發(fā)布時間：2019-09-03 11:54

【摘要】：我國呈現(xiàn)出多煤少油的能源布局,煤的潔凈燃燒技術(shù)不先進(jìn),已經(jīng)造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。且石油使用量巨大,多數(shù)依賴進(jìn)口,其已變成影響并制約我國全方位發(fā)展的重要物資。國內(nèi)發(fā)電廠仍以燃煤為主,每次鍋爐點火消耗大量燃油,低揮發(fā)分煤種燃燒釋放的NO造成巨大污染。社會和經(jīng)濟(jì)得到了迅猛發(fā)展卻消耗了大量的資源,環(huán)境也為之付出了沉重代價。如何減少電力產(chǎn)品單位能耗,減少污染物排放是火力發(fā)電行業(yè)必須考慮的首要問題。我國農(nóng)產(chǎn)品種類多,廢棄的植物秸稈和邊角余料是一種巨大的浪費,生物質(zhì)資源儲量豐富,提高其利用率能緩解各方面壓力,帶來良好效益。微油點燃生物質(zhì)與低揮發(fā)分煤粉技術(shù)既提高了生物質(zhì)能的利用,又減少了石油消耗,同時還減少了NO的排放,對該技術(shù)進(jìn)行研究有重要意義。本文采用數(shù)值模擬的方法研究了微油點燃楊木、大豆秸稈、棉稈三種生物質(zhì)與低揮發(fā)分煤粉混合燃料的燃燒特性。主要研究了一次風(fēng)速度、生物質(zhì)種類、生物質(zhì)與低揮發(fā)分煤粉混合比、混合燃料粒徑四種因素對微油點火的影響。選擇質(zhì)量守恒、動量守恒、能量守恒三大方程模型,標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程湍流模型,P-1輻射模型,平衡混合分?jǐn)?shù)/PDF模型,污染物形成模型等,從而建立完整的燃燒器物理模型。對其進(jìn)行網(wǎng)格劃分,設(shè)立邊界條件與各項參數(shù)進(jìn)行模擬計算,通過對微油點火燃燒器內(nèi)部溫度場、物質(zhì)成分分布的對比分析,得到以下結(jié)論：一次風(fēng)速度為25m/s,生物質(zhì)添加比為10%時,揮發(fā)分含量最高的楊木與低揮發(fā)分煤粉組成的混合燃料點火效果最佳,揮發(fā)分含量越高,燃燒過程中混合燃料釋放的揮發(fā)分氣體含量越高,越利于焦炭的點燃和穩(wěn)定燃燒；以楊木與煤粉混合燃料為研究對象,一次風(fēng)速度25m/s,生物質(zhì)添加比為10%-15%時點火效果好,生物質(zhì)比例過小,點火效果不明顯;想要維持最佳點火效果存在臨界生物質(zhì)粒徑,生物質(zhì)粒徑大于該臨界粒徑值時,隨著生物質(zhì)粒徑增大,燃燒器出口溫度呈遞減趨勢；當(dāng)生物質(zhì)粒徑小于該臨界值時,隨生物質(zhì)粒徑增大,燃燒器出口溫度呈上升趨勢,以大豆秸稈與煤粉混合燃燒進(jìn)行模擬研究,在一次風(fēng)速度為22m/s時,得到最佳生物質(zhì)粒徑在96μm-120μm之間：一次風(fēng)速度過小,燃燒器中混合燃料受到高溫油火焰氣流的沖刷,生物質(zhì)顆粒易結(jié)焦,造成燃燒器內(nèi)部堵塞,一次風(fēng)速度過大又會造成燃料在燃燒室內(nèi)停留時間過短,燃燒不充分,致使混合燃料中的揮發(fā)分析出和焦炭的燃燒都發(fā)生拖延,著火距離增大,燃燒不穩(wěn)定性增加；微油點燃生物質(zhì)與貧煤混合燃料時,生物質(zhì)的揮發(fā)分析出溫度遠(yuǎn)低于低揮發(fā)分煤粉,生物質(zhì)通過熱質(zhì)交換和壁面輻射迅速吸收熱量,析出的揮發(fā)分與煤種里的氮化物進(jìn)行復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),能夠有效的減少燃料型NO的排放。
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圖１．２微油燃庇器工作示逡逑

４．１燃燒器模型及網(wǎng)格劃分逡逑本文采用ＣＦＤ軟件建立的燃燒器Ｈ維模型是徑向布置的，主燃燒室兩側(cè)對稱布置兩逡逑個點火油槍，與燃燒室呈４５。夾角，如圖４．１所示。一次風(fēng)風(fēng)口直徑５００ｍｍ，縮口直徑逡逑４００ｍｍ，主燃燒室直徑６００ｍｍ，油槍燃燒火焰入口邋２００ｍｍ，燃燒產(chǎn)物出口邋６００ｍｍ。Ｘ逡逑軸方向為軸向，建立幾何模型，，設(shè)置邊界層，進(jìn)行網(wǎng)格劃分。逡逑圖４．１微油點火燃q移髂Ｐ灣義希疲蹋眨牛危蘊峁┒嘀滯窠峁梗雜詼Ｐ投嗖捎盟謀咝位潁冉切甕。唬任Ｐ灣義鮮褂盟拿嫣�、六面体、c坌蔚鵲ザ勞窠峁�，或者两譁格混乎r褂謾１疚難芯康娜忌斟義掀骼嘉Ｐ徒銜叢櫻訟嘍約跎僂竦ピ坎⑺醵掏窕質(zhì)奔洌什捎梅墻峁瑰義纖拿嫣逋�。哉N悸峭窕置芏仁保掛悸塹郊撲慊媧⒌ピ圖撲隳芰Φ南拗�，辶x涎≡窈鮮實耐癯嘰紜１疚畝遠(yuǎn)穩(wěn)忌帳醫(yī)辛司植考用埽自黽幽Ｇ傻淖既沸�，紦溷辶x賢褡蓯桑玻玻罰

本文編號：2531333