【摘要】：分解爐作為預(yù)分解窯的核心設(shè)備,其運(yùn)行質(zhì)量的好壞直接影響到水泥產(chǎn)量和燒成熱耗。通過(guò)筆者近幾年的熱工標(biāo)定發(fā)現(xiàn):水泥行業(yè)對(duì)分解爐內(nèi)部的工作狀況還比較陌生,風(fēng)、煤、料在分解爐內(nèi)的分布還不夠清楚,溫度場(chǎng)、壓力場(chǎng)和氣體成分的分布狀況更是阻礙預(yù)分解窯系統(tǒng)發(fā)展的一大難題。本文采用CFD仿真模擬技術(shù),針對(duì)某廠家的NST型分解爐,通過(guò)改變噴煤位置和分煤比例進(jìn)行模擬,為分解爐的降低NOx的排放提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)方向。NST分解爐的主體內(nèi)徑(D)為7m,三次風(fēng)與水平方向呈15°進(jìn)入分解爐。受到三次風(fēng)的進(jìn)風(fēng)方式的影響,分解爐氣體旋轉(zhuǎn)一周半的距離出分解爐,同一截面上的速度分布極不均勻。在未加生料之前,分解爐高溫區(qū)主要存在于距煙室縮口0.28D至0.57D、0.57D至1D和3.71D至5.14D處。NO的分布主要存在于在O_2相對(duì)較高的0.28D至0.57D、1.14D至2D。正常工況下,生料的分解率為91.7%。本文對(duì)不同噴煤角度的研究分析發(fā)現(xiàn):受到三次風(fēng)進(jìn)風(fēng)方式的影響,不同噴煤角度的分解爐均存在一定的偏流現(xiàn)象。角度移動(dòng)15°時(shí)的分解爐模型生料分解率較高,NO的排放量較低,不足之處在距煙室縮口2D至2.71D,出現(xiàn)嚴(yán)重的局部高溫現(xiàn)象。隨著移動(dòng)角度的增加,離三次風(fēng)較近的煤粉顆粒旋轉(zhuǎn)角度越大,遠(yuǎn)離三次風(fēng)的煤粉顆粒的運(yùn)動(dòng)軌跡較為混亂,在三次風(fēng)管上部,下料管a區(qū)域窯氣攜帶煤粉與三次風(fēng)發(fā)生“碰撞”,使得煤粉停留時(shí)間較長(zhǎng)而劇烈燃燒。本文針對(duì)不同噴煤高度的研究分析發(fā)現(xiàn):隨著高度的增加,噴煤管b側(cè)的煤粉顆粒走向受窯氣的影響越大,混亂度增加。在高度為3.86m時(shí),生料的分解率最大,但此時(shí)的NO排放量也是最高的,高度為4.86m時(shí),生料的分解率最低,僅有89.7%,勉強(qiáng)達(dá)到合理值,但此時(shí)的NO排放量最低。本文對(duì)不同分煤比例的研究分析發(fā)現(xiàn):分解爐NO的排放量主要受到離三次風(fēng)較近的噴煤管a側(cè)煤粉影響,NO的排放量隨著該側(cè)煤粉用量的增加而增加,并且該側(cè)煤粉用量增加時(shí),分解爐下部區(qū)域的煤粉燃燒狀況較差,使得中上部O_2增加,NO的形成也略顯“滯后”。通過(guò)對(duì)分解爐噴煤位置和分煤比例的研究,掌握了NST型分解爐的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和NOx的形成機(jī)理,為該類分解爐的改造和操作方式提供了參考依據(jù),對(duì)降低分解爐的NOx提供了理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TQ172.62
【圖文】：

圖 1-1 國(guó)內(nèi)部分分解爐類型Fig.1-1 Type of the Calciner in domestic究所用分解爐是由南京院設(shè)計(jì)的 NST 型分解爐，其幾何模型在第紹。算流體力學(xué)（CFD）體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，CFD)，是數(shù)值數(shù)學(xué)、流體科學(xué)結(jié)合的產(chǎn)物。在流體力學(xué)三大基本定律（動(dòng)量守恒、能量守恒律）的基礎(chǔ)上，以計(jì)算機(jī)為工具，通過(guò)離散化、數(shù)值化的數(shù)學(xué)方法的流體力學(xué)問(wèn)題進(jìn)行數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)、模擬、描述和預(yù)測(cè)，以解決用傳統(tǒng)實(shí)際問(wèn)題。CFD 將各種控制方程、數(shù)值解法等，通過(guò)制作 CFD 軟

分解爐熱工標(biāo)定得到與實(shí)際工況較為符合的模擬結(jié)果，確定仿真模擬所需的邊界條模擬結(jié)果的準(zhǔn)確性。對(duì)本文的研究對(duì)象—某廠家的 NST 分解爐進(jìn)行工標(biāo)定，測(cè)定了實(shí)際工況的相關(guān)物理參數(shù)。熱工檢測(cè)方法與數(shù)據(jù)處理81—2010《水泥回轉(zhuǎn)窯熱平衡、熱效率、綜合能耗計(jì)算方法》[65]進(jìn)行大的數(shù)據(jù)，采用多次測(cè)定，綜合評(píng)估、修正。標(biāo)定內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)分布內(nèi)容主要分為氣體成分檢測(cè)、氣體相關(guān)物理參數(shù)檢測(cè)及化學(xué)成分檢體成分的檢測(cè)項(xiàng)目主要為 O2、CO、CO2、NOx 的濃度，物理參數(shù)的測(cè)、壓力、流量、煤粉和生料顆粒的粒徑分布，化學(xué)成分的檢驗(yàn)有生料學(xué)分析、煤粉的工業(yè)分析、煤粉的元素分析。標(biāo)定內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)分布如測(cè)點(diǎn)示意圖如圖 2-1 所示，主要的測(cè)試范圍是分解爐系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯場(chǎng)圖片。

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本文編號(hào)：2729761