【摘要】：工業(yè)鍋爐在經(jīng)濟(jì)發(fā)展及國(guó)民生活中起著重要的作用。傳統(tǒng)的工業(yè)鍋爐因燃燒組織方式、鍋爐總體工藝水平等因素導(dǎo)致燃燒效率低、污染物排放量高。煤粉工業(yè)鍋爐具備高效節(jié)能、潔凈排放的特點(diǎn),近年來(lái)在節(jié)能減排的大背景下迅速發(fā)展起來(lái),煤粉工業(yè)鍋爐產(chǎn)業(yè)已基本形成。本文以哈爾濱工業(yè)大學(xué)研發(fā)的中心給粉旋流燃燒器為研究對(duì)象,研究燃燒器出口的單相流動(dòng)特性,并將燃燒器應(yīng)用在29MW煤粉工業(yè)鍋爐上,通過(guò)數(shù)值模擬的方法研究燃燒器的燃燒特性以及NO_x生成特性,并對(duì)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行合理優(yōu)化。本文的研究能夠?yàn)楣I(yè)煤粉鍋爐燃燒器的研發(fā)提供參考。首先以單只燃燒器為原型,根據(jù)冷態(tài)模化準(zhǔn)則搭建1:3的單相冷態(tài)試驗(yàn)臺(tái),通過(guò)熱線(xiàn)風(fēng)速儀系統(tǒng)測(cè)量燃燒器出口區(qū)域的三維速度,研究外二次風(fēng)和分離二次風(fēng)率配比以及摻混的煙氣量配比對(duì)燃燒器出口區(qū)域單相流動(dòng)特性的影響。不同風(fēng)率配比結(jié)果表明:風(fēng)率配比對(duì)回流區(qū)尺寸和最大軸向負(fù)速度影響較大,風(fēng)率配比由1:3增加至3:1,回流區(qū)最大直徑從1.1d增加至1.4d,回流區(qū)面積增幅為34%,燃燒器中軸線(xiàn)上最大軸向負(fù)速度由3.6m/s增加至9.8m/s。不同煙氣量配比結(jié)果表明:不同煙氣量配比對(duì)回流區(qū)尺寸和最大軸向負(fù)速度影響較大,煙氣量配比由0:1增加至1:0,回流區(qū)最大直徑從1.2d增加至1.3d,回流區(qū)面積增幅為19%,燃燒器中軸線(xiàn)上最大軸向負(fù)速度由3.4m/s增加至7.0m/s。利用數(shù)值模擬研究外二次風(fēng)和分離二次風(fēng)風(fēng)率配比以及摻混的煙氣量配比對(duì)爐內(nèi)燃燒特性以及NO_x生成特性的影響。通過(guò)對(duì)爐膛中心面的軸向速度分布、溫度分布、O_2濃度分布以及NO濃度分布進(jìn)行分析,并結(jié)合爐膛出口的煙氣溫度和NO_x濃度,對(duì)外二次風(fēng)和分離二次風(fēng)率配比以及摻混的煙氣量配比進(jìn)行優(yōu)化。不同風(fēng)率配比的數(shù)值模擬結(jié)果表明:風(fēng)率配比為1:3、3:5及9:11時(shí),爐膛出口NO_x排放量在227 mg/m~3-238mg/m~3范圍內(nèi),風(fēng)率配比大于9:11時(shí),NO_x排放量在227 mg/m~3基礎(chǔ)上升高幅度為21%。本文推薦外二次風(fēng)與分離二次風(fēng)風(fēng)率配比在1:3至9:11范圍內(nèi)較合適。不同煙氣量配比的數(shù)值結(jié)果表明:煙氣量配比為0:1至7:3時(shí),爐膛出口NO_x排放量在220 mg/m~3-231 mg/m~3范圍內(nèi),煙氣量配比為1:0時(shí),爐膛出口NO_x排放量為251 mg/m~3,在220 mg/m~3基礎(chǔ)上升高幅度為14%。本文推薦外二次風(fēng)與分離二次風(fēng)摻混的煙氣量配比在0:1至7:3范圍內(nèi)較合適。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TK229.63;X701
【圖文】：

冷態(tài)模化試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的，故各股氣流溫度相等，風(fēng)速公式可進(jìn)。根據(jù)上文所述，冷態(tài)�；囼�(yàn)臨界雷諾數(shù)取為 1×104，由此可得試驗(yàn) Q：3273(3600 ) Nm /h273i iiQ V St （式中 t 為試驗(yàn)風(fēng)溫，其中 i=1、2n、2w、3。3 試驗(yàn)臺(tái)的搭建單只燃燒器冷態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)由送風(fēng)系統(tǒng)、旋流燃燒器模型以及速度測(cè)量。送風(fēng)系統(tǒng)包括 50Hz 的調(diào)頻風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道，送風(fēng)管道如圖 2-2 所下依次是一次風(fēng)風(fēng)管、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)管、外二次風(fēng)風(fēng)管和分離二次風(fēng)風(fēng)-3 為燃燒器模型實(shí)物圖，旋流燃燒器帶有預(yù)燃室，預(yù)燃室內(nèi)布置一次次風(fēng)、外二次風(fēng)，軸向旋流葉片布置在二次風(fēng)通道中，葉片角度均為 6二次風(fēng)布置在預(yù)燃室外，分離二次風(fēng)出口與預(yù)燃室出口平齊。速度測(cè)括熱線(xiàn)風(fēng)速儀系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)。圖 2-4 為單只燃燒器冷態(tài)試驗(yàn)的示意圖

冷態(tài)模化試驗(yàn)是在室內(nèi)進(jìn)行的，故各股氣流溫度相等，風(fēng)速公式可進(jìn)。根據(jù)上文所述，冷態(tài)�；囼�(yàn)臨界雷諾數(shù)取為 1×104，由此可得試驗(yàn) Q：3273(3600 ) Nm /h273i iiQ V St （式中 t 為試驗(yàn)風(fēng)溫，其中 i=1、2n、2w、3。3 試驗(yàn)臺(tái)的搭建單只燃燒器冷態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)由送風(fēng)系統(tǒng)、旋流燃燒器模型以及速度測(cè)量。送風(fēng)系統(tǒng)包括 50Hz 的調(diào)頻風(fēng)機(jī)、送風(fēng)管道，送風(fēng)管道如圖 2-2 所下依次是一次風(fēng)風(fēng)管、內(nèi)二次風(fēng)風(fēng)管、外二次風(fēng)風(fēng)管和分離二次風(fēng)風(fēng)-3 為燃燒器模型實(shí)物圖，旋流燃燒器帶有預(yù)燃室，預(yù)燃室內(nèi)布置一次次風(fēng)、外二次風(fēng)，軸向旋流葉片布置在二次風(fēng)通道中，葉片角度均為 6二次風(fēng)布置在預(yù)燃室外，分離二次風(fēng)出口與預(yù)燃室出口平齊。速度測(cè)括熱線(xiàn)風(fēng)速儀系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)。圖 2-4 為單只燃燒器冷態(tài)試驗(yàn)的示意圖

2N O NO N2N O NO ON OH NO H網(wǎng)格劃分及邊界條件文采用三維建模軟件對(duì)全爐膛及燃燒器進(jìn)行 1：1 建模。將三維模劃分軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分。劃分網(wǎng)格時(shí)，燃燒器軸向葉片和爐膛本結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)方法。為了方便畫(huà)網(wǎng)格，將爐膛本體分成兩部分，用結(jié)構(gòu)方法畫(huà)網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)量遠(yuǎn)小于非結(jié)構(gòu)方法，且網(wǎng)格質(zhì)量高。模擬的準(zhǔn)確性，進(jìn)行網(wǎng)格劃分時(shí)，對(duì)爐膛主燃區(qū)以及流動(dòng)復(fù)雜的處理。圖 2-6，圖 2-7 和圖 2-8 分別為內(nèi)、外二次風(fēng)葉片以及爐膛示意圖。數(shù)值計(jì)算中，對(duì)于爐膛壁面：邊界條件設(shè)為無(wú)湍流運(yùn)動(dòng)于燃燒器煤粉以及各分級(jí)風(fēng)入口：采用速度入口邊界條件，煤粉流強(qiáng)度分別設(shè)為 0.8 和 10%，不同分級(jí)風(fēng)入口的水力直徑通過(guò)四與濕周之比計(jì)算；鍋爐出口的邊界條件設(shè)為壓力出口。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 常浩;原奇鑫;帥志昂;孫保民;;超臨界循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)射程的數(shù)值模擬研究[J];電站系統(tǒng)工程;2016年06期

2 孫紹增;王正陽(yáng);杜明坤;陳昊;;循環(huán)流化床中心二次風(fēng)的設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)研究[J];熱能動(dòng)力工程;2010年01期

3 焦健,肖敬紅,劉心志,張后雷,李銀培;鍋爐二次風(fēng)道流量特性分析與模化試驗(yàn)[J];熱力發(fā)電;2005年11期

4 李鑫祿,王繼承;解決二次風(fēng)門(mén)實(shí)際開(kāi)度與遠(yuǎn)方指示不一致的方法[J];東北電力技術(shù);2001年02期

5 劉厚道;;試論移動(dòng)火床爐二次風(fēng)[J];節(jié)能;1985年05期

6 王國(guó)才;強(qiáng)力蒸汽二次風(fēng)消煙除塵[J];吉林林業(yè)科技;1988年05期

7 茍良安;;二次風(fēng)在煙煤散燒生活灶上的應(yīng)用[J];能源工程;1988年Z1期

8 魯自力;賈振航;郭復(fù)炎;;立式雙爐膛半煤氣鍋爐的研制[J];工業(yè)鍋爐;1988年03期

9 劉衛(wèi)東;二次風(fēng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)低位吊式安裝[J];內(nèi)蒙古電力;1989年03期

10 端木怡;;測(cè)繪鍋爐二次風(fēng)門(mén)特性曲線(xiàn)的經(jīng)驗(yàn)[J];電力建設(shè);1989年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 王進(jìn);許巖韋;孫麗娟;;西格斯?fàn)t二次風(fēng)設(shè)計(jì)的數(shù)值研究和應(yīng)用分析[A];《環(huán)境工程》2018年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下冊(cè)）[C];2018年

2 萬(wàn)相龍;;330MW循環(huán)流化床鍋爐風(fēng)量的配比與應(yīng)用[A];中國(guó)循環(huán)流化床發(fā)電生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理(2013)[C];2013年

3 任登敏;張大川;;火力發(fā)電廠(chǎng)空預(yù)器出口二次風(fēng)量測(cè)量技術(shù)優(yōu)化[A];2017火電廠(chǎng)超低排放SCR系統(tǒng)升級(jí)改造技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2017年

4 郝如平;董志乾;李揚(yáng);趙偉偉;賈小平;;330MW循環(huán)流化床鍋爐低床壓的啟動(dòng)和運(yùn)行[A];中國(guó)循環(huán)流化床發(fā)電生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)管理(2013)[C];2013年

5 李汝萍;樊印龍;童家麟;呂洪坤;葉飛;李劍;丁歷威;;某600MW鍋爐超低NO_x改造后爐內(nèi)燃燒數(shù)值研究及優(yōu)化[A];浙江省電力學(xué)會(huì)2018年度優(yōu)秀論文集[C];2018年

6 姬廣勤;金有海;陳新華;王建軍;;循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)顆粒速度分布的實(shí)驗(yàn)研究[A];中國(guó)顆粒學(xué)會(huì)第六屆學(xué)術(shù)年會(huì)暨海峽兩岸顆粒技術(shù)研討會(huì)論文集（下）[C];2008年

7 張衛(wèi)杰;孫立;許敏;郭東彥;伊?xí)月?徐鍵;劉旭;;稻殼在循環(huán)流化床中燃燒現(xiàn)象的分析[A];2005年中國(guó)生物質(zhì)能技術(shù)與可持續(xù)發(fā)展研討會(huì)論文集[C];2005年

8 高紀(jì)栓;;循環(huán)流化床鍋爐的運(yùn)行調(diào)節(jié)[A];全國(guó)供熱行業(yè)熱源技術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

9 任登敏;張大川;胡杰;;火力發(fā)電廠(chǎng)空預(yù)器出口二次風(fēng)量測(cè)量技術(shù)優(yōu)化[A];2016燃煤電廠(chǎng)超低排放形勢(shì)下SCR脫硝系統(tǒng)運(yùn)行管理及氨逃逸監(jiān)測(cè)、空預(yù)器堵塞與低溫省煤器改造技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2016年

10 任登敏;張大川;;火力發(fā)電廠(chǎng)空預(yù)器出口二次風(fēng)量測(cè)量技術(shù)優(yōu)化[A];2017清潔高效燃煤發(fā)電技術(shù)交流研討會(huì)論文集[C];2017年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前6條

1 記者 洪偌馨;網(wǎng)貸O2O：“二次風(fēng)控”的模式之憂(yōu)[N];第一財(cái)經(jīng)日?qǐng)?bào);2014年

2 本報(bào)記者 杜鵑;紫馬財(cái)行用二次風(fēng)控管控風(fēng)險(xiǎn)[N];中華工商時(shí)報(bào);2015年

3 實(shí)習(xí)生 張洋邋首席記者 劉長(zhǎng)軍;廣田熱電實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)保同步進(jìn)行[N];盤(pán)錦日?qǐng)?bào);2008年

4 鄭群華 楊曉勇;循環(huán)流化床燃燒技術(shù)的新變革[N];中國(guó)電力報(bào);2003年

5 山西省鍋爐壓力容器監(jiān)督檢驗(yàn)所 王強(qiáng);燃煤性質(zhì)變化對(duì)鍋爐運(yùn)行調(diào)整的影響[N];山西科技報(bào);2006年

6 黃清燕;方興未艾的“粉絲”經(jīng)濟(jì)[N];西部時(shí)報(bào);2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前8條

1 王正陽(yáng);回料流和二次風(fēng)射流對(duì)循環(huán)流化床流動(dòng)與燃燒特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2009年

2 李松;燃用低揮發(fā)分煤中心給粉旋流燃燒技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

3 章勤;燃煤鍋爐低NO_x燃燒實(shí)驗(yàn)及模擬研究[D];浙江大學(xué);2013年

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

5 陳繼輝;大型CFB鍋爐氣固流動(dòng)若干關(guān)鍵性技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

6 劉建全;超（超）臨界機(jī)組鍋爐燃燒特性試驗(yàn)與優(yōu)化研究[D];華北電力大學(xué);2012年

7 魯佳易;大型循環(huán)流化床鍋爐物料平衡與熱平衡研究[D];重慶大學(xué);2012年

8 蔣大龍;生物質(zhì)燃料干燥和燃燒特性研究[D];華北電力大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王家全;29MW鍋爐燃燒器外二次風(fēng)率對(duì)流場(chǎng)及燃燒特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2019年

2 王炳楠;內(nèi)外二次風(fēng)配比對(duì)改造的W火焰鍋爐爐內(nèi)特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 孟凡喜;鍋爐二次風(fēng)大風(fēng)箱改善積灰優(yōu)化研究[D];浙江工業(yè)大學(xué);2017年

4 王礦;二次風(fēng)調(diào)節(jié)策略對(duì)煤粉爐爐膛燃燒的影響仿真研究[D];吉林大學(xué);2018年

5 郭磊;基于數(shù)值模擬的W型火焰鍋爐二次風(fēng)下傾改造研究[D];華中科技大學(xué);2016年

6 冀鵬宇;循環(huán)流化床鍋爐二次風(fēng)射流混合特性冷模試驗(yàn)研究[D];重慶大學(xué);2016年

7 田文娟;二次風(fēng)風(fēng)量多點(diǎn)測(cè)量裝置檢定方法研究[D];華北電力大學(xué);2017年

8 張金成;二次風(fēng)入射角度對(duì)W型火焰爐爐內(nèi)單相流動(dòng)的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2008年

9 杜亮亮;煤粉鍋爐二次風(fēng)系統(tǒng)流量特性研究[D];南京理工大學(xué);2009年

10 張玉斌;不同二次風(fēng)分配對(duì)W型火焰爐爐內(nèi)流動(dòng)特性的影響[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2776277