IGCC火管式废热锅炉流场特性数值模拟分析

发布时间：2017-09-09 03:23

  本文关键词：IGCC火管式废热锅炉流场特性数值模拟分析

  更多相关文章： 煤气化 废热锅炉 数值模拟 离散相 沸腾传热

【摘要】：整体煤气化联合循环发电系统(IGCC)是近年来在电力行业迅速兴起的新技术,其主要优点在于能够大大提高燃料的利用率,对于实现节能减排目标具有战略性意义。而实现这一目标,需首先实现对工艺过程中余热的回收利用。废热锅炉在工业余热回收方面是重要设备,在化工、电力等行业应用最为广泛。以往与IGCC配套的废热锅炉均为辐射式废热锅炉,此种废热锅炉在工业应用过程中存在易结渣、难于清洗等问题,对此配套废热锅炉的重新研究及优化成为现阶段限制IGCC发展的一个重要问题。本文主要目的即是用火管式废热锅炉替代辐射废锅,研制与IGCC配套的废热锅炉,实现能量的高效利用,主要研究内容如下:(1)对比现有煤气化技术的优缺点,重点介绍了中科院研发的适应我国煤种特性的输运床煤气化技术;(2)以中科院IGCC项目为背景,运用以往对火管式废锅的研究经验,采用传统工艺计算方法,计算得到火管废锅整体结构,并运用工艺计算软件进行校核,最终得到设备整体结构布置图;(3)运用FLUENT数值模拟软件,采用离散相模型,对废锅内工艺气流场特性进行数值模拟,得到工艺气速度场、温度场、离散相的流场特性,为进一步优化结构、研究粉尘结焦提供了理论依据;(4)针对换热管外水受热沸腾蒸发,运用FLUENT数值模拟软件,采用沸腾蒸发模型,对换热管外水受热沸腾特性进行数值模拟,得到水和水蒸气的体积分数和压力分布云图,并对不同入口流速进行对比,当速度越大时热流密度越大,相应的蒸汽体积分数越大。
【关键词】：煤气化 废热锅炉 数值模拟 离散相 沸腾传热
【学位授予单位】：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK229
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-9
• 符号说明9-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 选题背景10-15
• 1.1.1 IGCC系统煤气化技术发展的背景10-13
• 1.1.2 与IGCC配套的废热锅炉13-15
• 1.2 本课题研究意义15
• 1.3 本章小结15-16
• 第2章 工艺计算16-27
• 2.1 热量衡算16-21
• 2.1.1 热量衡算与产气能力计算16-17
• 2.1.2 传热面积计算17-19
• 2.1.3 传热面积核算19-21
• 2.2 工艺软件计算21
• 2.3 水循环计算21-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第3章FLUENT数值模拟27-44
• 3.1 理论基础27-30
• 3.1.1 质量守恒方程27
• 3.1.2 动量守恒方程27
• 3.1.3 能量守恒方程27-28
• 3.1.4 湍流方程28-30
• 3.2 几何模型的建立及网格划分30-33
• 3.2.1 废热锅炉建立几何模型30-31
• 3.2.2 网格的划分31-32
• 3.2.3 数值模拟参数及边界条件的设定32-33
• 3.3 数值模拟结果及分析33-43
• 3.3.1 结果显示33-34
• 3.3.2 连续相流场34-37
• 3.3.3 温度场37-41
• 3.3.4 离散相流场41-43
• 3.4 本章小结43-44
• 第4章 管外水沸腾数值模拟44-58
• 4.1 理论基础44-45
• 4.2 几何模型的建立及网格划分45-46
• 4.2.1 模型简化45
• 4.2.2 网格划分45-46
• 4.3 数值模拟参数及边界条件设定46-57
• 4.3.1 模型设置46-47
• 4.3.2 边界条件设置47-48
• 4.3.3 数值模拟结果及分析48-54
• 4.3.4 压力分布对比分析54-56
• 4.3.5 不同入口速度下含气率的变化56-57
• 4.4 本章小结57-58
• 结论与展望58-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文65

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵元琪;;煤气化技术发展与问题探讨[J];中国新技术新产品;2011年08期

2 张化巧,姜秀民,张靖波,孙键;煤气化技术的研究与进展[J];东北电力技术;1996年12期

3 ;变压煤气化技术试验取得成功[J];中国能源;1996年05期

4 赵勇;王巍;郝天翼;张建胜;吕俊复;;煤气化技术研究进展[J];电力技术;2010年06期

5 高山河;;煤气化技术发展助力中国减少排放和降低成本[J];机电设备;2013年02期

6 沙兴中;;发展煤气化事业是节能的重要措施——国外煤气化新方法特点的讨论[J];电工技术;1983年03期

7 李昌荣;;我国煤气化技术装备的现状与发展的建议[J];重型机械;1990年03期

8 任永强,许世森,郜时旺;干法进料煤气化技术在中国的进展与发展趋势[J];中国电力;2004年06期

9 ;美国重视煤气化技术的应用[J];国际电力;2005年02期

10 何志勇;李自光;罗吉;李涛;李运华;;煤气化技术的工程机械应用研究[J];建设机械技术与管理;2011年01期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 徐振刚;;煤气化技术发展中的几个问题探讨[A];提高全民科学素质、建设创新型国家——2006中国科协年会论文集（下册）[C];2006年

2 汪寿建;;国内外新型煤化工技术发展动向及我国煤气化技术运用案例分析[A];‘十二五’我国煤化工行业发展及节能减排技术论坛文集[C];2010年

3 ;壳牌三种干粉加压煤气化技术介绍[A];‘十二五’我国煤化工行业发展及节能减排技术论坛文集[C];2010年

4 孙广;夏明;王连勇;庞兴露;赵子忠;田红;刘汉桥;;煤气化技术发展综述[A];2006全国能源与热工学术年会论文集[C];2006年

5 忻仕河;;E-gas煤气化技术的应用[A];‘十二五’我国煤化工行业发展及节能减排技术论坛文集[C];2010年

6 杨向忠;;谈煤炭气化技术及其发展[A];陕西省煤炭工业科技成果评估探讨论文集[C];2004年

7 陈雪莉;;多喷嘴对置式煤气化技术应用及研发进展[A];‘十二五’我国煤化工行业发展及节能减排技术论坛文集[C];2010年

8 马胜;乌晓江;葛学利;倪建军;刘煜;李平;张建文;刘建斌;;气流床煤气化技术与IGCC发电[A];中国动力工程学会锅炉专业委员会2012年学术研讨会论文集[C];2012年

9 王振君;张丽早;朱文涛;;K-燃料~汶煤作为气化用煤的适用性分析[A];第六届中国煤化工产业发展论坛——‘十二五’煤化工产业升级与技术发展研讨会论文集[C];2011年

10 谢克昌;;煤利用技术研发现状及发展趋势[A];中国煤炭资源现状与勘探开发利用技术进展及环境保护——中国地质学会、中国煤炭学会煤炭田地质专业委员会2004年学术交流会论文集[C];2004年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 记者 王乐意;煤气化技术制约国内煤化工[N];中国化工报;2006年

2 熊聪茹 贺占军;煤气化技术产业化还需五年[N];中国化工报;2007年

3 张兴刚;中国煤气化技术市场面面观[N];中国化工报;2008年

4 本报记者 王旭辉;掌握煤气化技术是关键[N];中国能源报;2010年

5 记者 潘杰;中美能源业深化煤气化技术合作[N];中国化工报;2011年

6 记者 张兴刚;煤气化技术开发出现新乱象[N];中国化工报;2012年

7 周燕 金彪;兖矿煤气化技术转让突破百台气化炉[N];中国煤炭报;2014年

8 记者 李军;选择煤气化技术应全程考量[N];中国化工报;2013年

9 记者 刘雅文 通讯员 金彪;国产煤气化技术比肩国际[N];中国化工报;2013年

10 本报记者 王乐意;企业为何不愿用先进的煤气化技术[N];中国化工报;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 张斌;S公司煤气化技术在中国发展策略研究[D];复旦大学;2013年

2 陈翠柳;IGCC火管式废热锅炉流场特性数值模拟分析[D];天华化工机械及自动化研究设计院有限公司;2015年

3 申大志;流化床煤气化技术工业化过程的优化与模拟[D];天津大学;2009年

4 李科;间歇式煤气化技术的数值研究[D];郑州大学;2011年

5 曹正元;PWR煤气化技术在中国市场的可行性研究[D];上海交通大学;2012年

6 曹正元;PWR煤气化技术在中国市场的技术先进性及应用环境分析[D];上海交通大学;2013年

7 夏鲲鹏;高温高压下煤的热解及气化特性的实验研究[D];华中科技大学;2006年

，

本文编号：818002