本文關(guān)鍵詞：基于能量回收的煤粉混合器性能分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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【摘要】：煤粉混合器是高壓煤粉輸送的重要設(shè)備，是高爐噴煤和煤粉鍋爐生產(chǎn)工藝中的關(guān)鍵設(shè)備。煤粉混合器的結(jié)構(gòu)形式?jīng)Q定了能否將煤粉與壓縮空氣均勻混合，以及混合后的煤粉濃度、輸送能力、煤粉的用量等�，F(xiàn)有的煤粉混合器均采用先將高壓煤粉壓能抵消，再將其與高壓空氣混合的方式進(jìn)行煤粉混合，這不僅造成了煤粉壓能的嚴(yán)重浪費(fèi)，還需要利用外界的能量來(lái)輔助抵消煤粉壓能，造成了能源的雙消耗；同時(shí)還會(huì)造成煤粉混合不均。 針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中,煤粉噴吹過(guò)程中煤粉混合不均勻、高壓煤粉壓能浪費(fèi)的問(wèn)題，對(duì)傳統(tǒng)煤粉混合器的工作原理及目前流體能量回收利用技術(shù)進(jìn)行了綜合分析，設(shè)計(jì)了一種基于能量回收的新型煤粉混合器。在提高煤粉混合均勻度的同時(shí)對(duì)高壓煤粉的壓能進(jìn)行回收。本文主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性成果有以下幾點(diǎn)： （1）基于多葉道分流原理及葉輪機(jī)械能量轉(zhuǎn)化特性研究，由能量守恒定律，完成了新型煤粉混合器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)了一種直通閉式葉片輪，在提高煤粉混合均勻度的同時(shí)，降低了煤比，節(jié)約了耗煤量；設(shè)計(jì)了一種對(duì)稱直通式空心軸轉(zhuǎn)子，將高壓煤粉壓能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能并由直通式空心軸轉(zhuǎn)子帶動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電，實(shí)現(xiàn)煤粉壓能的回收利用。 （2）根據(jù)流體機(jī)械設(shè)計(jì)方法對(duì)新型煤粉混合器進(jìn)行初步計(jì)算，并在solidworks中對(duì)其進(jìn)行三維建模，在ANSA中對(duì)內(nèi)部流體進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立流體網(wǎng)格模型，在Fluent中對(duì)內(nèi)部煤粉流動(dòng)進(jìn)行了全流場(chǎng)三維定常湍流數(shù)值模擬。 （3）對(duì)介質(zhì)分別為液體和煤粉時(shí)的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬，根據(jù)液體與粉體流動(dòng)的異同，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。 （4）采用初步設(shè)計(jì)——數(shù)值模擬計(jì)算——修改設(shè)計(jì)的數(shù)字化迭代設(shè)計(jì)過(guò)程，分別對(duì)6葉片、8葉片煤粉混合器內(nèi)部流動(dòng)進(jìn)行模擬對(duì)比，得出8葉片時(shí)性能更優(yōu)，根據(jù)模擬結(jié)果的分析再對(duì)其葉片安裝進(jìn)出口角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，完成水力性能分析和效率分析，最后證明該新型煤粉混合器的可行性及經(jīng)濟(jì)性。 本文針對(duì)工業(yè)煤粉壓能浪費(fèi)的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種新型煤粉混合器，在對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，完成了內(nèi)部流場(chǎng)數(shù)值模擬及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，并對(duì)其進(jìn)行了性能分析，結(jié)果顯示該新型煤粉混合器能較好的完成煤粉與空氣的混合，從而減少煤粉消耗量，也能將高壓煤粉的壓能轉(zhuǎn)化為葉輪的旋轉(zhuǎn)機(jī)械能，實(shí)現(xiàn)壓能回收。這對(duì)工業(yè)生產(chǎn)向低成本、高功效邁進(jìn)起到了很大的推動(dòng)作用，同時(shí)也提出了一種利用粉體壓能發(fā)電的新型余能回收技術(shù)，，對(duì)今后粉體機(jī)械的發(fā)展有著很大的參考價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TF321;TK229.63

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