WNS燃油锅炉水处理质量评价及其燃烧的数值模拟

发布时间：2017-07-18 09:08

  本文关键词：WNS燃油锅炉水处理质量评价及其燃烧的数值模拟

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【摘要】：随着我国经济的发展与科技的进步,国家对于工业生产的要求除了保证安全性以外更要注重环保节能。在2015年各项环保政策密集出台,一年之内与环保节能有关的投资高达1000亿。锅炉作为国家重要的能耗设备,广泛应用于石油、化工、发电等行业,但是对于锅炉的节能经济运行,我国与发达国家之间还存在一定的差距。输油站燃油锅炉担负着油站原油保温以及油站工作人员生活取暖的任务,其使用的燃油锅炉运行质量的好坏影响着输油站的作业与油站工作人员的生活作息。其安全经济运行主要包括两个方面,一个是锅炉水处理系统的运行情况,水作为锅炉传热的重要载体,锅水水质不良不仅会造成结垢、腐蚀,并且直接影响着锅炉的安全运行；另一个是锅炉的燃烧情况,其直接影响锅炉的换热温度与热效率。在此基础上,本文以这两方面作为主要研究内容。1.以某公司五个输油站十台锅炉的水处理系统作为研究对象,制定输油站小型锅炉水质检测项目表,对直接反应其水处理状况的有关水质项目进行检测分析,对每个输油站锅炉出现的水质问题(例如炉水氯根过高、碱度过高)进行汇总,并提出解决的方案。其方案为锅炉房工作人员提供了可行性建议,保障了锅炉以稳定的工况经济运行。2.基于Fluent平台,对输油站的WNS燃油(气)锅炉的燃烧情况做了仿真数值模拟,分析了炉膛内部的燃料油燃烧温度分布情况,得到了温度场与组分场的分布情况；因为输油站地处黄土高坡地区,随着海拔的升高,空气中的含氧量会降低。在此基础上得到了燃油锅炉随着含氧量的降低，，炉膛平均温度与出口温度都降低,出口CO含量上升；因为实际锅炉的操作是通过改变空气进口速度来控制过量空气系数的增减,得到了在含氧量一定的情况下,不同的过量空气系数对锅炉燃烧的影响,过量空气系数增加,炉膛热损失增加,但CO和CO2排放量减少；结合上述的研究分析,提出了高海拔地区锅炉燃烧中在不同的含氧量下过量空气系数的选择,并验证了其科学合理性。由于目前的研究中很少对输油站锅炉水处理进行一个完整的水质评价分析和对WNS型燃油锅炉三维数值模拟。本文以某公司输油站锅炉的运行操作与结构参数作为条件,将燃油锅炉安全运行中的最重要两方面内容,锅炉水质与燃烧情况进行了分析研究,为锅炉的稳定工作与经济运行提出可参考意见。
【关键词】：燃油锅炉 水质分析 数值模拟 过量空气系数
【学位授予单位】：西北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ085.4;TE97
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-24
• 1.1 选题背景与意义10-11
• 1.2 我国工业锅炉的发展现状11
• 1.3 输油站锅炉水处理系统概述11-15
• 1.3.1 输油站锅炉的水质管理11-13
• 1.3.2 锅炉的水处理工艺13-15
• 1.4 输油站锅炉的结构形式与燃烧的数值模拟15-21
• 1.4.1 输油站锅炉结构形式15
• 1.4.2 锅炉燃烧的数值模拟15-21
• 1.5 本文探究的主要目的与内容21-24
• 1.5.1 研究目的21
• 1.5.2 研究内容21-24
• 第二章 锅炉水质质量的评价原则24-32
• 2.1 锅炉用水指标24-26
• 2.1.1 锅炉水检测指标24-26
• 2.1.2 锅炉水检测标准26
• 2.2 锅炉水处理系统调查工作程序26-27
• 2.3 锅炉水处理中排污方式与重要性27-32
• 2.3.1 锅炉排污的方式27-28
• 2.3.2 锅炉排污的要求28
• 2.3.3 锅炉排污量的计算28-30
• 2.3.4 锅炉排污率与经济运行的关系30-32
• 第三章 输油站锅炉水汽质量概况与问题对策32-48
• 3.1 输油站锅炉基本概况32-33
• 3.2 各个站点锅炉水汽质量的调查33-41
• 3.2.1 A站锅炉水汽质量34-35
• 3.2.2 B站锅炉水汽质量35-37
• 3.2.3 C库锅炉水汽质量37-38
• 3.2.4 D站锅炉水汽质量38-40
• 3.2.5 E库锅炉水汽质量40-41
• 3.3 各个站点锅炉水汽质量出现的问题与解决方案41-45
• 3.3.1 氯根、碱度含量偏高原因分析42-44
• 3.3.2 锅炉水处理系统经简单改进以后情况及其检测对比分析44-45
• 本章小结45-48
• 第四章 锅炉燃烧的数值模拟研究方法48-58
• 4.1 有限体积法48
• 4.2 建立数学模型48-52
• 4.2.1 湍流流动模型49-50
• 4.2.2 燃烧模型50-51
• 4.2.3 辐射模型51-52
• 4.3 建立几何模型52-53
• 4.3.1 几何模型52-53
• 4.3.2 假设条件53
• 4.4 进行网格划分53-54
• 4.5 处理工况条件54-56
• 4.5.1 燃料的处理54-55
• 4.5.2 模拟的工况条件与边界55-56
• 本章小结56-58
• 第五章 锅炉燃烧模拟的特性分析58-72
• 5.1 锅炉的温度场分析58-59
• 5.2 锅炉的组分场分析59-61
• 5.3 不同含氧量燃油锅炉的燃烧特性分析61-64
• 5.3.1 炉膛温度的变化情况62-63
• 5.3.2 炉膛各组分的变化情况63-64
• 5.4 不同过量空气系数燃油锅炉的燃烧特性分析64-66
• 5.4.1 炉膛温度的变化情况64-65
• 5.4.2 炉膛各组分的变化情况65-66
• 5.5 高海拔地区燃油锅炉的燃烧特性分析66-71
• 5.5.1 炉膛温度的分布情况67-68
• 5.5.2 炉膛内各组分的分布情况68-70
• 5.5.3 空气低含氧量修正过量空气系数后的燃烧特性对比70-71
• 本章小结71-72
• 结论与展望72-74
• 结论72-73
• 展望73-74
• 附录74-78
• 参考文献78-84
• 攻读硕士学位期间取得的科研成果84-86
• 致谢86

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