本文關鍵詞：660MW超超臨界富氧煤粉鍋爐燃燒過程模擬研究

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【摘要】：我國是世界上最大的煤炭生產國和消耗國,發(fā)電量的3/4主要依靠燃煤機組。目前煤炭發(fā)電的兩大突出問題是單位發(fā)電量煤耗較高和環(huán)境污染較為嚴重,在富氧氛圍下的超超臨界燃煤機組可以有效緩解這一現狀。針對該項技術的研究較少,本文概念設計了660MW超超臨界富氧煤粉鍋爐并進行模擬研究。為適應超超臨界機組在高參數下運行,本文選取設計煤種為準格爾煤。通過合理的鍋爐結構設計,對鍋爐進行靜態(tài)仿真,得到合理的鍋爐設計參數。根據鍋爐要求進行了燃燒器的設計,采用切圓燃燒,燃燒器的布置位置在爐膛四角或四墻。通過對文獻資料的整理分析,得出合適的計算模型并進行驗證,以保證所選模型的準確性。為保證所設計鍋爐以及燃燒器性能能夠滿足設計要求,研究超超臨界富氧煤粉鍋爐運行狀況,使用FLUENT對鍋爐爐內的燃燒過程進行模擬。本文得到了爐內速度場、溫度場、組分濃度、壁面熱負荷和粒子軌跡的分布規(guī)律。發(fā)現在四角切圓燃燒方式下,爐內切圓直徑在燃燒器區(qū)域隨高度有一定變化,在前墻頂部形成漩渦,一次風射流兩側分別出現高溫區(qū)。富氧氛圍下,氮氣含量峰值僅有0.25%,整個壁面熱負荷分布不均勻,燃燒器區(qū)域最高,顆粒軌跡的分布也與速度場和溫度場相關。與四角切圓燃燒方式相比,墻式切圓燃燒方式下切圓直徑變化較小,流場與溫度場分布更加均勻,一次風射流只有背火面處出現高溫區(qū)域。爐壁上熱負荷峰值減小,分布較均勻,煤粉顆粒在此種燃燒方式下較易燃盡。墻式切圓燃燒方式爐內風粉混合更加充分,與四角切圓相比有一定優(yōu)勢。
【關鍵詞】：超超臨界 富氧燃燒 鍋爐結構設計 燃燒器設計 數值計算
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK229.63
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國內外研究動態(tài)12-15
• 1.3 電站鍋爐數值模擬的研究現狀15-17
• 1.4 本文主要研究內容17-18
• 第2章 鍋爐設計計算18-27
• 2.1 煤種設計18-19
• 2.2 鍋爐結構設計19-22
• 2.2.1 汽水系統(tǒng)設計20-21
• 2.2.2 燃燒系統(tǒng)設計21
• 2.2.3 煙風系統(tǒng)設計21-22
• 2.3 鍋爐靜態(tài)仿真22
• 2.4 煤粉燃燒器設計22-26
• 2.5 本章小結26-27
• 第3章 爐內燃燒過程數值計算模型27-44
• 3.1 引言27-28
• 3.2 氣固兩相流基本控制方程28-32
• 3.2.1 質量守恒方程29
• 3.2.2 動量守恒方程29-31
• 3.2.3 化學組分守恒方程31
• 3.2.4 能量守恒方程31-32
• 3.3 流動模型32-36
• 3.3.1 氣相湍流模型32-34
• 3.3.2 氣固兩相流模型34-36
• 3.4 輻射模型36-38
• 3.5 揮發(fā)分析出模型38-39
• 3.6 燃燒模型39-41
• 3.6.1 揮發(fā)分氣相燃燒模型39
• 3.6.2 焦炭燃燒擴散動力模型39-41
• 3.7 模型準確性驗證41-43
• 3.8 本章小結43-44
• 第4章 四角切圓布置下燃燒過程數值模擬44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 網格劃分、定解及邊界條件44-47
• 4.3 主要計算結果47-57
• 4.3.1 速度場分布特征47-50
• 4.3.2 溫度場分布特征50-51
• 4.3.3 組分場分布特征51-52
• 4.3.4 壁面熱負荷分布特征52-56
• 4.3.5 粉煤顆粒軌跡56-57
• 4.4 本章小結57-58
• 第5章 墻式切圓布置下數值模擬及分析58-68
• 5.1 引言58
• 5.2 網格劃分、定解及邊界條件58-59
• 5.3 計算結果及對比分析59-66
• 5.3.1 速度場分布與對比59-61
• 5.3.2 溫度場分布與對比61-63
• 5.3.3 壁面熱負荷分布與對比63-65
• 5.3.4 煤粉顆粒軌跡與對比65-66
• 5.4 本章小結66-68
• 第6章 結論與展望68-70
• 6.1 主要研究成果68-69
• 6.2 后續(xù)工作建議及展望69-70
• 參考文獻70-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文及其它成果73-74
• 致謝74

【參考文獻】

中國期刊全文數據庫 前10條

1 張勇;甄靜;;700℃超超臨界發(fā)電技術進展[J];化工裝備技術;2014年06期

2 鄭楚光;趙永椿;郭欣;;中國富氧燃燒技術研發(fā)進展[J];中國電機工程學報;2014年23期

3 楊根盛;李忠;楊定華;張大龍;;700℃先進超超臨界發(fā)電技術的開發(fā)與進展[J];鍋爐制造;2013年04期

4 周文戟;趙方鮮;朱兵;費維揚;;考慮技術學習效應的碳捕集系統(tǒng)成本比較[J];中國科技論文;2012年06期

5 ;Techno-economic evaluation of oxy-combustion coal-fired power plants[J];Chinese Science Bulletin;2011年31期

6 李永華;司金茹;;不同擺角下四墻切圓燃燒器的數值模擬[J];中國電機工程學報;2011年11期

7 陳昌和;王淑娟;禚玉群;趙博;李彥;徐旭常;;煤的清潔利用技術的現狀與發(fā)展[J];物理;2010年05期

8 閻維平;米翠麗;李皓宇;;初始氧濃度對鍋爐富氧燃燒和NOx排放的影響[J];熱能動力工程;2010年02期

9 薛國琪;不同燃燒器和制粉系統(tǒng)在國內W型火焰鍋爐上的應用[J];河北電力技術;2000年04期

10 樊建人,梁曉宏,岑可法;W型火焰煤粉鍋爐爐內燃燒過程及污染物生成的數值模擬[J];動力工程;1998年02期

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本文編號：727490