【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,居民生活水平大幅提高,固體廢棄物產(chǎn)量劇增,妥善處理好固體廢棄物成為一個(gè)亟待解決的關(guān)鍵問題。為實(shí)現(xiàn)減量化、無害化和資源化能源處理目標(biāo),焚燒處理逐漸成為固體廢棄物處置的首要選擇。本文通過CFD技術(shù)分別對(duì)以農(nóng)林廢棄物為燃料的生物質(zhì)爐排爐和以城市生活垃圾為燃料的焚燒爐進(jìn)行數(shù)值模擬,在驗(yàn)證模型可靠性后,針對(duì)目前兩種固體廢棄物熱值波動(dòng)導(dǎo)致爐膛適應(yīng)性問題開展相關(guān)研究,以期為電廠優(yōu)化運(yùn)行提供參考和理論依據(jù)。以已投運(yùn)的130t/d生物質(zhì)鍋爐為研究對(duì)象,通過調(diào)整不同床層燃料堆積厚度、五風(fēng)室各級(jí)配風(fēng)、過量空氣系數(shù)和前后墻二次風(fēng)配比,改善了爐膛內(nèi)高溫?zé)煔赓N近第一煙道后壁面的現(xiàn)象。此外,在初始模型基礎(chǔ)上自主研發(fā)爐型。通過煙道后移、減少二次風(fēng)管數(shù)量、改變二次風(fēng)管垂直方向入射角度等結(jié)構(gòu)調(diào)整,得出第一煙道在初始模型的基礎(chǔ)上往后移一米,前、后拱二次風(fēng)管與水平夾角分別為37°和55°時(shí),爐膛結(jié)構(gòu)較為理想。以某公司初步設(shè)計(jì)的750t/d垃圾焚燒爐為研究對(duì)象,通過研究二次風(fēng)風(fēng)管水平入射角度和爐膛前后拱結(jié)構(gòu)變化對(duì)燃燒情況的影響,對(duì)比分析得到較好設(shè)計(jì)爐型。并且對(duì)該設(shè)計(jì)焚燒爐進(jìn)行運(yùn)行優(yōu)化和采用不同熱值燃料進(jìn)行適應(yīng)性驗(yàn)證,得出二次風(fēng)速為45m/s、過量空氣系數(shù)為1.6、一二次風(fēng)配比為0.65:0.35時(shí),其運(yùn)行情況符合《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中的燃燒溫度、停留時(shí)間和污染物排放要求,具備較廣燃料熱值適用范圍。隨著垃圾熱值提高,垃圾焚燒爐的爐型設(shè)計(jì)應(yīng)該參考生物質(zhì)爐型,壓低前拱和延長(zhǎng)其爐排覆蓋率。秸稈作為生物質(zhì)鍋爐燃料的主要組成成分,受季節(jié)影響強(qiáng),而草本生物質(zhì)在為木質(zhì)生物質(zhì)提供著火條件中起到重要作用。運(yùn)用生命周期(LCA)方法,分別計(jì)算從皇竹草種植收割到電廠退役過程中五個(gè)階段的能耗和污染物排放。計(jì)算結(jié)果得出,在生物質(zhì)直燃發(fā)電中皇竹草是經(jīng)濟(jì)環(huán)保的一種生物質(zhì)能源草,并且具有一定發(fā)展?jié)摿?在秸稈短缺時(shí)期可采用皇竹草作為秸稈替代燃料。
【圖文】：

（2） 燃料由水分、揮發(fā)份、固定碳和灰分組成。（3） 燃料在爐膛內(nèi)的燃燒過程包括干燥、揮發(fā)份析出、氣體燃燒和焦炭氧化四過程。揮發(fā)分中析出的氣體由水蒸氣、C:4、CO、:2和 CO2組成。各種氣所占百分比可以通過揮發(fā)份的低位發(fā)熱量和 C、:、O 三種元素所占比例立解方程求得。（4） 忽略物料在水平方向上各參數(shù)之間的相互作用，只考慮床層在高度方向上變化。（5） 忽略燃燒過程中固體顆粒的破碎、灰熔融和結(jié)渣，氣體均視為理想氣體。（6） 溢出床層的物質(zhì)只包含氣相，不包含固相的飛灰顆粒�；诹黧w力學(xué)中描述流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日法，即將爐排上某一水平位置對(duì)應(yīng)的一體看作拉格朗日法中的“流體質(zhì)點(diǎn)”，因而只需要追蹤觀察這一列固體從剛進(jìn)入爐最后離開爐排的整個(gè)過程所發(fā)生的一系列變化，即可推測(cè)得到爐排上的整個(gè)燃燒過

圖 2-2 模擬中的床層離散化圖解[92]如圖 2-1 和圖 2-2 所示�；诶窭嗜辗ú捎靡痪S非穩(wěn)態(tài)模型，通過研究一維（高度方向）床層上的燃燒過程隨時(shí)間的變化，從而推測(cè)出床層上不同位置的燃燒情況。移動(dòng)床層與一維床層的相互轉(zhuǎn)換公式如下：t0x x u t（2-1）式中，xt為第 t 時(shí)刻一維模型的燃料對(duì)應(yīng)爐排水平方向上的位置，m；x0為初始時(shí)刻一維模型的燃料對(duì)應(yīng)爐排水平方向上的位置，，m；u 為爐排運(yùn)動(dòng)速度，m/s。床層上某一列固體的計(jì)算采用動(dòng)網(wǎng)格技術(shù)，網(wǎng)格類型為一維矩形結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。網(wǎng)格只在高度方向上發(fā)生運(yùn)動(dòng)，寬度保持不變，選用動(dòng)態(tài)層方法更新和控制運(yùn)動(dòng)邊界上網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)，從而得到在燃燒過程中由于固體燃料體積減小引起的床層高度下降過程。動(dòng)態(tài)層方法指根據(jù)每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)網(wǎng)格位置的變化量來更新網(wǎng)格的運(yùn)動(dòng)，而每層網(wǎng)格坐標(biāo)位置的變化量主要受兩個(gè)因素控制：（1）當(dāng)前層網(wǎng)格高度變化量；（2）當(dāng)前層網(wǎng)格以
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X773

【參考文獻(xiàn)】

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1 李素芬;周維師;東明;李生德;趙博;;生物質(zhì)鏈條爐床層燃燒建模及一次風(fēng)影響分析[J];熱科學(xué)與技術(shù);2015年04期

2 潘濤;薛念濤;孫長(zhǎng)虹;劉桂中;張俊娥;李珊珊;;北京市畜禽養(yǎng)殖業(yè)氨排放的分布特征[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2015年03期

3 金山;;生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)的探索[J];電力科技與環(huán)保;2015年01期

4 陸曉波;喻義勇;傅寅;張予燕;母應(yīng)鋒;程真;;秸稈焚燒對(duì)空氣質(zhì)量影響特征及判別方法的研究[J];環(huán)境監(jiān)測(cè)管理與技術(shù);2014年04期

5 盧洪波;馬玉鑫;祖國(guó)剛;方劍;;生物質(zhì)與煤共燃溫度場(chǎng)的數(shù)值模擬[J];東北電力大學(xué)學(xué)報(bào);2014年01期

6 朱寧;馬驥;;畜禽糞便沼氣發(fā)電模式的發(fā)展對(duì)策研究[J];資源開發(fā)與市場(chǎng);2014年01期

7 付成果;侯書林;田宜水;趙立欣;孟海波;;生物質(zhì)層燃燃燒過程中的影響因素分析[J];可再生能源;2013年10期

8 田紅;廖正祝;;農(nóng)業(yè)生物質(zhì)燃燒特性及燃燒動(dòng)力學(xué)[J];農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào);2013年10期

9 崔文文;梁軍鋒;杜連柱;張克強(qiáng);;中國(guó)規(guī)�；斩捳託夤こ态F(xiàn)狀及存在問題[J];中國(guó)農(nóng)學(xué)通報(bào);2013年11期

10 李德明;劉金祥;孫進(jìn)武;;刈割頻率對(duì)皇竹草產(chǎn)量及其光合生理生態(tài)的影響[J];廣東農(nóng)業(yè)科學(xué);2010年05期

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1 付成果;秸稈燃料特性及清潔燃燒設(shè)備研究[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

2 賴志q

本文編號(hào)：2629656