能源問題越來越受到社會的關(guān)注，生物質(zhì)燃料作為一種新型的燃料，與傳統(tǒng)化石燃料相比其具有可再生性這一優(yōu)點(diǎn)，而從環(huán)境方面講，生物質(zhì)燃料燃燒所排放的NOX、SO2等污染物含量較低，并且實(shí)現(xiàn)了CO2的零排放，這有效的減緩溫室效應(yīng)并改變能源結(jié)構(gòu)的特性。而目前關(guān)于生物質(zhì)鍋爐燃燒方面的研究還較少，很多研究還不是很完善，本文通過數(shù)值模擬的方法，結(jié)合實(shí)驗(yàn)對生物質(zhì)鍋爐燃燒的一些特性進(jìn)行了研究。 本文對某公司現(xiàn)有的生物質(zhì)鍋爐進(jìn)行測試，在合理假設(shè)的基礎(chǔ)上，通過建立湍流模型、傳熱模型和顆粒跟蹤等模型，利用FLUENT軟件對鍋爐內(nèi)部的燃燒特性進(jìn)行了數(shù)值模擬。對模擬結(jié)果中，生物質(zhì)鍋爐的溫度場和組分分布進(jìn)行了分析，在爐膛內(nèi)，爐內(nèi)溫度場略呈菱形，并在出料口下方存在一定的傾斜，一次風(fēng)和二次風(fēng)的作用下，使得兩相流沿?zé)煔獬隹谔幧涑�，使得煙氣出口處溫度較高，容易結(jié)焦，而在爐膛內(nèi)部的火焰充滿度不高，燃燒區(qū)域靠上，爐膛上部容易燒壞；在煙氣出口附近，由于靠近主燃燒區(qū)域，溫度較高，特別是靠近出口上方，溫度比爐膛內(nèi)的部分區(qū)域還要高，此時(shí)溫度達(dá)到1450k到1550k，數(shù)值模擬結(jié)果為1500k與實(shí)驗(yàn)測得的最高溫度較吻合。 本研究分析了某公司現(xiàn)有的生物質(zhì)鍋爐爐內(nèi)的空氣動力特性和生物質(zhì)顆粒燃燒特性，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合得較好；針對原有鍋爐的煙氣出口溫度較高，不利于充分燃燒，且主燃區(qū)靠近鍋爐上部，不利于空間利用等的問題，提出了在煙氣出口處布置三角切圓的三次風(fēng)方法和在爐膛中部布置四角切圓的三次風(fēng)方法，來改變?nèi)紵齾^(qū)域的流場分布和主分場分布，并對數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了分析，改造后的模型對比原有模型皆有所改進(jìn)，其中四角切圓模型的改造對原有模型的改造較為明顯，流場分布更為合理，為今后同類生物質(zhì)鍋爐的改造和運(yùn)行提供了一定的理論基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

圖 1.1 計(jì)算流程圖研究的主要內(nèi)容過 fluent 軟件選取適當(dāng)?shù)耐牧髂Ｐ�，DPM 模型，用 P-1 模型，兩步競爭反浙江省某公司的生物質(zhì)燃燒器進(jìn)行了數(shù)值模擬；并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)果。分驗(yàn)結(jié)果，對燃燒內(nèi)部的溫度場、速度場等主要燃燒特性進(jìn)行了分析，進(jìn)一進(jìn)行了改造，提出來三角切圓和四角切圓的改造方案，通過對比分析改造提出了合理的改造方案。中，主要討論了數(shù)值模擬過程中的方法，包括湍流模型，拉格朗日模型，兩步競爭反應(yīng)模型。第一節(jié)介紹了模擬燃燒的基本控制方程，連續(xù)方程，程；第二節(jié)介紹了本文計(jì)算使用的具體方程，包括運(yùn)輸方程，熱輻射方程。中，對現(xiàn)有的生物質(zhì)燃燒器進(jìn)行了數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)，并對結(jié)果進(jìn)行了分析物質(zhì)燃燒器的物理模型，并對燃燒器進(jìn)行了介紹。第二節(jié)，給出了計(jì)算模界條件，以及生物質(zhì)燃料的工業(yè)元素分析表。第 進(jìn)行了分析，并通過對比

上方一側(cè)為進(jìn)料口，進(jìn)料口處布有風(fēng)管，另一側(cè)為煙氣出口。如圖 1 所示：圖 3.1 生物質(zhì)顆粒鍋爐縱向剖面圖3.2.數(shù)值計(jì)算模型本文以浙江省某公司的生物質(zhì)顆粒直燃預(yù)燃室為模擬對象。數(shù)值模擬生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)見圖 2�，F(xiàn)有生物質(zhì)顆粒直燃預(yù)燃室采用上給料下送風(fēng)（定義為一次風(fēng)）布置方式，進(jìn)料和主配風(fēng)位于預(yù)燃室的一側(cè)，進(jìn)料斜向插入預(yù)燃室，依靠重力和流化風(fēng)助流進(jìn)料。配風(fēng)點(diǎn)見以下幾處：為自爐排底部進(jìn)入的風(fēng)量；流化物料的流化風(fēng)；預(yù)燃室出口煙道冷卻周界風(fēng)；爐側(cè)壁觀察孔保護(hù)風(fēng)，出口高溫?zé)煔鈩t位于另外一側(cè)。預(yù)燃室內(nèi)壁有保溫裝置，材料為粘土，厚度為 200mm[31]。

杭州電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文14圖 3.2 數(shù)值模擬生物質(zhì)鍋爐結(jié)構(gòu)圖3.3.計(jì)算步驟計(jì)算框架圖：圖 3.3 計(jì)算流程圖劃分網(wǎng)格時(shí)采用分區(qū)劃分網(wǎng)格[32]，交錯、非均勻六面體、四面體網(wǎng)格，在幾何結(jié)構(gòu)和流場特點(diǎn)簡單的區(qū)域，采取簡單處理，在燃燒很集中的區(qū)域，對網(wǎng)格進(jìn)行了部分的密化，這是精簡計(jì)算的重要方法。數(shù)值模擬采用三維穩(wěn)態(tài)計(jì)算，為了避免偽擴(kuò)散的產(chǎn)生[33]，利用 QUICK 格式進(jìn)行方程的離散，并采用 SIMPLEC 算法求解，與現(xiàn)場生物質(zhì)顆粒燃燒情況一致，采用速度入口和壓力出口的邊界條件，壁面上應(yīng)用非滑移條件。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2827161