300MW锅炉半焦煤粉掺混的燃烧过程及NO_x排放的数值模拟
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2019
【分类号】:TM621.2;X773
【图文】:
图 1-1 课题的研究思路本课题的主要研究内容如下:(1)把浓淡煤粉实验台在半焦掺混比例为 45%时的燃烧状况实验数据工况设置一致的 Fluent 数值模拟得到的燃烧状况数据作对比,并对该工实验数据和模拟数据进行了误差分析来验证本文中提出的数值模拟所使数学模型的可靠性。(2)在空气分级燃烧的基础下,模拟了不同的半焦掺混比例,不同的颗粒粒径,不同的燃尽凤率在炉内的燃烧状况,同时分析了各个工况因炉内组分浓度分布,NOx排放以及燃尽率的影响。(3)在燃料分级燃烧的基础上,模拟分析了半焦作为再燃燃料时再燃比对 NOx排放的影响以及半焦分布在不同燃料层的半焦煤粉分级燃烧,同时分析各个工况的组分浓度分布以及燃尽率的变化,获得有效降低 N放又能保证煤粉燃尽率的混半焦燃烧方案。
- 20 -网格划分文的研究对象是整个加热炉。在网格划分中,将炉膛划分为:燃烧器烧器下端到冷灰区、燃烧器上端到低火焰角区、火焰角区和火焰角上文使用 Gambit 软件对炉膛模型划分网格,由于锅炉在燃烧区域的喷吹四角切圆,划分的网格形式也应与四角切圆流场相贴合,并且燃烧区动换热最为剧烈,且容易产生伪扩散,因此工作量和难度都增加了。是由流体的横向扩散和有限差分截断误差引起的。垂直流动方向存在差;时间和体积导数的有限差分产生截断误差。使用 Gambit 划分燃烧器区域网格时,该区域的横截面使用 Pave 方法格。沿着炉膛边缘排列四边形网格,并一直延伸到区域内部,直到网整个区域。由于 Pave 方法生成的四边形网格能与炉膛边缘很好的拟(a) (b)图 3-1 炉膛的几何模型(a)和燃烧器喷口沿炉膛高度布置图(b)
哈尔滨工业大学工程硕士学位论文规则的网格数量少,增加了网格质量,生成的发射型网格相符合,因此降低了伪扩散的影响。考虑到了燃烧器喷口烈,因此在一次风、二次风、三次风射流入口加密了网格格增加模拟的准确性。同时沿着炉膛高度使用 Cooper 的方,提高网格的质量,进一步降低伪扩散的影响。在使用划分网格完成后,还对该网格进行了网格无关性分析,得 160 万时既能满足网格的质量要求又能保证模拟的精确度燃烧器横截面网格如图 3-2 所示。
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