影響的數(shù)值模擬
        4.4.1 工況說明
        4.4.2 結(jié)果與分析
        4.4.3 結(jié)論
    4.5 本章小結(jié)
X生成的影響的數(shù)值模擬'>第5章 兩種切圓燃燒方式對鍋爐燃燒特性及NO_X生成的影響的數(shù)值模擬
    5.1 四角切圓鍋爐網(wǎng)格劃分
    5.2 結(jié)果與分析
    5.3 結(jié)論
    5.4 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2862320