高目煤粉涡流雾化技术工程应用研究

摘要

本论文所研究的煤粉燃烧器是连续式沥青拌合设备的关键部件,对降低能耗、成本和提高生产率有着非常重要的意义。因而，开展煤粉燃烧器的设计及研究十分必要。
　　本论文首先简单阐述了现有煤粉燃烧器的主要研究成果，并针对20t/h的沥青混合料拌合设备的生产要求研究设计了一款新型高目煤粉涡流雾化燃烧器。确定出新型燃烧器基本结构模型，并对新型高目煤粉涡流雾化燃烧器进行了运行特性、参数计算和结构设计的研究。新型燃烧器中的涡流雾化器可使煤粉进一步破碎并与空气混合均匀，煤粉燃烧更加完全，从而提高了燃烧效率且减少了烟气的排放。接着，本研究对新型高目煤粉涡流燃烧器进行数值建模、仿真分析和样机试验，将燃烧器理论、仿真和试验较好地结合在一起。
　　本文介绍了煤粉燃烧器的数值模拟理论并对新型高目煤粉燃烧器进行了数值模拟试验。主要运用Fluent软件对新型燃烧器内部气流流动状态以及煤粉颗粒运动情况作了模拟与分析，其中湍流部分采用(Realizable k??)可实现模型,煤粉空气混合流采用气固两相流模型。再根据不同的叶片倾斜角度模拟不同试验情况，对比分析仿真结果，选取最佳叶片倾斜角。并通过试验表明涡流雾化器对煤粉空气混合流有着积极影响，促进了煤粉空气混合均匀。由此验证了新型高目煤粉涡流雾化燃烧器设计的合理性。本研究设计的高目煤粉涡流雾化器能很好的实现了高目煤粉在燃烧场中的涡流化与雾化两个功能。
　　同时本文对高目煤粉涡流雾化器应用在沥青混合料拌合设备上进行了现场试验。通过改变一、二次风速进行的正交试验验证了最佳一次风速、二次风速大小。并通过与原有燃烧器进行了对比试验，验证新型燃烧器比原有燃烧器的能源消耗量降低了8.2％，烟气排放浓度降低了10%，很好的实现了能源节约与环境保护的兼顾。通过数值模拟及现场试验验证了新型高目煤粉涡流雾化燃烧器在实际应用中能够实现良好的性能和作用。

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第一章 绪论

第二章 高目煤粉涡流雾化技术机理分析

2.1 煤粉燃烧基本理论

2.2 煤粉燃烧技术研究

2.3 固体雾化技术

第三章 高目煤粉涡流雾化燃烧器设计及数值模拟

3.1新型高目煤粉涡流雾化燃烧器设计

3.2 煤粉燃烧器数值模拟理论

3.3 新型燃烧器模型及边界条件的确定

3.4 求解方法

3.5 模拟结果及分析

3.6 本章小结

第四章 高目煤粉涡流雾化燃烧器试验与分析

4.1试验方案与设计

4.2 参数匹配正交试验

4.3 GXZG200与GXZG200G生产效率对比试验

4.4 GXZG200与GXZG200G环保指标对比试验

4.5结果分析

4.6 本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文