煤/天然气两用燃烧器关键技术研究
发布时间：2023-01-25 17:26
燃烧器是沥青混合料搅拌设备的核心部件,燃烧器的综合性能决定了沥青成品料经济性。多功能环保型煤/天然气两用燃烧器合理选择经济性燃料煤粉或天然气,采用先进的燃烧控制方案,运用自动化控制技术,提高燃烧器的燃烧效率,降低燃烧对环境造成的污染。对沥青搅拌设备配套厂家在当今激烈的市场竞争中能处于优势地位同样具有现实意义。本文以某2000型煤/天然气两用燃烧器为例,研究重点于以下几个方面:（1）分析了煤/天然气两用燃烧器的结构和工作原理;对烘干筒结构进行分析,指出筒内预热区、加热区和燃烧区叶片的布置,通过烘干筒内的热平衡计算,得出了燃煤、天然气的消耗量,为下一章仿真提供了参数依据;通过计算产生的烟气量和蒸汽量,分析了影响烟气温度的主要因素,可得出干燥过程中废气温度与颗粒物料形成的料帘和热烟气的接触面积有关。（2）在理论分析的基础上,运用Pro/E软件进行三维建模,ANSYS ICEM软件对流体域进行网格划分,然后导入CFD仿真软件FLUENT对单独燃烧煤粉和单独燃烧天然气时烘干筒内流体域进行数值模拟,通过改变煤粉和天然气喷射速度对流场分布的影响进行对比研究流场速度分布规律、温度分布规律等,从而确定合...
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究意义
1.3 煤/天然气两用燃烧器国内外发展现状概况
1.4 论文研究的主要内容
第二章 燃烧系统结构分析
2.1 煤/天然气两用燃烧器简介
2.1.1 煤/天然气两用燃烧器结构
2.1.2 煤/天然气两用燃烧器工作原理
2.2 烘干筒主要参数确定
2.2.1 干燥筒体体积V确定
2.2.2 烘干筒直径D初步确定
2.2.3 烘干筒长度L的确定
2.2.4 烘干筒直径D的确定
2.3 热力学计算
2.3.1 干燥滚筒的耗热量
2.3.2 燃烧耗煤量计算
2.4 影响热烟气温度的因素分析
2.4.1 燃料燃烧时消耗空气量
2.4.2 燃料燃烧过程产生烟气量
2.4.3 水分蒸发过程产生蒸汽量
2.5 烘干筒结构确定
2.6 本章小结
第三章 燃烧器数值计算模型
3.1 FLUENT软件简介
3.2 数值模拟中的假设和基本方程
3.2.1 基本方程
3.2.2 边界条件
3.3 数值仿真的数学模型
3.4 煤粉颗粒的运动
3.5 煤粉燃烧模型
3.5.1 煤粉颗粒加热模型
3.5.2 挥发分析出模型
3.5.3 挥发分燃烧模型
3.5.4 气相湍流燃烧模型
3.6 辐射模型
3.7 天然气燃烧模型
3.8 本章小结
第四章 燃烧器数值分析
4.1 数值模拟过程
4.2 煤/天然气两用燃烧器几何模型
4.3 流体域的网格划分
4.4 流体仿真求解设定
4.5 边界条件及初始条件
4.6 煤/天然气两用燃烧器的数值仿真及分析
4.6.1 煤/天然气两用燃烧器单烧煤粉仿真分析
4.6.2 煤/天然气两用燃烧器单烧天然气仿真分析
4.7 本章小结
第五章 燃烧控制系统的硬件设计
5.1 燃烧控制系统总体设计
5.1.1 燃烧系统设计要求
5.1.2 控制系统基本结构
5.2 可编程逻辑控制器(PLC)简介
5.3 PLC选型
5.4 PLC及其模块接线
5.4.1 I/O地址分配
5.4.2 模块接线
5.5 本章小结
第六章 燃烧器控制系统的软件设计
6.1 STEP7 软件
6.2 燃烧器基本控制方案设计
6.3 控制系统软件设计
6.3.1 控制算法流程
6.3.2 主程序模块
6.3.3 温度控制模块
6.3.4 压力控制模块
6.3.5 空燃比控制模块
6.3.6 通信控制模块
6.4 程序调试
6.5 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读学术期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]随钻测井仪器可靠性指标论证方法[J]. 罗琴,黄创绵,李亚球. 环境技术. 2018(01)
[2]工业锅炉用燃烧器标准现状及安全运行要素[J]. 何泾渭,黎亚洲,徐洪涛,韦中悬. 中国特种设备安全. 2017(08)
[3]培育高端高效的智能经济 发展人工智能新兴产业[J]. 杨金亮. 中国招标. 2017(30)
[4]节能优先减排考核 撬动工业节能大市场[J]. 广西节能. 2014(03)
[5]环保:工业节能或迎规模化发展[J]. 股市动态分析. 2014(34)
[6]变风速下四角切圆锅炉燃烧特性的数值模拟[J]. 李德波,徐齐胜,沈跃良,张睿,温智勇,刘亚明. 动力工程学报. 2013(03)
[7]PLC在泵站自动控制系统中的运用[J]. 曾彦彰,阳晓玲. 计算机光盘软件与应用. 2012(21)
[8]220t/h锅炉再燃改造的数值模拟[J]. 李德波,张睿. 热能动力工程. 2012(04)
[9]沥青搅拌设备用燃烧器现状及发展趋势[J]. 彭长顺,王召瑞. 工程机械. 2007(08)
[10]应用运动控制模块PP41实现位置闭环控制[J]. 严良文. 电气自动化. 2007(02)
博士论文
[1]离心泵内不稳定流动的试验及数值模型研究[D]. 任芸.江苏大学 2013
[2]基于核心边界条件的车用柴油机燃烧改进[D]. 张贵阳.上海交通大学 2013
[3]同位网格离散与加密的实施及其在建筑风场模拟中的应用[D]. 王辉.浙江大学 2004
硕士论文
[1]贫煤低NOx旋流燃烧器的试验及模拟研究[D]. 尚天坤.清华大学 2016
[2]新型低NOx燃气燃烧器的数值模拟与实验研究[D]. 吴雪晴.长沙理工大学 2015
[3]天然气助燃的煤粉燃烧器设计及数值仿真[D]. 刘众擎.集美大学 2015
[4]多路温度监测预警及控制系统的设计与实现[D]. 郑州.电子科技大学 2015
[5]基于汽车尾气温差发电装置换热结构仿真优化与实验[D]. 胡伟平.上海工程技术大学 2014
[6]富氧环境下高炉煤气/煤粉掺烧氮氧化物排放特性研究[D]. 武生.华北电力大学 2014
[7]工业锅炉智能控制系统的研究[D]. 刘继文.天津大学 2014
[8]真空自耗电弧炉放电电弧的数值仿真研究[D]. 杨传星.东北大学 2013
[9]燃用劣质煤锅炉低负荷稳燃技术的研究[D]. 陈华刚.华北电力大学 2013
[10]300MW高炉煤气煤粉混燃锅炉NOx特性数值模拟及研究[D]. 李伟.华北电力大学 2013
本文编号：3731611
【文章页数】：91 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 课题研究意义
1.3 煤/天然气两用燃烧器国内外发展现状概况
1.4 论文研究的主要内容
第二章 燃烧系统结构分析
2.1 煤/天然气两用燃烧器简介
2.1.1 煤/天然气两用燃烧器结构
2.1.2 煤/天然气两用燃烧器工作原理
2.2 烘干筒主要参数确定
2.2.1 干燥筒体体积V确定
2.2.2 烘干筒直径D初步确定
2.2.3 烘干筒长度L的确定
2.2.4 烘干筒直径D的确定
2.3 热力学计算
2.3.1 干燥滚筒的耗热量
2.3.2 燃烧耗煤量计算
2.4 影响热烟气温度的因素分析
2.4.1 燃料燃烧时消耗空气量
2.4.2 燃料燃烧过程产生烟气量
2.4.3 水分蒸发过程产生蒸汽量
2.5 烘干筒结构确定
2.6 本章小结
第三章 燃烧器数值计算模型
3.1 FLUENT软件简介
3.2 数值模拟中的假设和基本方程
3.2.1 基本方程
3.2.2 边界条件
3.3 数值仿真的数学模型
3.4 煤粉颗粒的运动
3.5 煤粉燃烧模型
3.5.1 煤粉颗粒加热模型
3.5.2 挥发分析出模型
3.5.3 挥发分燃烧模型
3.5.4 气相湍流燃烧模型
3.6 辐射模型
3.7 天然气燃烧模型
3.8 本章小结
第四章 燃烧器数值分析
4.1 数值模拟过程
4.2 煤/天然气两用燃烧器几何模型
4.3 流体域的网格划分
4.4 流体仿真求解设定
4.5 边界条件及初始条件
4.6 煤/天然气两用燃烧器的数值仿真及分析
4.6.1 煤/天然气两用燃烧器单烧煤粉仿真分析
4.6.2 煤/天然气两用燃烧器单烧天然气仿真分析
4.7 本章小结
第五章 燃烧控制系统的硬件设计
5.1 燃烧控制系统总体设计
5.1.1 燃烧系统设计要求
5.1.2 控制系统基本结构
5.2 可编程逻辑控制器(PLC)简介
5.3 PLC选型
5.4 PLC及其模块接线
5.4.1 I/O地址分配
5.4.2 模块接线
5.5 本章小结
第六章 燃烧器控制系统的软件设计
6.1 STEP7 软件
6.2 燃烧器基本控制方案设计
6.3 控制系统软件设计
6.3.1 控制算法流程
6.3.2 主程序模块
6.3.3 温度控制模块
6.3.4 压力控制模块
6.3.5 空燃比控制模块
6.3.6 通信控制模块
6.4 程序调试
6.5 本章小结
结论与展望
结论
展望
参考文献
攻读学术期间取得的研究成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]随钻测井仪器可靠性指标论证方法[J]. 罗琴,黄创绵,李亚球. 环境技术. 2018(01)
[2]工业锅炉用燃烧器标准现状及安全运行要素[J]. 何泾渭,黎亚洲,徐洪涛,韦中悬. 中国特种设备安全. 2017(08)
[3]培育高端高效的智能经济 发展人工智能新兴产业[J]. 杨金亮. 中国招标. 2017(30)
[4]节能优先减排考核 撬动工业节能大市场[J]. 广西节能. 2014(03)
[5]环保:工业节能或迎规模化发展[J]. 股市动态分析. 2014(34)
[6]变风速下四角切圆锅炉燃烧特性的数值模拟[J]. 李德波,徐齐胜,沈跃良,张睿,温智勇,刘亚明. 动力工程学报. 2013(03)
[7]PLC在泵站自动控制系统中的运用[J]. 曾彦彰,阳晓玲. 计算机光盘软件与应用. 2012(21)
[8]220t/h锅炉再燃改造的数值模拟[J]. 李德波,张睿. 热能动力工程. 2012(04)
[9]沥青搅拌设备用燃烧器现状及发展趋势[J]. 彭长顺,王召瑞. 工程机械. 2007(08)
[10]应用运动控制模块PP41实现位置闭环控制[J]. 严良文. 电气自动化. 2007(02)
博士论文
[1]离心泵内不稳定流动的试验及数值模型研究[D]. 任芸.江苏大学 2013
[2]基于核心边界条件的车用柴油机燃烧改进[D]. 张贵阳.上海交通大学 2013
[3]同位网格离散与加密的实施及其在建筑风场模拟中的应用[D]. 王辉.浙江大学 2004
硕士论文
[1]贫煤低NOx旋流燃烧器的试验及模拟研究[D]. 尚天坤.清华大学 2016
[2]新型低NOx燃气燃烧器的数值模拟与实验研究[D]. 吴雪晴.长沙理工大学 2015
[3]天然气助燃的煤粉燃烧器设计及数值仿真[D]. 刘众擎.集美大学 2015
[4]多路温度监测预警及控制系统的设计与实现[D]. 郑州.电子科技大学 2015
[5]基于汽车尾气温差发电装置换热结构仿真优化与实验[D]. 胡伟平.上海工程技术大学 2014
[6]富氧环境下高炉煤气/煤粉掺烧氮氧化物排放特性研究[D]. 武生.华北电力大学 2014
[7]工业锅炉智能控制系统的研究[D]. 刘继文.天津大学 2014
[8]真空自耗电弧炉放电电弧的数值仿真研究[D]. 杨传星.东北大学 2013
[9]燃用劣质煤锅炉低负荷稳燃技术的研究[D]. 陈华刚.华北电力大学 2013
[10]300MW高炉煤气煤粉混燃锅炉NOx特性数值模拟及研究[D]. 李伟.华北电力大学 2013
本文编号：3731611
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