75t/h CFB锅炉炉膛结构参数对颗粒相浓度分布影响及其改造
发布时间：2020-12-27 20:53
CFB锅炉是二十世纪七十年代以后迅速发展起来的,具有燃料适应性广、燃烧效率高、NOX排放低、负荷调节比大、灰渣综合利用效果良好等优点。而炉膛作为CFB锅炉的关键部件,它的设计参数对CFB锅炉的运行至关重要,影响着CFB锅炉的燃烧、传热、出力、燃烧效率、飞灰含碳量等,但从研究方面来说,其发展还处于初始阶段,经验尚占主导地位,所以,对CFB锅炉炉膛的设计参数研究是很有必要的。本文首先搭建了两种不同75t/h CFB锅炉下部结构,理论计算得出:相同的75t/h CFB锅炉下部结构,适当降低二次风喷口距离布风板的距离,可以提高75t/h CFB锅炉密相区的气体流动速度;不同的75t/h CFB锅炉下部结构（二次风喷口距离布风板的距离相等）,二次风喷口所在截面越小,密相区的气体流动越高,同时,对某电厂75t/h CFB锅炉原炉膛下部气体流动速度进行了分析。其次,对75t/h CFB锅炉下部结构建立了不同模型,然后,通过ANSYS Fluent分析得出:密相区的颗粒物浓度较高,稀相区的颗粒物浓度较低,稀相区颗粒物存在环-核特征;密相区的气体流动速度越高,颗粒物的流化速度越高,颗粒物的床层空隙率增加...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本文的研究背景及意义
1.1.1 选题依据和背景情况
1.1.2 课题研究目的
1.2 CFB锅炉国内外冷态数值模拟现状
1.2.1 CFB锅炉气固两相特性研究
1.2.2 CFB锅炉不同设计参数对气固两相特性的研究
1.2.2.1 二次风对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.2 二次风口高度对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.3 床料颗粒特性对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.4 不同流化速度对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.3 本文研究内容
1.3.1 学术构想与思路
1.3.2 主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 气固双流模型基本方程和实现方法
2.1 气固两相模拟的两类基本方法
2.1.1 欧拉-拉格朗日法
2.1.2 欧拉-欧拉法
2.2 数值模拟的实现方法
2.3 气固双流体模型基本方程
2.3.1 质量守恒方程
2.3.2 动量守恒方程
2.4 方程之间的封闭
2.4.1 颗粒相间闭合
2.4.2 Syamlal et al与Gidaspow et al动力粘度表达式选择
2.4.3 气固相间闭合关系
2.4.4 三种气固曳力模型的选择
2.5 湍流模型的选择
2.6 本章小结
第三章 75t/h CFB锅炉模型的构建及分析
3.1 75t/h CFB锅炉模型参数
3.2 75t/h CFB锅炉结构的网格划分
3.3 计算方法的选择
3.4 模型参数的设计及选取
3.4.1 模拟参数的选取及参数设定
3.4.2 模型边界条件的设计
3.5 本章小结
第四章 75t/h CFB锅炉气固双流模型分析
4.1 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.1.1 第一种方案 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.1.2 第二种方案 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.2 75t/h CFB锅炉各个平面参数分析
4.3 75t/h CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布研究
4.3.1 第一种方案 75t/h CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.2 75t/h CFB锅炉（结构不同）各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.3 75t/h CFB锅炉（结构相同）各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.4 75t/h三种方案CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.5 75t/h CFB锅炉三种方案出口颗粒物浓度分布分析
4.3.6 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同一二次风对颗粒物浓度分布影响
4.3.7 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同一二次风对炉出口颗粒浓度分布影响
4.3.8 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同颗粒度对颗粒物浓度分布影响
4.3.9 第二种方案 75t/h CFB锅炉出口不同粒径对颗粒物浓度分布情况
4.4 本章小结
第五章 75t/h CFB锅炉理论计算
5.1 CFB锅炉下部分层设计理论分析
5.1.1 CFB锅炉二次风分层设计理念
5.1.2 裤衩型密相区设计理念
5.2 CFB锅炉下部采用锥体段模型的设计理念
5.3 CFB锅炉下部关键数据确定
5.3.1 CFB锅炉一二次风率的确定及下部的设计
5.3.2 CFB锅炉密相区、稀相区流化速度的确定及对二次风的影响
5.4 75t/h CFB锅炉二次风位置设计的具体计算
5.4.1 某电厂 75t/h CFB锅炉炉型分析
5.4.2 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.4.3 75t/h CFB锅炉出力与密相区流化速度分析
5.5 提高 75t/h CFB锅炉下部流化速度的改造措施
5.5.1 提高 75t/h CFB锅炉下部流化速度的一种设计方法
5.5.2 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.5.3 提高 75t/h CFB锅炉密相区流化速度的另种设计方法
5.5.4 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.5.5 75t/h CFB锅炉原设计与两种下部设计流化速度分析
5.6 本章小结
第六章 75t/h CFB锅炉实际运行及改造
6.1 75t/h CFB锅炉下部的改造
6.1.1 75t/h CFB锅炉概况
6.1.2 75t/h CFB锅炉出力下降分析
6.2 75t/h CFB锅炉改造效果分析
6.2.1 改造前后 75t/h CFB锅炉效果分析
6.2.2 改造前后 75t/h CFB锅炉出力分析
6.2.3 改造前后 75t/h CFB锅炉炉出口温度对比分析
6.2.4 改造前后 75t/h CFB锅炉炉膛差压对比分析
6.2.5 改造前后 75t/h CFB锅炉烟气含氧量对比分析
6.3 75t/h CFB锅炉二次风改造对锅炉飞灰含碳量的影响
6.3.1 改造前后 75t/h CFB锅炉二次风喷口改造概述
6.3.2 改造前后 75t/h CFB锅炉烟气含氧量对比分析
6.4 烟气回流改造对 75t/h CFB锅炉运行的影响
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用改进的曳力模型模拟2D鼓泡流化床的流化特性[J]. 郑晓野,蒲文灏,岳晨,何伟峰,韩东. 过程工程学报. 2015(05)
[2]基于不同曳力模型的鼓泡流化床内流体动力特性数值研究[J]. 李珺,宋文龙. 电站系统工程. 2013(03)
[3]不同曳力模型对提升管内气固流动特性的影响[J]. 沈志恒,李巍,陆慧林,张慧芳,周全根. 石油机械. 2011(10)
[4]不同曳力模型对鼓泡床内气固两相流的模拟研究[J]. 林亮成,郑忠,陈伟,张晋. 化学反应工程与工艺. 2010(05)
[5]流化床内颗粒流体两相流的CFD模拟[J]. 张锴,Brandani Stefano. 化工学报. 2010(09)
[6]循环流化床中心二次风的设计及实验研究[J]. 孙绍增,王正阳,杜明坤,陈昊. 热能动力工程. 2010(01)
[7]300MW单炉膛循环流化床锅炉二次风射程的数值模拟[J]. 郑成航,程乐鸣,周星龙,徐齐胜,王勤辉,方梦祥,骆仲泱. 动力工程. 2009(09)
[8]38m/54m高循环流化床床内流体动力特性研究[J]. 胡南,王巍,姚宣,杨海瑞,吕俊复. 中国电机工程学报. 2009(26)
[9]中小型循环流化床锅炉二次风的布置[J]. 李斌. 工业锅炉. 2009(04)
[10]130t/h CFB锅炉达不到设计出力的整改方案分析[J]. 韩俊,陈贵军,胡胜东,张晖,张璐璐. 节能. 2008(11)
博士论文
[1]炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究[D]. 田晨.浙江大学 2011
[2]循环流化床提升管气固两相流动力学研究[D]. 漆小波.四川大学 2003
硕士论文
[1]高通量/高密度循环流化床提升管流动特性[D]. 吴松畔.华北电力大学 2015
[2]气固流化床两相流动的CFD模型研究和实验验证[D]. 汪琦.华中科技大学 2012
[3]二次风对双循环流化床颗粒循环流率的影响及模型研究[D]. 祁海波.华北电力大学 2012
[4]二次风射流对1025t/h循环流化床锅炉炉膛空气动力场的研究[D]. 王林.哈尔滨工业大学 2008
[5]循环流化床锅炉二次风射流特性的冷态实验研究与数值模拟[D]. 刘佳.重庆大学 2007
本文编号：2942467
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 本文的研究背景及意义
1.1.1 选题依据和背景情况
1.1.2 课题研究目的
1.2 CFB锅炉国内外冷态数值模拟现状
1.2.1 CFB锅炉气固两相特性研究
1.2.2 CFB锅炉不同设计参数对气固两相特性的研究
1.2.2.1 二次风对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.2 二次风口高度对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.3 床料颗粒特性对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.2.2.4 不同流化速度对CFB锅炉气固两相特性的研究
1.3 本文研究内容
1.3.1 学术构想与思路
1.3.2 主要研究内容
1.4 本章小结
第二章 气固双流模型基本方程和实现方法
2.1 气固两相模拟的两类基本方法
2.1.1 欧拉-拉格朗日法
2.1.2 欧拉-欧拉法
2.2 数值模拟的实现方法
2.3 气固双流体模型基本方程
2.3.1 质量守恒方程
2.3.2 动量守恒方程
2.4 方程之间的封闭
2.4.1 颗粒相间闭合
2.4.2 Syamlal et al与Gidaspow et al动力粘度表达式选择
2.4.3 气固相间闭合关系
2.4.4 三种气固曳力模型的选择
2.5 湍流模型的选择
2.6 本章小结
第三章 75t/h CFB锅炉模型的构建及分析
3.1 75t/h CFB锅炉模型参数
3.2 75t/h CFB锅炉结构的网格划分
3.3 计算方法的选择
3.4 模型参数的设计及选取
3.4.1 模拟参数的选取及参数设定
3.4.2 模型边界条件的设计
3.5 本章小结
第四章 75t/h CFB锅炉气固双流模型分析
4.1 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.1.1 第一种方案 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.1.2 第二种方案 75t/h CFB锅炉颗粒相速度及浓度分布
4.2 75t/h CFB锅炉各个平面参数分析
4.3 75t/h CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布研究
4.3.1 第一种方案 75t/h CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.2 75t/h CFB锅炉（结构不同）各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.3 75t/h CFB锅炉（结构相同）各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.4 75t/h三种方案CFB锅炉各区域颗粒物浓度分布分析
4.3.5 75t/h CFB锅炉三种方案出口颗粒物浓度分布分析
4.3.6 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同一二次风对颗粒物浓度分布影响
4.3.7 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同一二次风对炉出口颗粒浓度分布影响
4.3.8 第二种方案 75t/h CFB锅炉不同颗粒度对颗粒物浓度分布影响
4.3.9 第二种方案 75t/h CFB锅炉出口不同粒径对颗粒物浓度分布情况
4.4 本章小结
第五章 75t/h CFB锅炉理论计算
5.1 CFB锅炉下部分层设计理论分析
5.1.1 CFB锅炉二次风分层设计理念
5.1.2 裤衩型密相区设计理念
5.2 CFB锅炉下部采用锥体段模型的设计理念
5.3 CFB锅炉下部关键数据确定
5.3.1 CFB锅炉一二次风率的确定及下部的设计
5.3.2 CFB锅炉密相区、稀相区流化速度的确定及对二次风的影响
5.4 75t/h CFB锅炉二次风位置设计的具体计算
5.4.1 某电厂 75t/h CFB锅炉炉型分析
5.4.2 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.4.3 75t/h CFB锅炉出力与密相区流化速度分析
5.5 提高 75t/h CFB锅炉下部流化速度的改造措施
5.5.1 提高 75t/h CFB锅炉下部流化速度的一种设计方法
5.5.2 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.5.3 提高 75t/h CFB锅炉密相区流化速度的另种设计方法
5.5.4 75t/h CFB锅炉下部流化速度分析
5.5.5 75t/h CFB锅炉原设计与两种下部设计流化速度分析
5.6 本章小结
第六章 75t/h CFB锅炉实际运行及改造
6.1 75t/h CFB锅炉下部的改造
6.1.1 75t/h CFB锅炉概况
6.1.2 75t/h CFB锅炉出力下降分析
6.2 75t/h CFB锅炉改造效果分析
6.2.1 改造前后 75t/h CFB锅炉效果分析
6.2.2 改造前后 75t/h CFB锅炉出力分析
6.2.3 改造前后 75t/h CFB锅炉炉出口温度对比分析
6.2.4 改造前后 75t/h CFB锅炉炉膛差压对比分析
6.2.5 改造前后 75t/h CFB锅炉烟气含氧量对比分析
6.3 75t/h CFB锅炉二次风改造对锅炉飞灰含碳量的影响
6.3.1 改造前后 75t/h CFB锅炉二次风喷口改造概述
6.3.2 改造前后 75t/h CFB锅炉烟气含氧量对比分析
6.4 烟气回流改造对 75t/h CFB锅炉运行的影响
6.5 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及取得成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]采用改进的曳力模型模拟2D鼓泡流化床的流化特性[J]. 郑晓野,蒲文灏,岳晨,何伟峰,韩东. 过程工程学报. 2015(05)
[2]基于不同曳力模型的鼓泡流化床内流体动力特性数值研究[J]. 李珺,宋文龙. 电站系统工程. 2013(03)
[3]不同曳力模型对提升管内气固流动特性的影响[J]. 沈志恒,李巍,陆慧林,张慧芳,周全根. 石油机械. 2011(10)
[4]不同曳力模型对鼓泡床内气固两相流的模拟研究[J]. 林亮成,郑忠,陈伟,张晋. 化学反应工程与工艺. 2010(05)
[5]流化床内颗粒流体两相流的CFD模拟[J]. 张锴,Brandani Stefano. 化工学报. 2010(09)
[6]循环流化床中心二次风的设计及实验研究[J]. 孙绍增,王正阳,杜明坤,陈昊. 热能动力工程. 2010(01)
[7]300MW单炉膛循环流化床锅炉二次风射程的数值模拟[J]. 郑成航,程乐鸣,周星龙,徐齐胜,王勤辉,方梦祥,骆仲泱. 动力工程. 2009(09)
[8]38m/54m高循环流化床床内流体动力特性研究[J]. 胡南,王巍,姚宣,杨海瑞,吕俊复. 中国电机工程学报. 2009(26)
[9]中小型循环流化床锅炉二次风的布置[J]. 李斌. 工业锅炉. 2009(04)
[10]130t/h CFB锅炉达不到设计出力的整改方案分析[J]. 韩俊,陈贵军,胡胜东,张晖,张璐璐. 节能. 2008(11)
博士论文
[1]炉膛结构对循环流化床气固流动特性影响的研究[D]. 田晨.浙江大学 2011
[2]循环流化床提升管气固两相流动力学研究[D]. 漆小波.四川大学 2003
硕士论文
[1]高通量/高密度循环流化床提升管流动特性[D]. 吴松畔.华北电力大学 2015
[2]气固流化床两相流动的CFD模型研究和实验验证[D]. 汪琦.华中科技大学 2012
[3]二次风对双循环流化床颗粒循环流率的影响及模型研究[D]. 祁海波.华北电力大学 2012
[4]二次风射流对1025t/h循环流化床锅炉炉膛空气动力场的研究[D]. 王林.哈尔滨工业大学 2008
[5]循环流化床锅炉二次风射流特性的冷态实验研究与数值模拟[D]. 刘佳.重庆大学 2007
本文编号：2942467
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