锅炉煤粉均衡分配控制技术的研究

发布时间：2017-08-14 05:00

  本文关键词：锅炉煤粉均衡分配控制技术的研究

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【摘要】：现代大型火力发电站的燃煤锅炉多采用直吹式的制粉系统。直吹式制粉系统中的一次风粉的均衡分配是决定锅炉燃烧稳定性和燃煤效率的关键因素,对电站的安全经济运行有着重要的影响。因此,及时准确地判断锅炉燃烧状况,有效控制各一次风管道内煤粉浓度与输粉速度的均匀性,对实现锅炉高效低污染运行具有十分重要的意义。传统的一次风量调节装置多采用可调缩孔来实现管道间的阻力配平,但其开孔直径无法根据实时工况进一步调整。随着两相流研究的发展,对风粉混合物的参数在线监测技术已经逐渐成熟,这为实现气力输送管道内的输粉速度的在线调节提供了前提和基础。本文基于风粉的在线监测设备设计了一种区别于可调缩孔的新型煤粉均衡控制阀,并针对其调节特性进行了仿真分析和实验研究。本文首先简要介绍了流体力学仿真分析的相关理论,比较了气固两相流数值模拟的计算模型。之后提出了一种梳状的煤粉均衡调节阀,并利用SOLIDWORKS软件建立了调节阀的三维模型。在此模型的基础上,利用FLUENT及其前处理软件对单个管道内均衡阀前后的流场状态进行了数值模拟。通过分析数值模拟结果,研究了均衡阀的旋转角度对流场流动情况和阀门流阻系数的影响。最后设计了均衡控制实验装置进行现场实验,通过对比仿真和实验结果,分析各个管道的流速变化,验证均衡阀的调节效果。仿真分析和实验研究表明,本文提出的煤粉均衡阀可以起到配平管道间阻力、均衡风粉流速的调节作用,具有良好的调节特性。
【关键词】：煤粉均衡阀 气固两相流 一次风 FLUENT 流阻系数
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM621.2
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-12
• 1.2.1 锅炉煤粉均衡分配控制技术的研究现状10-11
• 1.2.2 风煤混合气体流动参数在线测量技术的研究现状11-12
• 1.2.3 流体力学问题的研究方法及现状12
• 1.3 本文的主要研究内容12-14
• 第2章 风粉气固两相流动的描述方程14-22
• 2.1 气固两相流的基本概念14
• 2.2 流体动力学基本控制方程14-16
• 2.2.1 连续性方程14-15
• 2.2.2 动量守恒方程15-16
• 2.3 气相湍流流动模型16-19
• 2.3.1 湍流的基本控制方程17
• 2.3.2 湍流的数值模拟方法17-18
• 2.3.3 标准k-ε两方程模型18-19
• 2.4 描述气固两相流动的方法19-20
• 2.4.1 欧拉-欧拉模型19-20
• 2.4.2 欧拉-拉格朗日模型20
• 2.5 颗粒相在气体中的受力分析20-21
• 2.6 本章小结21-22
• 第3章 煤粉均衡控制系统的设计22-27
• 3.1 煤粉均衡控制系统结构设计22
• 3.2 煤粉均衡阀结构设计22-26
• 3.2.1 煤粉均衡阀的设计要求22-23
• 3.2.2 煤粉均衡阀的设计方案23-25
• 3.2.3 煤粉均衡阀设计特性25-26
• 3.3 本章小结26-27
• 第4章 煤粉均衡阀单管道模型的数值模拟27-39
• 4.1 数值模拟工具27-28
• 4.1.1 Fluent软件简介28
• 4.1.2 求解器及SIMPLE算法28
• 4.2 均衡阀单管道模型的三维几何建模28-30
• 4.3 均衡阀单管道模型的网格划分30-31
• 4.4 Fluent仿真参数选择31-32
• 4.5 均衡阀单管道模型仿真结果及分析32-38
• 4.5.1 均衡阀不同开度下流动情况分析32-36
• 4.5.2 均衡阀阻力特性分析36-38
• 4.6 本章小结38-39
• 第5章 煤粉均衡控制系统的数值模拟及实验39-43
• 5.1 煤粉均衡控制实验台的设计39-40
• 5.2 煤粉均衡控制实验台的数值模拟40-42
• 5.3 煤粉均衡控制实验结果及对比分析42
• 5.3.1 煤粉均衡控制实验方案42
• 5.3.2 煤粉均衡控制实验结果及数据分析42
• 5.4 本章小结42-43
• 第6章 总结与展望43-44
• 6.1 总结43
• 6.2 展望43-44
• 参考文献44-47
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果47-48
• 致谢48

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 肖杰,董正岗,石江陵,王国明,戴新宇,傅华明,凌建华;静动叶结合型旋转式粗粉分离器在南京热电厂的应用[J];中国电力;2002年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 韩宁;应用Fluent研究阀门内部流场[D];武汉大学;2005年

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本文编号：670842