本文關(guān)鍵詞：循環(huán)流化床焦炭顆粒粒度分布數(shù)值計算及優(yōu)化

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【摘要】：飛灰含碳量較高是循環(huán)流化床鍋爐運行中存在的主要問題之一。從理論上分析可知，不能在爐膛內(nèi)一次燃燼、且又不能被分離器捕捉的粒徑范圍內(nèi)的焦炭顆粒造成了飛灰中的含碳量。 本文數(shù)值計算研究煤燃燒過程中沿爐膛高度焦炭顆粒的粒度分布，旨在通過調(diào)節(jié)給煤粒度分布來調(diào)節(jié)爐膛出口焦炭粒度分布，，使飛灰粒徑范圍內(nèi)的焦炭顆粒質(zhì)量份額降至最低，從而降低飛灰含碳量。為了得到煤一次破碎后的焦炭粒度分布，本文對內(nèi)蒙褐煤、平朔混煤、朔州貧煤、鄭州煙煤四個典型煤種進(jìn)行了一系列的實驗，詳細(xì)分析了煤種中各成分對于煤種一次破碎特性、成灰磨耗特性和燃燼特性的影響，擬合出了一次破碎后的焦炭平均粒徑與破碎前的平均粒徑、溫度和煤種特性之間的關(guān)系式，為循環(huán)流化床鍋爐焦炭粒度分布優(yōu)化提供了所需的燃煤特性數(shù)據(jù)。 本課題針對山西省平朔煤矸石電廠1060t/h循環(huán)流化床鍋爐，數(shù)值計算研究焦炭顆粒粒度分布沿爐膛高度的變化規(guī)律，開發(fā)了循環(huán)流化床鍋爐焦炭顆粒粒度分布優(yōu)化軟件，為降低鍋爐飛灰含碳量提供技術(shù)支持。軟件中包括床料粒度分布模塊、物料濃度分布模塊、焦炭燃燒模塊和優(yōu)化模塊。研究不同煤種及不同給煤粒度分布下的焦炭粒度分布，分析了煤種和給煤粒度分布對爐內(nèi)含碳量、煙氣含氧量、溫度、分離器后燃特性和飛灰含碳量的影響。研究結(jié)果顯示，煤種中揮發(fā)分和固定碳質(zhì)量份額越高，爐膛中 焦炭燃燒速率越高，飛灰含碳量越低；隨著給煤粒度中細(xì)焦炭顆粒質(zhì)量份額的增加，爐膛出口處主要形成飛灰的焦炭顆粒質(zhì)量份額先減小后增大，同時飛灰含碳量先減小后增大，當(dāng)飛灰含碳量最小時對應(yīng)的給煤粒度分布為最優(yōu)給煤粒度分布。
【關(guān)鍵詞】：循環(huán)流化床鍋爐 焦炭粒度分布 優(yōu)化 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TK229.66
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-7
• 目錄7-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題背景10-12
• 1.1.1 清潔煤燃燒技術(shù)10-11
• 1.1.2 循環(huán)流化床鍋爐飛灰含碳量研究背景11
• 1.1.3 影響飛灰含碳量的主要因素11-12
• 1.2 循環(huán)流化床焦炭燃燒的研究概況12-14
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 本文研究的主要內(nèi)容14-15
• 1.3.1 本課題主要研究內(nèi)容14-15
• 1.3.2 本課題創(chuàng)新點15
• 1.4 本章小結(jié)15-16
• 第二章 循環(huán)流化床一次破碎、成灰和燃燼特性實驗研究16-28
• 2.1 實驗煤質(zhì)分析16-17
• 2.2 燃煤一次破碎特性研究17-23
• 2.2.1 實驗裝置17
• 2.2.2 實驗過程17-18
• 2.2.3 實驗結(jié)果與分析18-23
• 2.3 成灰特性23-25
• 2.3.1 實驗裝置及實驗過程23
• 2.3.2 實驗結(jié)果與分析23-25
• 2.4 燃燼特性25-27
• 2.4.1 實驗裝置及實驗過程25-26
• 2.4.2 實驗結(jié)果與分析26-27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 循環(huán)流化床鍋爐焦炭粒度分布數(shù)值模型28-44
• 3.1 循環(huán)流化床鍋爐燃燒系統(tǒng)整體模型特點28
• 3.2 各子模型間的關(guān)聯(lián)28-29
• 3.3 小室模型29-33
• 3.3.1 氧量平衡方程30-31
• 3.3.2 炭質(zhì)量平衡方程31-32
• 3.3.3 能量平衡方程32-33
• 3.4 焦炭燃燒模型33-42
• 3.4.1 一次破碎模型33-34
• 3.4.2 揚析夾帶模型34-35
• 3.4.3 焦炭顆粒的燃燒模型35-38
• 3.4.4 磨耗模型38
• 3.4.5 停留時間模型38-39
• 3.4.6 排渣模型39-40
• 3.4.7 飛灰模型40-41
• 3.4.8 傳熱模型41-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第四章 循環(huán)流化床焦炭粒度分布數(shù)值計算及優(yōu)化44-68
• 4.1 循環(huán)流化床鍋爐焦炭粒度分布數(shù)值計算44-49
• 4.1.1 計算模型44-46
• 4.1.2 模型計算穩(wěn)定性驗證及分析46-47
• 4.1.3 焦炭粒度分布47-49
• 4.2 不同煤種下的焦炭粒度分布49-53
• 4.2.1 焦炭粒度分布49-50
• 4.2.2 含碳量50-51
• 4.2.3 飛灰中焦炭粒度分布51-52
• 4.2.4 飛灰含碳量52-53
• 4.3 給煤粒度分布對焦炭粒度分布的影響53-59
• 4.3.1 給煤粒度分布對焦炭粒度分布的影響54-55
• 4.3.2 給煤粒度分布對含氧量分布的影響55-56
• 4.3.3 給煤粒度分布對含碳量分布的影響56-57
• 4.3.4 給煤粒度分布對溫度分布的影響57-58
• 4.3.5 給煤粒度分布對飛灰含碳量的影響58-59
• 4.4 焦炭粒度分布優(yōu)化59-64
• 4.4.1 焦炭粒度分布優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)59-60
• 4.4.2 典型煤種的最優(yōu)給煤粒度分布60-64
• 4.5 循環(huán)流化床鍋爐焦炭燃燒優(yōu)化軟件64-66
• 4.6 本章小結(jié)66-68
• 第五章 結(jié)論與展望68-72
• 5.1 完成的工作68-69
• 5.2 結(jié)論69
• 5.3 課題展望69-72
• 參考文獻(xiàn)72-76
• 致謝76-78
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文78

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：744991