本文關(guān)鍵詞：IGCC高壓再熱燃?xì)廨啓C燃燒數(shù)值計算及模擬

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【摘要】：合成氣整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電技術(shù)以其潔凈、高效等特點在火力發(fā)電領(lǐng)域中占有重要的地位。如何進(jìn)一步高效環(huán)保地利用能源,是聯(lián)合循環(huán)發(fā)電領(lǐng)域所研究的重要目標(biāo)。提高壓縮比成為提高循環(huán)效率的有效方法,這就要求合成氣在高壓力工況下進(jìn)行燃燒,但是目前關(guān)于高壓合成氣燃燒的研究相對較少。本文結(jié)合低旋流燃燒技術(shù),參照國內(nèi)外燃燒室模型的設(shè)計方法及原則,設(shè)計了一種以低熱值合成氣為燃料的低旋流實驗燃燒室。采用數(shù)值模擬的方法研究合成氣高壓燃燒特性,研究內(nèi)容包括燃燒火焰形態(tài)、溫度場分布、流場分布及污染物排放等。目的在于了解高壓合成氣的燃燒特性,總結(jié)其燃燒以及污染物生成規(guī)律。本文首先設(shè)計了一種實驗用合成氣低旋流燃燒室。此實驗燃燒室采用擴散燃燒方式,燃料通過噴嘴中心孔垂直進(jìn)入到燃燒室,空氣通過中心孔外圍的低旋流旋流器進(jìn)入到噴嘴段。利用流體力學(xué)軟件FLUENT對所設(shè)計燃燒室建模,并對冷態(tài)流場進(jìn)行模擬以驗證燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性。其次,本文對高壓合成氣燃燒進(jìn)行了不同工況下的熱態(tài)模擬,考察了不同壓力、不同功率及不同當(dāng)量比的燃燒特性。通過對火焰形態(tài)、溫度場分布、流場分布及污染物排放等模擬及分析,研究了高壓合成氣燃燒火焰特性以及NOx排放規(guī)律,研究結(jié)果表明：首先,隨著壓力的增大,火焰半徑減小,火焰高度逐漸變短,最高燃燒溫度呈現(xiàn)先升高后趨于穩(wěn)定的規(guī)律,NOx排放量隨著壓力的增大先升高后降低。其次,隨著功率的提高,火焰長度和半徑增大,流場中心低速區(qū)域越來越明顯,有利于提高燃燒的穩(wěn)定性,此外,NOx排放量隨著功率的提高單調(diào)遞減。最后,當(dāng)量比的提高對燃燒流場影響較大,其值較大時流動的中心低速區(qū)域逐漸減弱甚至消失,降低了燃燒的穩(wěn)定性。對總體污染物排放而言,NOx排放量均維持在較低水平,說明所設(shè)計低旋流燃燒室可以有效控制NOx排放。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK471

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1226368