【摘要】：利用生物質(zhì)氣化技術(shù)將能量儲量巨大的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為清潔燃?xì)鈱⒊蔀槲磥砟茉垂⿷?yīng)的一種重要途徑。未來能源中，氫氣將會成為清潔能源的主要代表，而通過生物質(zhì)氣化技術(shù)可以得到富含氫氣的燃?xì)狻Ｒ虼搜芯块_發(fā)適合富氫生物質(zhì)氣化氣燃燒的專用燃燒器對改善能源結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境污染及溫室效應(yīng)的控制具有重要意義。 本文針對富氫生物質(zhì)氣化氣的特性，設(shè)計了額定熱負(fù)荷為170kW的雙旋流擴散式燃燒器，并研究了不同配風(fēng)比及結(jié)構(gòu)參數(shù)對該燃燒器流動特性的影響規(guī)律。研究表明：在內(nèi)環(huán)空氣量占總風(fēng)量70%時，燃燒室流場分布最合理；增加隔離環(huán)板尺寸可以強化中心回流區(qū)回流能力。隨后進(jìn)行的流動特性實驗表明：燃燒器各部件中，內(nèi)環(huán)旋流空氣管流動阻力最大，其次為燃?xì)鈱?dǎo)流管，外環(huán)旋流空氣管最小，過量空氣系數(shù)大于1.1時，燃?xì)夤艿膲毫p失隨過量空氣系數(shù)增大而減小；過量空氣系數(shù)對軸向速度軸向分布影響較大，徑向分布影響較小，1.1時中心回流區(qū)尺寸及回流能力達(dá)到最大值。 對該燃燒器的溫度場分布、可燃組分濃度分布及NO_X的排放進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。結(jié)果表明：內(nèi)環(huán)空氣量占總風(fēng)量70%，隔離環(huán)板與鈍體直徑分別為48mm和34mm時，燃燒室溫度分布最均勻；增加燃?xì)庵蠬_2和CO的含量將分別加快和降低燃?xì)獾娜紵俾剩瑴p小和增加高溫區(qū)的范圍，而增加CH_4的含量,對燃?xì)馊紵俾屎透邷貐^(qū)范圍影響不大；改變隔離環(huán)板尺寸、過量空氣系數(shù)及可燃組分含量均將對NO_X的排放產(chǎn)生顯著影響，而改變鈍體尺寸及熱負(fù)荷，對NO_X的排放影響較小，隔離環(huán)板直徑為48mm，過量空氣系數(shù)為1.1時，NO_X的生成量最小。 通過數(shù)值模擬及實驗研究得到了生物質(zhì)氣化氣雙旋流燃燒器的流動特性及燃燒特性，為富氫生物質(zhì)氣化氣的燃燒利用奠定了理論與技術(shù)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TK6
【圖文】：

上開通 2 排噴空，用以燃?xì)馀c空氣的部分預(yù)混，減小進(jìn)氣采用一次直流、二次旋流的進(jìn)氣方式，增強燃燒研究發(fā)現(xiàn)：①當(dāng)直流風(fēng)占總風(fēng)量的 80%時，燃燒器射，高溫區(qū)域分布最廣，燃?xì)獾娜紵蚀笥?99%；②燃?xì)饧淄榈娜紵俾�、燃盡程度及燃盡距離最快、最高彭峰[35]采用數(shù)值計算的方法對廢氣燃燒器的流場和排燃燒器噴嘴容易燒損，燃燒室內(nèi)部流場不合理，廢氣有害物濃度過高的問題，對燃燒器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)：，改變導(dǎo)流葉片角度，避免流動過早分離；②在上述，減小燃?xì)鈬娮斓某隹诮嵌取Ｑ芯堪l(fā)現(xiàn)：①方案一可流場分布，火焰面遠(yuǎn)離噴口有利于噴嘴組件的安全，燃燒器有害物 NOx濃度只是略有降低；②方案二結(jié)構(gòu)改改善，從而使火焰變長，燃燒室溫度分布更加均勻，，NOx濃度大大降低。

圖 2.1 燃燒器結(jié)構(gòu)示意圖Fig2.1Structure scheme of combustor流管設(shè)計以切向方式進(jìn)入燃燒器，為防止削弱燃燒器出口的部及出口流速過快。參考文獻(xiàn)[44]中的燃?xì)馑俣�，最器屬于擴散式燃燒器，因此不存在回火的安全隱比重較高，而且氫氣的火焰?zhèn)鞑ニ俣群艽�，因此選用 25m/s 作為參考值，并依據(jù)式(2.5)對導(dǎo)流管截面3600ggLFV 管入口燃?xì)馄骄俣葏⒖贾�，m/s；流管的橫截面積，m2。 所示的燃燒器物理結(jié)構(gòu)，燃?xì)鈱?dǎo)流管流通截面積是

圖 2.2 燃/空氣進(jìn)口示意圖Fig.2.2 Schematic diagram of the gas/air inlet文獻(xiàn)[45]，入口截面尺寸比 b/a 取值為 0.5。在設(shè)計時切向的出口截面積相等，如計算式(2.9)所示。2 20( ) / 4f f fa b d d2 2( ) / 4N N N fa b d d2 2( ) / 4W W W na b d d氣進(jìn)口尺寸，m；環(huán)空氣進(jìn)口尺寸，m；外環(huán)空氣進(jìn)口尺寸，m。片設(shè)計片對軸向葉片進(jìn)行設(shè)計。綜合考慮葉片設(shè)計經(jīng)驗及實物加共 12 片，傾角為 30°。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 郭東彥,韓濤,薛愛軍,胡浩;生物質(zhì)氣化集中供氣技術(shù)[J];小城鎮(zhèn)建設(shè);1997年12期

2 馬洪儒,趙衛(wèi)兵;XFF-2000型生物質(zhì)氣化機組存在的問題及改進(jìn)措施[J];農(nóng)村能源;1998年06期

3 包曉軍;寒冷地區(qū)生物質(zhì)氣化及其應(yīng)用的特殊性[J];節(jié)能技術(shù);1999年01期

4 文彩云;;又一國家重點環(huán)保項目在邕奠基 “吃”垃圾“吐”電能[J];廣西城鎮(zhèn)建設(shè);2008年12期

5 ;生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)全部國產(chǎn)化[J];東方電機;2009年01期

6 夏光喜,莊新姝,楊柏成,劉國喜;國外先進(jìn)的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)[J];農(nóng)村能源;1999年04期

7 劉國喜,莊新姝,尹天佑,趙力,趙青;生物質(zhì)氣化技術(shù)講座(六)國外生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用[J];農(nóng)村能源;2000年04期

8 熊昌國;庹洪章;;生物質(zhì)氣化燃?xì)庠谵r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用[J];當(dāng)代農(nóng)機;2007年09期

9 ;生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)全部國產(chǎn)化[J];建材發(fā)展導(dǎo)向;2008年08期

10 王貴路;劉建坤;李曉偉;孟凡彬;張大雷;;生物質(zhì)氣化氣中焦油非催化裂解實驗研究[J];節(jié)能技術(shù);2011年02期

相關(guān)會議論文 前10條

1 鄒琳江;翟篤棉;趙志民;鄒得球;;氣燒套筒石灰窯燃燒器的研究[A];第八屆全國工業(yè)爐學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

2 鄭昀;邵巖;李斌;;生物質(zhì)氣化機理及應(yīng)用[A];中國建筑學(xué)會建筑熱能動力分會第十七屆學(xué)術(shù)交流大會暨第八屆理事會第一次全會論文集[C];2011年

3 唐麗君;;超臨界爐燃燒器總裝胎具的通用化設(shè)計[A];2010全國機電企業(yè)工藝年會《上海電氣杯》征文論文集[C];2010年

4 王華軍;李淑蘭;何曉峰;趙寶珠;岳峰;韓剛;;家用生物質(zhì)氣化機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究與分析[A];中國太陽能學(xué)會2001年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

5 王華軍;李淑蘭;何曉峰;趙寶珠;岳峰;韓剛;;家用生物質(zhì)氣化機設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究與分析[A];中國太陽能學(xué)會2001年學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2001年

6 全浩;;如何選擇廢物類生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)化項目?[A];貫徹循環(huán)經(jīng)濟促進(jìn)法開發(fā)固體廢物資源研討會論文集[C];2009年

7 丁楊惠勤;朱躍釗;廖傳華;方向;張華;馬雷;;反燒式固定床生物質(zhì)氣化試驗研究[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

8 周海倫;孫健;陳礪;王紅林;;木薯莖稈的生物質(zhì)氣化工藝研究[A];第九屆全國化學(xué)工藝學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

9 韓臨曦;李家民;劉成剛;;多股射流配氣技術(shù)在生物氣化中的應(yīng)用研究[A];安徽節(jié)能減排博士科技論壇論文集[C];2007年

10 毛瑩;;材料燃燒特性國家基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫的建立探討[A];2010年中國阻燃學(xué)術(shù)會議論文集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 CNE記者 趙坤;我國生物質(zhì)氣化合成燃料關(guān)鍵技術(shù)獲重大突破[N];中國電力報;2011年

2 記者 符丹萍 通訊員 謝舜源;廣州能源所一科研項目通過驗收[N];廣東科技報;2011年

3 記者 李江;我市全面檢查農(nóng)村生物質(zhì)氣化站消防安全[N];鐵嶺日報;2007年

4 王保林;生物質(zhì)氣化、生物質(zhì)快速炭化技術(shù)研制成功[N];濟寧日報;2009年

5 特約記者 李光昕;遼寧推廣生物質(zhì)氣化供氣技術(shù)[N];中國化工報;2007年

6 本報記者 任曉敏;生物質(zhì)能源技術(shù)加快應(yīng)用[N];中國特產(chǎn)報;2006年

7 劉亞勛;流化床生物質(zhì)氣化成套設(shè)備[N];中國商報;2000年

8 宋遜風(fēng);生物質(zhì)氣化炊事采暖爐在武清農(nóng)村推廣[N];農(nóng)民日報;2008年

9 李永明;生物質(zhì)氣化爐批量投放市場[N];中國綠色時報;2006年

10 傅小冰;云南擬建國內(nèi)首個生物發(fā)電廠[N];中國質(zhì)量報;2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孫宏宇;主動配風(fēng)固定床生物質(zhì)氣化爐氣化參數(shù)影響研究[D];山東大學(xué);2011年

2 汪洋;微尺度環(huán)境下預(yù)混火焰穩(wěn)燃方法的研究[D];浙江大學(xué);2010年

3 王磊;生物質(zhì)氣化過程中燃料固有氮演變行為研究[D];大連理工大學(xué);2010年

4 朱林;硅基微尺度燃燒器燃燒特性與結(jié)構(gòu)失效的研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2008年

5 袁海榮;秸稈固化成型燃料助燃劑研制及燃燒特性試驗與模擬研究[D];北京化工大學(xué);2010年

6 梁昱;生物制氣—柴油雙燃料發(fā)動機燃燒試驗與模擬[D];江蘇大學(xué);2007年

7 馬培勇;外置瑞士卷多孔介質(zhì)燃燒器特性研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2010年

8 王琦;生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油及其后續(xù)應(yīng)用研究[D];浙江大學(xué);2008年

9 楊麗;煤/生物質(zhì)氣化合成氣燃燒特性的激光診斷研究[D];浙江大學(xué);2011年

10 魏立綱;固體熱載體法生物質(zhì)催化氣化制氫新工藝研究[D];大連理工大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 崔鵬飛;富氫生物質(zhì)氣化氣燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計及燃燒特性研究[D];重慶大學(xué);2013年

2 楊鑫;部分預(yù)混式低熱值煤層氣燃燒器優(yōu)化設(shè)計及燃燒特性研究[D];重慶大學(xué);2012年

3 姜東岳;微熱光電系統(tǒng)中燃燒器的優(yōu)化研究[D];大連理工大學(xué);2012年

4 李林強;采用平板式燃燒器的微型熱光電系統(tǒng)的研究[D];河南科技大學(xué);2010年

5 何亞強;卓資電廠燃燒器結(jié)渣和風(fēng)箱燒損原因分析及解決方案[D];華北電力大學(xué)（河北）;2010年

6 徐軍平;定向低NOx焦化專用燃燒器研制[D];中國石油大學(xué);2011年

7 蔡松;低熱值煤層氣燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化的研究[D];重慶大學(xué);2011年

8 陳曉曼;基于CFD的預(yù)熱式燃燒器性能優(yōu)化與控制系統(tǒng)設(shè)計[D];華南理工大學(xué);2013年

9 盧凱芳;四風(fēng)道燃燒器的結(jié)構(gòu)與性能研究[D];昆明理工大學(xué);2009年

10 朱紅;生物質(zhì)氣化過程運行工況研究[D];華北電力大學(xué);2011年

本文編號：2773402