1025t/h W型火焰锅炉燃尽风参数优化

摘要

随着对NOx的日益重视，利用各种手段来降低锅炉的NOx排放越来越受到重视。本文对一台1025t/h W型火焰锅炉进行数值模拟，研究了燃尽风（OFA）的参数设置对炉内流动、燃烧及NOx生成过程的影响并选出适合的参数。
　　本文选取的数学模型如下：气体湍流输运模型：采用通用的k-ε双方程模型；气固两相模型：采用拉格朗日随机轨道模型；辐射换热模型：以热流法为基础的P-1辐射模型；煤粉热解燃烧模型：气相燃烧采用的是混合分数法，焦炭燃烧采用的是扩散-动力控制燃烧模型，挥发份析出采用的是双步竞争反应模型。
　　为了保证在模拟过程中所采用的数值模型和计算方法的可行性，本文将模拟与实验结果相对比，对煤粉炉进行了模拟。结果表明：实验和模拟所得出的流场趋势一致。
　　数值模型和计算方法被验证以后，本文在原炉膛模型的基础上增设了燃尽风喷口，对不同的燃尽风工况进行了数值模拟，工况设置根据燃尽风喷口结构、燃尽风风量及燃尽风下倾角度而定。
　　结果表明：随着燃尽风风量的增加，NOx生成减少，OFA射流的穿透深度增加，OFA风率需在20％以上；内直流外旋流喷口结构结构形式，既保证了气流的刚性，具有较大的射入深度，又保证了气流与周围气流的充分混合，同时NOx的排放也得到控制；随着燃尽风下倾角度由0°变化到50°，出口含碳量值先减小后增大，锅炉效率最高的是倾角为30°。
　　综合比较：当燃尽风喷口结构为内直流外旋流喷口结构，风率为25%，下倾角度为30度，炉膛整体的燃烧情况和降NOx效果较好。

目录

1025t/h W 型火焰锅炉燃尽风参数优化

NUMERICAL SIMULATION STUDY ONPARAMETER OF OVER FIRE AIR IN 1025T/HDOWN-FIRED BOILER

摘 要

Abstract

第1章 绪论

1.1 课题背景

1.2 NOx 的危害及生成过程

1.3 Fluent 软件介绍

1.4 课题研究的意义与主要内容

1.5 本章小结

第2章 煤粉炉内燃烧及NO 生成模型

2.1 气相湍流模型

2.2 气固两相流动模型

2.3 辐射换热模型

2.4 煤粉燃烧模型

2.5 NO 生成模型

2.6 本章小结

第3章 数值模拟边界条件及模型验证

3.1 数值模拟对象

3.2 数值模拟手段

3.3 数学建模

3.4 数学模型可靠性验证

3.5 本章小结

第4章 燃尽风参数对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NOx 生成的影响

4.1 燃尽风风量对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NOx 生成的影响

4.2 燃尽风喷口结构对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NOx生成的影响

4.3 燃尽风下倾角度对1025t/hW 火焰炉炉内流动、燃烧及NOx生成的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

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哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致谢