新型燃气锅炉流场及温度场的数值模拟
发布时间：2021-01-21 09:14
燃气锅炉炉膛的稳定性以及高效率运行是至关重要的。由于炉膛内有大量易燃易爆燃料进行化学反应,所以炉膛内的燃烧反应非常剧烈,因而对于炉膛内气体的流动、温度、物质之间的反应情况很难进行直接测量和监视。近年由于计算技术的发展,利用Fluent软件对实际工况进行数值模拟成为可能。本文利用Fluent软件对新型燃气锅炉的炉膛内温度场和流场进行了数值模拟。并在模拟的基础上对炉膛的一些边界条件和参数进行了适当的调整,使锅炉达到了更好的运行状态。本文对35MW的燃气锅炉进行了数值模拟,炉膛的三维尺寸为4.0*4.0*9.0m。通过设置不同燃料进口等效直径对炉膛内的流场、温度场的分布情况,污染物的排放情况分析比较发现,燃料进口等效直径为1.0m的炉膛内的状态最好。模拟锅炉在不同空气过量系数下运行,发现空气过量系数对CO的燃尽起到主要作用。在空气过量系数为1.2的工况下,炉膛内的燃烧状态最好。本文根据厂家提供的关于58MW燃气锅炉的参数进行了数值模拟计算,发现在不同的燃料流速下,炉膛内的流场及温度场的分布情况不同。锅炉运行时,要求进入炉膛的燃料的流速能够引起炉膛内的扰动,这样有利于热量的传递;同时要求对炉膛...
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炉膛的简化模型
工况一 工况二 工况三 工况四图 3-1 速度云图在锅炉实际运行中，炉膛内温度分布情况是研究的重点。因为温度情况不仅对传热有影响，对炉膛内燃烧情况也有影响。图 3-2 是四种直径下的温度云图，可以看出在整个炉膛中，燃料的中心区域温度最低，在炉膛的下方温度较高。燃料气流将炉膛整体分为两个对称的区域，明显可以看出烟气出口一侧温度低于另一侧，这主要因为热量随着烟气排出了炉膛，另一侧温度较高主要是气流起到了阻碍作用，将热量阻隔在这一侧。因为进口直径不同，为保证燃料总量不变，所以进口的速度也不同。从图 3-1 中可以看出不同速度下的火焰长度不同，燃料进口等效直径小，此时的速度相对较大，从图 3-2 中可以看出火焰长度较短，能保证安全燃烧。燃料的速度小火焰会发生偏转，如果偏转角度过大，则火焰面会靠进炉壁，使得部分壁面温度过高，导致水冷壁过热损坏。从整体来看炉膛内大部分区域的温度在 1600K 以上。已经达到了燃料燃烧的基本放热量。
工况一 工况二 工况三 工况四图 3-2 温度云图图 3-3 是四种燃料进口尺寸下 Y 方向上的温度变化曲线，以燃料进口的圆心为坐标原点，速度方向为 Y 方向。每个炉膛选取 8 个截面，这 8 个截面是等间距的，间距为 1m。以竖直向下方向上炉膛内的温度变化情况进行直观描述。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9160017001800190020002100temperature(K)Y(m)diameter0.8
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱回收锅炉烟气中氮氧化物的产生及控制研究[J]. 侯雅楠,张亮,贾学桦,石舒洋. 中国造纸. 2018(12)
[2]燃料流速对焦炉煤气燃烧特性的影响[J]. 高勇,王勇,闫龙,范晓勇,李健,蒲帆. 当代化工. 2018(05)
[3]甲烷/空气预混射流火焰的大涡模拟[J]. 夏一帆,杨瑶,王高峰,郑耀. 燃烧科学与技术. 2017(04)
[4]优化过量空气系数提高燃气锅炉热效率[J]. 陈延凡,谢厚春. 设备管理与维修. 2017(07)
[5]焦炉加热过程中热力型氮氧化物的生成及影响因素研究[J]. 余明程,王光华,李文兵,朱政,李进,舒广,朱亦男. 工业安全与环保. 2016(10)
[6]甲烷/空气燃烧简化机理及其应用[J]. 江冰,季强,赵昌普,武昭晖,胡建功. 河南科技大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]不同辐射模型在太阳辐射数值模拟中的比较[J]. 严寒,张鸿雁. 节能技术. 2015(05)
[8]WNS型燃气锅炉在不同热负荷下燃烧的研究[J]. 任静浩,刘远超,吴立志. 北京石油化工学院学报. 2015(02)
[9]WNS型燃气锅炉炉膛出口烟温的影响因素研究[J]. 任静浩,刘远超,吴立志,周淼. 北京石油化工学院学报. 2015(01)
[10]基于SST k-ω湍流模型的二维圆柱涡激振动数值仿真计算[J]. 李骏,李威. 舰船科学技术. 2015(02)
硕士论文
[1]烟气中氮氧化物湿式净化研究[D]. 张韬伟.中北大学 2012
本文编号：2990888
【文章来源】：辽宁大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
炉膛的简化模型
工况一 工况二 工况三 工况四图 3-1 速度云图在锅炉实际运行中，炉膛内温度分布情况是研究的重点。因为温度情况不仅对传热有影响，对炉膛内燃烧情况也有影响。图 3-2 是四种直径下的温度云图，可以看出在整个炉膛中，燃料的中心区域温度最低，在炉膛的下方温度较高。燃料气流将炉膛整体分为两个对称的区域，明显可以看出烟气出口一侧温度低于另一侧，这主要因为热量随着烟气排出了炉膛，另一侧温度较高主要是气流起到了阻碍作用，将热量阻隔在这一侧。因为进口直径不同，为保证燃料总量不变，所以进口的速度也不同。从图 3-1 中可以看出不同速度下的火焰长度不同，燃料进口等效直径小，此时的速度相对较大，从图 3-2 中可以看出火焰长度较短，能保证安全燃烧。燃料的速度小火焰会发生偏转，如果偏转角度过大，则火焰面会靠进炉壁，使得部分壁面温度过高，导致水冷壁过热损坏。从整体来看炉膛内大部分区域的温度在 1600K 以上。已经达到了燃料燃烧的基本放热量。
工况一 工况二 工况三 工况四图 3-2 温度云图图 3-3 是四种燃料进口尺寸下 Y 方向上的温度变化曲线，以燃料进口的圆心为坐标原点，速度方向为 Y 方向。每个炉膛选取 8 个截面，这 8 个截面是等间距的，间距为 1m。以竖直向下方向上炉膛内的温度变化情况进行直观描述。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9160017001800190020002100temperature(K)Y(m)diameter0.8
【参考文献】：
期刊论文
[1]碱回收锅炉烟气中氮氧化物的产生及控制研究[J]. 侯雅楠,张亮,贾学桦,石舒洋. 中国造纸. 2018(12)
[2]燃料流速对焦炉煤气燃烧特性的影响[J]. 高勇,王勇,闫龙,范晓勇,李健,蒲帆. 当代化工. 2018(05)
[3]甲烷/空气预混射流火焰的大涡模拟[J]. 夏一帆,杨瑶,王高峰,郑耀. 燃烧科学与技术. 2017(04)
[4]优化过量空气系数提高燃气锅炉热效率[J]. 陈延凡,谢厚春. 设备管理与维修. 2017(07)
[5]焦炉加热过程中热力型氮氧化物的生成及影响因素研究[J]. 余明程,王光华,李文兵,朱政,李进,舒广,朱亦男. 工业安全与环保. 2016(10)
[6]甲烷/空气燃烧简化机理及其应用[J]. 江冰,季强,赵昌普,武昭晖,胡建功. 河南科技大学学报(自然科学版). 2016(03)
[7]不同辐射模型在太阳辐射数值模拟中的比较[J]. 严寒,张鸿雁. 节能技术. 2015(05)
[8]WNS型燃气锅炉在不同热负荷下燃烧的研究[J]. 任静浩,刘远超,吴立志. 北京石油化工学院学报. 2015(02)
[9]WNS型燃气锅炉炉膛出口烟温的影响因素研究[J]. 任静浩,刘远超,吴立志,周淼. 北京石油化工学院学报. 2015(01)
[10]基于SST k-ω湍流模型的二维圆柱涡激振动数值仿真计算[J]. 李骏,李威. 舰船科学技术. 2015(02)
硕士论文
[1]烟气中氮氧化物湿式净化研究[D]. 张韬伟.中北大学 2012
本文编号：2990888
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dongligc/2990888.html
