天然气燃烧器结构优化及数值模拟

发布时间：2023-05-14 02:49

　　工业锅炉在国民经济中占有重要地位,我国锅炉大都是以燃煤为主,效率较低、污染较重。随着经济的发展,我国能源结构发生转变,由原来的粗放式发展到现在的追求经济效益。同时,发展所带来的环境问题也逐渐显现出来,基于能源与环境的双重问题,我国对能源结构提出新要求,逐步提高非化石能源比重。我国具有丰富的天然气储藏,同时国内基本建成国产气和进口气源输运管网,天然气供应能够满足逐渐增长需求,天然气作为一种清洁、高效能源将迎来高速发展时期。国内工业锅炉将逐渐淘汰小型燃煤锅炉,清洁、高效的燃气锅炉成为重点发展对象。我国锅炉燃烧技术研究主要集中在燃煤燃烧,对燃气燃烧研究较少,国产燃气锅炉燃烧器主要依赖进口,因此国内企业应该要开展燃气技术的研究。应某企业要求,根据已有锅炉炉膛形式,本文自行设计了三种结构形式燃烧器。通过软件模拟研究了在大空间下,旋流安装角度对流场的影响,分析了不同旋流下的燃烧温度、速度、矢量、燃尽度,发现旋流安装角越大旋流强度越大,空气与燃气的混合效果越好燃烧效果较好,有助于缩短火焰长度。燃烧器在有限空间中的燃烧与大空间相比有较大区别,通过对自行设计燃烧器在有限空间内燃烧的模拟发现,燃气与空气燃...

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 国内外燃气燃烧器的研究现状
        1.2.1 高温空气燃烧技术
        1.2.2 富氧燃烧技术
        1.2.3 空气分级技术
        1.2.4 燃料分级技术
        1.2.5 烟气再循环技术
        1.2.6 旋流燃烧技术
    1.3 本课题的选题背景意义与研究内容
        1.3.1 课题的主要研究内容
        1.3.2 本课题的创新点
第二章 数值模拟介绍
    2.1 模拟软件介绍
    2.2 模拟计算方法
    2.3 基本数学模型
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流模型
        2.3.3 燃烧模型
        2.3.4 NO_X模型
        2.3.5 辐射模型
第三章 燃烧器结构设计与数值模型建立
    3.1 燃气燃烧器的结构设计
        3.1.1 燃烧反应计算
        3.1.2 燃烧器结构参数计算
        3.1.3 相关计算的主要参数
    3.2 计算区域的确定与网格划分
    3.3 燃烧器计算模型与方法
        3.3.1 数学模型的确定
        3.3.2 求解方法
        3.3.3 边界条件
        3.3.4 收敛判定
第四章 燃烧器数值模拟结果分析
    4.1 大空间下燃烧器模拟结果分析
        4.1.1 燃烧温度场分析
        4.1.2 速度分析
        4.1.3 燃烧中心轴温度分析
        4.1.4 燃烧CH₄浓度分析
        4.1.5 燃烧污染物分析
    4.2 有限空间下燃烧器模拟结果分析
        4.2.1 燃烧温度场分析
        4.2.2 速度场分析
        4.2.3 燃烧中心轴温度分析
        4.2.4 燃烧CH₄浓度分析
        4.2.5 燃烧污染物分析
    4.3 三次送风旋流燃烧器性能结果对比分析
        4.3.1 一次风5%的燃烧分析
        4.3.2 不同一次风量的燃烧分析
        4.3.3 燃烧器不同负荷燃烧分析
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表论文



本文编号：3817034