本文關(guān)鍵詞：IGCC火管式廢熱鍋爐流場特性數(shù)值模擬分析

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【摘要】：整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)(IGCC)是近年來在電力行業(yè)迅速興起的新技術(shù),其主要優(yōu)點(diǎn)在于能夠大大提高燃料的利用率,對于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)具有戰(zhàn)略性意義。而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),需首先實(shí)現(xiàn)對工藝過程中余熱的回收利用。廢熱鍋爐在工業(yè)余熱回收方面是重要設(shè)備,在化工、電力等行業(yè)應(yīng)用最為廣泛。以往與IGCC配套的廢熱鍋爐均為輻射式廢熱鍋爐,此種廢熱鍋爐在工業(yè)應(yīng)用過程中存在易結(jié)渣、難于清洗等問題,對此配套廢熱鍋爐的重新研究及優(yōu)化成為現(xiàn)階段限制IGCC發(fā)展的一個(gè)重要問題。本文主要目的即是用火管式廢熱鍋爐替代輻射廢鍋,研制與IGCC配套的廢熱鍋爐,實(shí)現(xiàn)能量的高效利用,主要研究內(nèi)容如下:(1)對比現(xiàn)有煤氣化技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn),重點(diǎn)介紹了中科院研發(fā)的適應(yīng)我國煤種特性的輸運(yùn)床煤氣化技術(shù);(2)以中科院IGCC項(xiàng)目為背景,運(yùn)用以往對火管式廢鍋的研究經(jīng)驗(yàn),采用傳統(tǒng)工藝計(jì)算方法,計(jì)算得到火管廢鍋整體結(jié)構(gòu),并運(yùn)用工藝計(jì)算軟件進(jìn)行校核,最終得到設(shè)備整體結(jié)構(gòu)布置圖;(3)運(yùn)用FLUENT數(shù)值模擬軟件,采用離散相模型,對廢鍋內(nèi)工藝氣流場特性進(jìn)行數(shù)值模擬,得到工藝氣速度場、溫度場、離散相的流場特性,為進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)、研究粉塵結(jié)焦提供了理論依據(jù);(4)針對換熱管外水受熱沸騰蒸發(fā),運(yùn)用FLUENT數(shù)值模擬軟件,采用沸騰蒸發(fā)模型,對換熱管外水受熱沸騰特性進(jìn)行數(shù)值模擬,得到水和水蒸氣的體積分?jǐn)?shù)和壓力分布云圖,并對不同入口流速進(jìn)行對比,當(dāng)速度越大時(shí)熱流密度越大,相應(yīng)的蒸汽體積分?jǐn)?shù)越大。
【關(guān)鍵詞】：煤氣化 廢熱鍋爐 數(shù)值模擬 離散相 沸騰傳熱
【學(xué)位授予單位】：天華化工機(jī)械及自動(dòng)化研究設(shè)計(jì)院有限公司
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK229
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 符號(hào)說明9-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 選題背景10-15
• 1.1.1 IGCC系統(tǒng)煤氣化技術(shù)發(fā)展的背景10-13
• 1.1.2 與IGCC配套的廢熱鍋爐13-15
• 1.2 本課題研究意義15
• 1.3 本章小結(jié)15-16
• 第2章 工藝計(jì)算16-27
• 2.1 熱量衡算16-21
• 2.1.1 熱量衡算與產(chǎn)氣能力計(jì)算16-17
• 2.1.2 傳熱面積計(jì)算17-19
• 2.1.3 傳熱面積核算19-21
• 2.2 工藝軟件計(jì)算21
• 2.3 水循環(huán)計(jì)算21-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章FLUENT數(shù)值模擬27-44
• 3.1 理論基礎(chǔ)27-30
• 3.1.1 質(zhì)量守恒方程27
• 3.1.2 動(dòng)量守恒方程27
• 3.1.3 能量守恒方程27-28
• 3.1.4 湍流方程28-30
• 3.2 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分30-33
• 3.2.1 廢熱鍋爐建立幾何模型30-31
• 3.2.2 網(wǎng)格的劃分31-32
• 3.2.3 數(shù)值模擬參數(shù)及邊界條件的設(shè)定32-33
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析33-43
• 3.3.1 結(jié)果顯示33-34
• 3.3.2 連續(xù)相流場34-37
• 3.3.3 溫度場37-41
• 3.3.4 離散相流場41-43
• 3.4 本章小結(jié)43-44
• 第4章 管外水沸騰數(shù)值模擬44-58
• 4.1 理論基礎(chǔ)44-45
• 4.2 幾何模型的建立及網(wǎng)格劃分45-46
• 4.2.1 模型簡化45
• 4.2.2 網(wǎng)格劃分45-46
• 4.3 數(shù)值模擬參數(shù)及邊界條件設(shè)定46-57
• 4.3.1 模型設(shè)置46-47
• 4.3.2 邊界條件設(shè)置47-48
• 4.3.3 數(shù)值模擬結(jié)果及分析48-54
• 4.3.4 壓力分布對比分析54-56
• 4.3.5 不同入口速度下含氣率的變化56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 結(jié)論與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 致謝64-65
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)論文65

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