生物质燃料特性及与煤掺烧性能研究

发布时间：2021-02-21 04:42

　　随着经济的高速发展,能源的消费量持续增加、储备量不断下降、环境污染等问题变得日益严峻。生物质能作为一种可再生清洁能源,如何提高低热值生物质燃料的利用率显得尤为重要。开展生物质燃料特性及其掺烧性能的研究对节能环保具有重要意义。本文对生物质与煤在不同混合比例下的燃烧性能进行数值模拟研究,并采用密度泛函理论方法对生物质的热解特性进行分析。首先,针对130 t/h循环流化床锅炉建立了合理的几何模型和Realizable k-ε湍流模型、PDF燃烧模型、DPM离散相模型、动力/扩散焦炭燃烧模型、双竞争挥发分析出模型等数学模型,并对计算域进行网格划分及考核,确定28.48万个网格数量可以满足计算要求。对设计燃料在炉膛内的燃烧性能进行数值模拟研究,分析热态燃烧下的流场、温度场、烟气组分场和污染物排放规律。炉膛出口截面SO₂和NO平均浓度与设计值的误差分别为8.82%和9.5%,计算误差均在10%以内,验证了所选模型的合理性。其次,对玉米秸秆、小麦秸秆、木屑与煤在不同掺混比例下的燃烧性能进行数值模拟研究。发现随着混合燃料掺烧比的增大炉内热值逐渐降低,但环保性能提高,相同掺烧比例的... 

【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校

【文章页数】：86 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

技术路线图

2循环流化床三维热态模拟16壁面边界位置，入口边界假设为面射流。(a)炉膛入口位置(b)炉膛壁面位置图2.3锅炉边界位置2.3.1入口边界条件模拟过程中对一二次风进口和燃料入口设置为速度入口，燃烧的点火方式采用炉下点火。设置过程中需要对水力直径H进行换算，计算公式如式2.15所示。湍动能I的计算公式如式2.16。水力直径H计算公式：22hAH=R(2.15）湍动能I计算公式：1/80.16ReHDI(2.16）式中，接触面周长用表示，入口处雷诺数用Re表示。

2 循环流化床三维热态模拟 划分工作。在划分过程中把炉膛区域分为两部分进行划分，一部分为下部密相区，由于一二次风在密相区交汇产生较大的扰流，需对密相区进行加密处理，网格尺寸为 130 mm，并把一二次风入口区域进行局部加密，网格尺寸为 100 mm，以防止数值扩散；另一部分为上部稀相区，气流流动较为稳定，网格尺寸为 300 mm。锅炉炉膛网格模型如图 2.4 所示。


本文编号：3043855