【摘要】：隨著數(shù)值模擬技術的不斷完善以及計算機技術的不斷發(fā)展,采用基于計算流體力學(CFD)的商業(yè)軟件求解燃燒工程實際問題已經(jīng)成為了可能。同時,煤粉鍋爐的新型高效低氮燃燒器的性能試驗研究是十分重要的,為在有限的條件下,得到燃燒的具體情況,數(shù)值模擬試驗是一種非常重要的手段。本文以一種新型旋流煤粉燃燒器為研究對象,主要對燃燒室內(nèi)的流動及燃燒進行了三維的數(shù)值模擬。首先概述了數(shù)值模擬燃燒室內(nèi)燃燒過程的方法,利用Solid Works建模軟件以及布爾運算完成了計算域的模型建立,并進行了網(wǎng)格劃分。選擇合適的數(shù)學模型及邊界條件類型,應用商業(yè)軟件FLUENT對燃燒室內(nèi)的煤粉顆粒及空氣的流動、傳熱、燃燒過程作了詳細的數(shù)值模擬和分析,獲得了較符合工程實際的模擬結(jié)果。其中,采用Realizable k-?湍流模型模擬湍流流動,采用拉格朗日隨機顆粒軌道模型模擬燃燒室內(nèi)湍流氣固兩相流動,采用P1輻射模型模擬燃燒室內(nèi)的輻射傳熱過程,采用混合分數(shù)概率密度函數(shù)模型(PDF)模擬燃燒室內(nèi)氣相湍流燃燒,采用雙步競爭反應模型模擬煤粉顆粒中揮發(fā)分的析出,采用動力學/擴散控制燃燒模型模擬煤粉顆粒中焦炭的燃燒。本文數(shù)值模擬了不同內(nèi)、外二次風配比的5個設計工況,分析了新型燃燒器的冷態(tài)空氣動力場特征和熱態(tài)燃燒特性,對比分析了該燃燒數(shù)值模擬過程中重力因素對煤粉燃燒數(shù)值模擬結(jié)果的影響。研究發(fā)現(xiàn):在內(nèi)二次風配比為工況30~50時,該燃燒器有較好的燃燒特性;并且內(nèi)二次風風量占比影響旋流燃燒器噴射距離、噴射擴角、回流強度以及著火距離等;對于考慮了重力因素的煤粉顆粒的燃燒過程更符合實際。本文所得的結(jié)論為以后該類型的煤粉旋流燃燒器的現(xiàn)場試驗、實際運行以及設計改造提供了有意義的參考。
【圖文】：

3）后處理后處理主要過程指的是對已經(jīng)完成數(shù)值計算的模擬結(jié)果，以得到清晰的可視化云圖、圖表以及數(shù)據(jù)。在數(shù)值模軟件是 ANSYS 中集成的后處理軟件 CFD-POST，本文件 Origin 以及 Tecplot 等。計算前處理本文研究對象是某廠的有效輸出負荷為 15MW 的旋流燃計算求解前需要對研究對象進行計算前的前處理工作。何建模、計算域物理模型的建立以及網(wǎng)格劃分工作。 旋流燃燒器模型概述本文研究的對象為某廠試驗煤粉爐采用的新型旋流燃燒是雙燃燒器前墻布置方式，旋流燃燒器主要結(jié)構(gòu)示意圖如燃燒器包括中心風管、一次風道、二次風道。旋流葉片

向均勻布置 16 個固定式旋流葉片，內(nèi)二次風風道內(nèi)沿周向均勻布置 12 個式旋流葉片，內(nèi)、外二次風道內(nèi)的旋流葉片旋向相同。中心管內(nèi)為點火器，心管在運行時送入爐膛的中心風有著調(diào)節(jié)火焰中心的作用，以避免回火，本研究過程未考慮中心管進風量，，研究煤粉旋流燃燒器組織的空氣動力場以及情況。.2 研究對象的幾何建模根據(jù)研究對象的全尺寸建立 1：1 幾何模型，如圖 2-2 所示。為使煤粉顆粒燒室內(nèi)的燃燒與流動特征更加明顯、易于分析，原始爐膛基本深度尺寸 4D 為旋流燃燒器外部直徑），本文在建立旋流燃燒器的數(shù)值模擬的計算域物型時，以輻射爐膛尺寸為基礎建立燃燒室，燃燒室總長度為 10D，燃燒室域物理模型高度與寬度相同為 4D。將旋流燃燒器與燃燒室整體作為數(shù)值模計算域，可以有效地考察旋流燃燒器流動與燃燒情況。為了產(chǎn)生較好的回流作用以強化著火燃燒，在旋流燃燒器一次風管接入的焰罩結(jié)構(gòu)（噴口位置處），燃燒器的布置位置為：燃燒室前墻水冷壁面與攏尾部面在同一水平面。旋流燃燒器燃燒室
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TK229.63

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 魏劍;晉芳偉;黃春水;;煤氣旋流燃燒器的數(shù)值模擬研究[J];三明學院學報;2017年02期

2 崔龍菊;;新型雙旋流燃燒器制造的質(zhì)量控制[J];水泥技術;2012年03期

3 張萬軍;;中心給粉旋流燃燒器在電站鍋爐中的應用[J];寧夏電力;2009年S1期

4 馬良;;改進型徑向濃淡旋流燃燒器技術成果應用[J];中國電力教育;2005年S2期

5 牛海峰,王海龍,李英,李運祥,陳軍;徑向濃淡旋流燃燒器中心擴錐失效形式探討[J];黑龍江電力;2000年06期

6 孫志高,張永福;旋流燃燒器壁溫計算數(shù)學模型[J];熱能動力工程;1998年04期

7 張凱,周屈蘭,徐通模,惠世恩;新型軸向葉片式旋流燃燒器性能的實驗研究[J];西安交通大學學報;1998年12期

8 張凱,周屈蘭,徐通模,惠世恩;新型軸向葉片式旋流燃燒器性能的實驗研究[J];西安交通大學學報;1999年06期

9 徐峰,高玉勝,李大偉;徑向濃淡旋流燃燒器在安裝和運行中的問題及改進[J];黑龍江電力技術;1999年04期

10 熊立紅,唐必光,朱全利,劉勇;旋流燃燒器的冷態(tài)試驗研究[J];武漢水利電力大學學報;1997年01期

相關會議論文 前10條

1 周俊杰;孫寶慶;王明霞;;某旋流燃燒器燃燒過程數(shù)值模擬及其性能分析研究[A];第八屆全國流體力學學術會議論文摘要集[C];2014年

2 王文鵬;梁健;丘紀華;;35MWth鍋爐直供氧式旋流燃燒器空氣動力場的試驗研究[A];高等學校工程熱物理第二十屆全國學術會議論文集——燃燒學專輯[C];2014年

3 王磊;李海軍;沈翔宇;張松濤;;1000MW機組鍋爐低NOx旋流燃燒器燒損原因分析及對策[A];超超臨界機組技術交流2013年會論文集[C];2013年

4 李德波;徐齊勝;沈躍良;劉亞明;溫智勇;;660MW超臨界鍋爐DBC-OPCC型旋流燃燒器大面積燒損關鍵原因分析及其改造措施研究[A];第十八屆全國二氧化硫、氮氧化物、汞污染防治暨細顆粒物（PM2.5）治理技術研討會論文集[C];2014年

5 霍鎖善;吉平;何維;羅志忠;王均增;王軍;;國產(chǎn)首臺超臨界鍋爐的技術特點和性能[A];第八屆鍋爐專業(yè)委員會第二次學術交流會議論文集[C];2005年

6 岳峻峰;秦鵬;徐星;張恩先;黃磊;;600MW超臨界旋流燃燒鍋爐NO_x排放特性試驗研究[A];第六屆電力工業(yè)節(jié)能減排學術研討會論文集[C];2011年

7 崔星源;劉鵬;牛濤;王新光;董永勝;;等離子點火技術在LNASB旋流燃燒器上的應用[A];節(jié)能環(huán)保 和諧發(fā)展——2007中國科協(xié)年會論文集（一）[C];2007年

8 劉應文;張繼云;;神華煤在對沖布置旋流噴燃器鍋爐的燃燒調(diào)整[A];全國火電600MWe級機組能效對標及競賽第十四屆年會論文集[C];2010年

9 隋金雪;楊莉;華臻;張鑫;;改進的BP網(wǎng)絡在火焰燃燒狀態(tài)識別中的應用[A];第二十七屆中國控制會議論文集[C];2008年

10 黃麗坤;李爭起;王廣智;;燃盡風對旋流燃燒鍋爐空氣動力場影響的數(shù)值模擬研究[A];第八屆鍋爐專業(yè)委員會第二次學術交流會議論文集[C];2005年

相關重要報紙文章 前4條

1 趙凱;東鍋高開高走[N];自貢日報;2007年

2 實習生 張圳　記者 歐陽敏;自主攻關擺脫國外技術控制[N];自貢日報;2011年

3 本報記者 郭濤;迅達:科技創(chuàng)新引領企業(yè)騰飛[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2011年

4 王永堅;迅達集團引領燃氣灶具新潮流[N];中國知識產(chǎn)權(quán)報;2006年

相關博士學位論文 前4條

1 靖劍平;燃用煙煤中心給粉旋流燃燒器流動及燃燒特性研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2010年

2 李國能;燃燒誘發(fā)熱聲不穩(wěn)定特性及控制研究[D];浙江大學;2009年

3 張濟民;湍流有旋流冷態(tài)流場及擴散火焰的大渦模擬[D];中國科學技術大學;2013年

4 黃志軍;煤粉富氧燃燒特性與污染物排放特性的中試研究及數(shù)值模擬[D];華中科技大學;2013年

相關碩士學位論文 前10條

1 王浩然;一種新型旋流燃燒器燃燒室內(nèi)流動及燃燒數(shù)值模擬[D];哈爾濱理工大學;2019年

2 孫琳;高溫生物質(zhì)氣旋流燃燒特性的數(shù)值模擬研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2018年

3 劉濤;航空發(fā)動機旋流燃燒器性能數(shù)值模擬[D];天津大學;2018年

4 李年祺;天然氣旋流燃燒器富氧燃燒的數(shù)值模擬研究[D];西安石油大學;2018年

5 賈金釗;濃縮率對中心給粉旋流燃燒器燃燒性能影響試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

6 楊連杰;35t/h鍋爐中心給粉旋流燃燒器單相流動特性的試驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2011年

7 王俊杰;330MW鍋爐旋流燃燒器冷態(tài)實驗研究[D];華北電力大學（北京）;2007年

8 梁健;直供氧式旋流燃燒器設計與試驗研究[D];華中科技大學;2013年

9 周強;旋流煤粉燃燒器的燃燒優(yōu)化[D];重慶大學;2008年

10 饒映明;高熱旋流燃燒器的實驗研究及數(shù)值模擬[D];重慶大學;2013年

本文編號：2685042