燃用烟煤0.5MW试验台空气分级CFR燃烧器燃烧特性数值模拟

摘要

雾霾现象的大范围出现再一次警醒我们治理环境已经刻不容缓。燃煤锅炉排放的污染物，如 NOx，SO2和颗粒物，均是产生雾霾的先驱物。现阶段我国对SO2的治理技术已经颇为完善。对NOx的治理还要进一步研究。本文以加装两层燃尽风装置的中心给粉(CFR)旋流燃烧器热态试验台为对象，以标准工况的模拟结果与试验测量值进行对比，从主燃烧区四个截面，燃尽区三个截面及炉膛中心线三方面进行比较，发现计算结果与试验测量值吻合效果很好，验证了数值模拟网格及模型选取的合理性。在此基础上，对旋流燃烧器在不同一、二次风扩口长度的情况下的燃烧特性及NOx生成量进行了数值模拟，研究结果如下：
　　在不同一次风扩口长度下，随着扩口长度的增加，一次风与二次风的预混段变短，一、二次风混合推迟，使一次风保留较大的刚性，导致烟气温度降低，火焰中心后移，火焰高温区域更向炉膛中心集中，在炉膛出口NOx的排放量增大。
　　在不同内二次风扩口长度下，随着扩口长度的增加，煤粉气流与外二次风的混合推迟，烟气温度降低，火焰中心后移，火焰高温区域更向炉膛中心集中。但是由于内、外二次风混合推迟，强化了燃烧器的空气分级程度，使炉膛出口的NOx生成量有所降低。
　　在不同外二次风扩口长度下，随着扩口长度的增加，煤粉着火提前，火焰中心上移，火焰高温区域向炉膛四周展开，烟气温度升高。外二次风扩口长度由0 mm增加到49 mm时，炉膛出口NOx生成量呈降低趋势。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景

1.2 NOx的生成机理

1.3 NOx的控制技术

1.4旋流燃烧器研究现状

1.5 论文的主要研究内容

第2章 模型介绍及模拟结果验证

2.1 数值模拟原型介绍

2.2数值模拟模型选取

2.3网格划分

2.4 燃烧器叶片区域流场模拟

2.5 数值模拟网格无关性验证

2.6 数值模拟结果验证

2.7 本章小结

第3章 不同一次风扩口长度对燃烧特性影响的数值模拟研究

3.1工况介绍

3.2炉内温度分布

3.3炉内氧气浓度分布

3.4炉内CO浓度分布

3.5炉内NOx浓度分布

3.6本章小结

第4章 不同内二次风扩口长度对燃烧特性的影响数值模拟研究

4.1工况介绍

4.2炉内温度分布

4.3炉内氧气浓度分布

4.4炉内CO浓度分布

4.5炉内NOx浓度分布

4.6本章小结

第5章 不同外二次风扩口长度对燃烧特性的影响数值模拟研究

5.1工况介绍

5.2炉内温度分布

5.3炉内氧气浓度分布

5.4炉内CO浓度分布

5.5炉内NOx分布

5.6本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

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