水煤浆在双锥逆喷燃烧器内着火特性的数值模拟研究
发布时间：2021-11-26 15:05
现有煤浆燃烧技术普遍存在点火困难、燃尽率低、燃烧组织不合理,不能确保稳定运行等问题。煤炭科学研究总院自主研发的煤粉双锥燃烧器是一种先进的煤炭燃烧利用技术体系。经工程实践验证,双锥逆喷燃烧器具有点火功率小,启停时间短,热效率高,燃烧稳定,宽负荷调节等特性。研究其稳燃机理与煤浆燃烧过程的适应性对开发煤浆双锥逆喷燃烧器具有十分重要的指导意义。在煤粉双锥逆喷燃烧器内搭建气力雾化逆喷装置,本文实现水和煤粉的逆喷燃烧组织,并获得验证数值模拟结果的试验平台。基于对燃烧反应不同的数学模型描述,分别建立了快速反应模型和有限速率模型。通过试验数据对模拟数据进行验证,结果表明有限速率模型既包含快于混合速率的反应（快反应）,又包含慢于混合速率的反应（慢反应）。在雷诺时均体系下的流体力学反应流计算中,认为所有的湍流是各向同性的,因此所有快反应的速率都等于湍流混合速率,致使计算结果与实际情况出现偏差。这一结论在有限速率模型的富氧燃烧模拟中得到验证。改进涡耗散数值模型计算的结果在燃烧器的温度、压力、NOx等方面基本符合实际试验情况,因而数值计算数据具有参考价值。至此,建立了适用于煤浆燃烧过程数...
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 工业锅炉技术的发展现状
1.2.2 煤浆燃烧器的发展现状
1.2.3 燃烧过程的数值模拟综述
1.3 研究目标及主要内容
1.4 技术路线
1.5 小结
第二章 燃烧过程数值模型的建立
2.1 连续相湍流模型
2.2 气粒两相流处理方法
2.3 离散相颗粒的计算
2.3.1 液滴的加热规律及蒸发规律
2.3.2 颗粒的表面反应
2.3.3 湍流引起的颗粒弥散
2.4 燃烧反应流模型
2.4.1 热解反应
2.4.2 涡耗散模型
2.4.3 有限速率/涡耗散模型
2.5 辐射换热模型及污染物NOx生成模型
2.6 小结
第三章 燃烧过程模拟研究
3.1 网格划分及模型假设
3.1.1 三维建模及网格划分
3.1.2 假设条件
3.1.3 材料特性及边界条件
3.1.4 计算过程
3.2 基于涡耗散反应模型的计算结果及讨论
3.2.1 速度场及迹线分析
3.2.2 温度场分析比较
3.2.3 水分分布比较
3.2.4 基于组分分布的火炬特性分析比较
3.3 基于有限速率/涡耗散反应模型的计算结果及讨论
3.3.1 煤浆燃烧的有限速率/涡耗散模拟
3.3.2 煤浆富氧燃烧有限速率模拟
3.4 小结
第四章 煤粉燃烧器直接喷水工业试验研究
4.1 试验工艺方案说明
4.2 试验运行工况
4.3 数据采集设备
4.4 试验工艺 1 过程及数据
4.5 试验工艺1过程及数据
4.6 试验结果与模拟计算的耦合
4.7 煤浆燃烧器的优化设计
4.8 小结
第五章 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 工作展望
参考文献
致谢
在读期间参与项目和发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]散煤资源清洁利用工程示范——现代煤粉工业锅炉[J]. 王金华,王乃继. 煤炭工程. 2016(09)
[2]涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉掺烧污泥过程的适应性[J]. 朱天宇,殷立宝,湛志钢,徐齐胜,方庆艳,张成,陈刚. 中南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[3]德国煤粉工业锅炉实践及我国研发、推广的现状与发展[J]. 王乃继,尚庆雨,张鑫,梁兴,肖翠微,王永英. 工业锅炉. 2016(02)
[4]高倍率灰钙循环烟气脱硫除尘一体化技术[J]. 李婷,张鑫. 洁净煤技术. 2015(02)
[5]烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究[J]. 李高亮,王乃继,肖翠微,刘振宇,刘羽. 洁净煤技术. 2015(02)
[6]中等挥发分烟煤回燃逆喷式燃烧数值模拟[J]. 姜思源,王永英,周建明,张鑫,宋春燕. 煤炭学报. 2014(06)
[7]600MW超临界W火焰锅炉燃烧特性及水冷壁分布参数混合模拟[J]. 杨晨,赵丽,何航行. 热科学与技术. 2014(02)
[8]双锥燃烧室旋流强度的计算[J]. 王永英,张鑫,姜思源. 洁净煤技术. 2013(06)
[9]文氏管煤粉混合器的数值模拟[J]. 刘振宇,王乃继,纪任山. 煤炭转化. 2013(03)
[10]污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析[J]. 李博,王飞,严建华,池涌. 环境工程学报. 2012(10)
博士论文
[1]热辐射与高速流耦合换热的数值研究[D]. 艾青.哈尔滨工业大学 2009
[2]气流床煤气化炉数值模拟及颗粒—涡团作用建模研究[D]. 吴玉新.清华大学 2007
硕士论文
[1]350MW四角切圆锅炉燃烧过程的仿真研究[D]. 王义松.沈阳工程学院 2015
[2]可压缩流动中非线性涡粘性模型的研究[D]. 谭超.中国科学技术大学 2009
[3]轴流风速下压力旋流喷嘴外流场特性研究[D]. 张海平.中国石油大学 2009
[4]基于CFX的燃油燃气锅炉炉膛内燃烧传热的数值模拟[D]. 魏强.北京工业大学 2006
本文编号：3520397
【文章来源】：煤炭科学研究总院北京市
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题的背景及意义
1.2 文献综述
1.2.1 工业锅炉技术的发展现状
1.2.2 煤浆燃烧器的发展现状
1.2.3 燃烧过程的数值模拟综述
1.3 研究目标及主要内容
1.4 技术路线
1.5 小结
第二章 燃烧过程数值模型的建立
2.1 连续相湍流模型
2.2 气粒两相流处理方法
2.3 离散相颗粒的计算
2.3.1 液滴的加热规律及蒸发规律
2.3.2 颗粒的表面反应
2.3.3 湍流引起的颗粒弥散
2.4 燃烧反应流模型
2.4.1 热解反应
2.4.2 涡耗散模型
2.4.3 有限速率/涡耗散模型
2.5 辐射换热模型及污染物NOx生成模型
2.6 小结
第三章 燃烧过程模拟研究
3.1 网格划分及模型假设
3.1.1 三维建模及网格划分
3.1.2 假设条件
3.1.3 材料特性及边界条件
3.1.4 计算过程
3.2 基于涡耗散反应模型的计算结果及讨论
3.2.1 速度场及迹线分析
3.2.2 温度场分析比较
3.2.3 水分分布比较
3.2.4 基于组分分布的火炬特性分析比较
3.3 基于有限速率/涡耗散反应模型的计算结果及讨论
3.3.1 煤浆燃烧的有限速率/涡耗散模拟
3.3.2 煤浆富氧燃烧有限速率模拟
3.4 小结
第四章 煤粉燃烧器直接喷水工业试验研究
4.1 试验工艺方案说明
4.2 试验运行工况
4.3 数据采集设备
4.4 试验工艺 1 过程及数据
4.5 试验工艺1过程及数据
4.6 试验结果与模拟计算的耦合
4.7 煤浆燃烧器的优化设计
4.8 小结
第五章 结论与创新点
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 工作展望
参考文献
致谢
在读期间参与项目和发表论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]散煤资源清洁利用工程示范——现代煤粉工业锅炉[J]. 王金华,王乃继. 煤炭工程. 2016(09)
[2]涡耗散模型和混合分数模型模拟锅炉煤粉掺烧污泥过程的适应性[J]. 朱天宇,殷立宝,湛志钢,徐齐胜,方庆艳,张成,陈刚. 中南大学学报(自然科学版). 2016(08)
[3]德国煤粉工业锅炉实践及我国研发、推广的现状与发展[J]. 王乃继,尚庆雨,张鑫,梁兴,肖翠微,王永英. 工业锅炉. 2016(02)
[4]高倍率灰钙循环烟气脱硫除尘一体化技术[J]. 李婷,张鑫. 洁净煤技术. 2015(02)
[5]烟气再循环在煤粉工业锅炉上的数值模拟研究[J]. 李高亮,王乃继,肖翠微,刘振宇,刘羽. 洁净煤技术. 2015(02)
[6]中等挥发分烟煤回燃逆喷式燃烧数值模拟[J]. 姜思源,王永英,周建明,张鑫,宋春燕. 煤炭学报. 2014(06)
[7]600MW超临界W火焰锅炉燃烧特性及水冷壁分布参数混合模拟[J]. 杨晨,赵丽,何航行. 热科学与技术. 2014(02)
[8]双锥燃烧室旋流强度的计算[J]. 王永英,张鑫,姜思源. 洁净煤技术. 2013(06)
[9]文氏管煤粉混合器的数值模拟[J]. 刘振宇,王乃继,纪任山. 煤炭转化. 2013(03)
[10]污水处理厂污泥干化焚烧处理可行性分析[J]. 李博,王飞,严建华,池涌. 环境工程学报. 2012(10)
博士论文
[1]热辐射与高速流耦合换热的数值研究[D]. 艾青.哈尔滨工业大学 2009
[2]气流床煤气化炉数值模拟及颗粒—涡团作用建模研究[D]. 吴玉新.清华大学 2007
硕士论文
[1]350MW四角切圆锅炉燃烧过程的仿真研究[D]. 王义松.沈阳工程学院 2015
[2]可压缩流动中非线性涡粘性模型的研究[D]. 谭超.中国科学技术大学 2009
[3]轴流风速下压力旋流喷嘴外流场特性研究[D]. 张海平.中国石油大学 2009
[4]基于CFX的燃油燃气锅炉炉膛内燃烧传热的数值模拟[D]. 魏强.北京工业大学 2006
本文编号：3520397
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hxgylw/3520397.html
最近更新
教材专著
