發(fā)布時(shí)間：2017-10-01 14:20

  本文關(guān)鍵詞：工業(yè)爐內(nèi)彌散燃燒過程條件探討及NO_x排放控制

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【摘要】：彌散燃燒技術(shù)具備顯著節(jié)能和環(huán)保的特性,對(duì)加強(qiáng)能源的利用、改善空氣質(zhì)量、降低企業(yè)生產(chǎn)資金、提高企業(yè)的競爭力具有十分重要的意義,國際社會(huì)稱之為21世紀(jì)燃燒領(lǐng)域最具備發(fā)展?jié)摿Φ男滦完P(guān)鍵燃燒技術(shù)之一。為探討彌散燃燒技術(shù)在煙氣自循環(huán)工業(yè)爐上的應(yīng)用,本文通過軟件(FLUENT)數(shù)值模擬研究了彌散燃燒技術(shù)在工業(yè)爐上的形成條件,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。本文首先驗(yàn)證了工業(yè)爐裝置下不同湍流模型的適用性,并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,發(fā)現(xiàn)standard k-ε模型與實(shí)際情況最為接近,表現(xiàn)較好。本文就爐膛半徑改變對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過程進(jìn)行了模擬,發(fā)現(xiàn)爐膛半徑的加大使得爐膛局部高溫區(qū)逐步減小。爐膛內(nèi)平均溫度、出口溫度、最高溫度均降低。這表明寬大的爐膛空間有利于爐膛溫度均勻性,形成彌散燃燒過程,但不宜過大增加爐膛半徑。在本課題研究中,爐膛半徑限定在180mm-240mm最佳。本文對(duì)不同燃料流量對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過程進(jìn)行了模擬,發(fā)現(xiàn)隨著燃料流量的增加,爐膛溫度分布更加均勻。爐膛的高溫區(qū)域主要分布在爐膛的中后部,隨著燃料流量的增加,高溫區(qū)域面積逐步擴(kuò)大。因此,燃料流量較低時(shí),燃燒在相對(duì)低氧范圍內(nèi)進(jìn)行,反應(yīng)速率緩慢,符合形成彌散燃燒的條件。本文還針對(duì)回流煙氣預(yù)熱空氣對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過程影響進(jìn)行了不同初始空氣速度下有無煙氣回流通道的對(duì)比分析。發(fā)現(xiàn)在兩種情況下,隨著高溫空氣噴射速度的增加,爐膛內(nèi)的出口溫度、最高溫度均下降,爐膛平均溫度上升,這符合彌散燃燒的形成條件。在不存在煙氣回流通道時(shí)爐膛最高溫度、出口溫度、平均溫度以及爐膛溫差均遠(yuǎn)高于存在煙氣回流通道情況,NOX的生成量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)增加�？梢�,較大空氣初始動(dòng)量對(duì)空氣、燃料混合的推遲作用及煙氣回流對(duì)高溫空氣、燃料的稀釋作用。本文就該裝置下形成彌散燃燒是否與燃燒器布置方式有關(guān)展開了探討,將燃燒器布置方式改為傳統(tǒng)布置樣式(中間為燃?xì)馊肟?上部為空氣噴射入口),利用三維模擬探究了燃料噴嘴與空氣噴嘴間距不同時(shí)流場分布狀況。研究表明,當(dāng)燃料噴口與空氣噴口間距不同時(shí),爐膛空間溫度場分布變化很大。隨著燃?xì)鈬娮炫c空氣噴嘴的間距增大,爐膛溫度梯度變小,爐膛空間溫度分布更加均勻。符合彌散燃燒基本特征。
【關(guān)鍵詞】：煙氣自循環(huán) 彌散燃燒 CFD數(shù)值模擬 燃燒機(jī)制 NOX排放 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
【學(xué)位授予單位】：河北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 符號(hào)說明9-10
• 第一章 緒論10-22
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 彌散燃燒技術(shù)簡介12-14
• 1.2.1 彌散燃燒技術(shù)命名與定義12-13
• 1.2.2 彌散燃燒的技術(shù)優(yōu)勢(shì)13-14
• 1.3 彌散燃燒的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及應(yīng)用14-20
• 1.3.1 彌散燃燒的國外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.2 彌散燃燒的國內(nèi)研究現(xiàn)狀17-19
• 1.3.3 彌散燃燒技術(shù)應(yīng)用19-20
• 1.4 本文的研究內(nèi)容和計(jì)劃20-22
• 第二章 仿真模擬燃燒過程的數(shù)學(xué)計(jì)算模型22-34
• 2.1 基本控制方程組22-25
• 2.2 湍流流動(dòng)模型25-28
• 2.3 輻射模型28-29
• 2.4 燃燒模型29-31
• 2.5 NO_x預(yù)測模型31-34
• 第三章 低氧彌散燃燒過程模擬的物理模型34-38
• 3.1 燃燒器構(gòu)造簡介34
• 3.2 數(shù)值模擬參數(shù)確定34-38
• 3.2.1 燃料選取34-35
• 3.2.2 燃燒參數(shù)設(shè)計(jì)舉例35
• 3.2.3 氮氧化合物折算方法35-36
• 3.2.4 物理模型36-38
• 第四章 實(shí)驗(yàn)臺(tái)架38-40
• 第五章 二維下工業(yè)爐內(nèi)彌散燃燒形成條件探討40-70
• 5.1 湍流模型適用性驗(yàn)證40-45
• 5.1.1 溫度分布41-43
• 5.1.2 爐膛尾部煙氣分析43-44
• 5.1.3 沿爐膛中心軸線上的各組分濃度分布44-45
• 5.1.4 本節(jié)小節(jié)45
• 5.2 爐膛半徑改變分析研究45-55
• 5.2.1 溫度分布46-48
• 5.2.2 溫度不均勻度48-50
• 5.2.3 氧濃度分布50-51
• 5.2.4 爐膛X=400mm斷面上的組分濃度、溫度分布51-53
• 5.2.5 出口NO_x分布53
• 5.2.6 實(shí)驗(yàn)、模擬對(duì)比研究53-55
• 5.2.7 本節(jié)小節(jié)55
• 5.3 燃?xì)饬髁扛淖兡M研究55-59
• 5.3.1 溫度分布56-57
• 5.3.2 氧氣分布情況57-59
• 5.3.3 本節(jié)小節(jié)59
• 5.4 不同初始空氣速度下有無煙氣回流通道模擬探究59-70
• 5.4.1 兩種情況下溫度曲線對(duì)比及出口NO_x對(duì)比60-61
• 5.4.2 溫度分布圖61-62
• 5.4.3 兩種情況下氧濃度場分析62-63
• 5.4.4 氧濃度分布圖63-64
• 5.4.5 垂直于爐膛中心軸線的斷面上燃燒產(chǎn)物分布64-67
• 5.4.6 爐膛內(nèi)各截面溫度分布67-68
• 5.4.7 本節(jié)小節(jié)68-70
• 第六章 三維下工業(yè)爐內(nèi)彌散燃燒形成條件探討70-76
• 6.1 氧濃度分布71-72
• 6.2 速度場分布72-73
• 6.3 溫度分布73-74
• 6.4 NO_x分布74-75
• 6.5 本章小節(jié)75-76
• 第七章 總結(jié)76-80
• 7.1 本文主要結(jié)論76-77
• 7.2 下一步工作計(jì)劃77-80
• 參考文獻(xiàn)80-84
• 致謝84-86
• 攻讀學(xué)位期間所取得相關(guān)科研成果86

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5 戴蘭生;中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)“第六屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)”在北京召開[J];工業(yè)爐;2002年04期

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7 ;“中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)第7屆學(xué)術(shù)會(huì)議”征文通知[J];工業(yè)爐;2005年06期

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10 曹田力;;中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)“第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)”召開[J];工業(yè)爐;2006年06期

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1 蒼大強(qiáng);;國內(nèi)外工業(yè)爐技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)[A];電子信息產(chǎn)業(yè)工業(yè)爐窯節(jié)能減排與新技術(shù)、新材料研討會(huì)會(huì)議資料[C];2007年

2 董元;;工業(yè)爐節(jié)能減排綜合改造的途徑[A];2007年中國機(jī)械工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2007年

3 鄭劍輝;王明;李衛(wèi)杰;;工業(yè)爐工序運(yùn)營管理模式探索及實(shí)踐[A];2010年全國能源環(huán)保生產(chǎn)技術(shù)會(huì)議文集[C];2010年

4 潘景新;沈剛;;工業(yè)爐綜合節(jié)能改造及節(jié)能量的測算[A];第八屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

5 蒼大強(qiáng);;前言[A];第七屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

6 肖進(jìn)軍;;特殊鋼分公司工業(yè)爐節(jié)能措施的實(shí)踐和探討[A];2008全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2008年

7 程志庭;;工業(yè)爐總承包中的費(fèi)用和風(fēng)險(xiǎn)管理[A];第八屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

8 魏兵;;建立大工業(yè)爐概念 發(fā)展陜西工業(yè)爐行業(yè)[A];陜西裝備制造業(yè)發(fā)展論壇論文匯編[C];2006年

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10 劉友;王連勇;田紅;龐興露;孫亞松;劉威;夏明;;高溫空氣燃燒技術(shù)在工業(yè)爐上的應(yīng)用[A];2006全國能源與熱工學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2006年

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1 李蕊邋婁家棟;營口東方工業(yè)爐產(chǎn)品填補(bǔ)國內(nèi)空白[N];營口日?qǐng)?bào);2008年

2 本報(bào)記者 劉京青;工業(yè)爐新技術(shù)應(yīng)用風(fēng)生水起[N];中國有色金屬報(bào);2009年

3 宋忠群 記者秦永生;北鎮(zhèn)在南京舉辦工業(yè)爐產(chǎn)業(yè)招商會(huì)[N];錦州日?qǐng)?bào);2010年

4 胡以軍 陳興明 田紅云;構(gòu)筑利益共同體[N];中國冶金報(bào);2008年

5 潘放;上海寶冶工業(yè)爐公司獲兩項(xiàng)科技成果獎(jiǎng)[N];中華建筑報(bào);2008年

6 本報(bào)記者 金國其　通訊員 周鎖泉;江南工業(yè)爐公司多措并舉打造“軟實(shí)力”[N];中國工業(yè)報(bào);2009年

7 證券時(shí)報(bào)記者 申木;三維工程 收購工業(yè)爐公司80%股權(quán)[N];證券時(shí)報(bào);2010年

8 記者鄭國柱;鳳凰工業(yè)爐逆市搶占?xì)W洲、北非市場[N];中國冶金報(bào);2009年

9 胡以軍 田紅云 劉燕;誠信 求精 共贏[N];中國冶金報(bào);2009年

10 薛璇;有色協(xié)會(huì)工業(yè)爐分會(huì)成立[N];中國有色金屬報(bào);2014年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張向宇;工業(yè)爐溫度場可視化與輻射特性參數(shù)解耦重建研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 楊碩;工業(yè)爐內(nèi)彌散燃燒過程條件探討及NO_x排放控制[D];河北工業(yè)大學(xué);2015年

2 范垂剛;熱煤氣在工業(yè)爐上的應(yīng)用技術(shù)研究[D];大連理工大學(xué);2003年

3 江瑞寶;工業(yè)爐爐內(nèi)可視化監(jiān)測及板坯升溫過程分析[D];華中科技大學(xué);2006年

4 金磊;Φ720mm無縫鋼管工業(yè)爐自動(dòng)化控制及監(jiān)控[D];天津大學(xué);2013年

5 何利;YT市工業(yè)爐廠經(jīng)營戰(zhàn)略研究[D];西北大學(xué);2011年

6 姜冠宇;工業(yè)窯爐熱平衡檢測及節(jié)能改造[D];東華大學(xué);2014年

7 王龍;工業(yè)爐煙氣自循環(huán)高溫低氧燃燒過程的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：953941