长庆天然气净化厂尾气焚烧炉研发

摘要

本文对现有天然气净化厂尾气焚烧炉建立了焚烧炉炉内过程模型和焚烧炉排烟系统模型。具体采用了ANSYS DesignModeler进行模型构建，用ANSYS Meshing进行网格划分，最后使用FLUENT进行前处理计算设置、计算求解以及后处理和数据处理。最终得到模型各部位的流速和温度分配结果。 通过对尾气焚烧炉炉内温度场、速度场和压力场分布和对焚烧温度、酸性气停留时间和过量空气系数等运行条件影响的数值模拟研究可以看出，焚烧温度、反应停留时间、炉膛热负荷、过量空气系数等是一个各参数相互影响的复杂系统。当焚烧温度确定后，根据对应的酸性气量可以初步得出所需燃料气量，选择合理的过量空气系数后，根据酸性气中可燃气体含量和燃料气量可以得出燃烧所需空气量，从而进一步得出单位时间产生的总烟气量。单位时间内进出炉膛的总气体量确定后，就可以根据焚烧温度确定焚烧炉热负荷，根据合理的停留时间和炉膛单位容积热负荷可以算出炉膛尺寸。 此外通过对烟道和烟囱放空系统内的排烟过程进行模拟计算，得到烟气温度和压力的梯级分布，从而指导焚烧放空系统筒径、衬里做法等设计技术条件的确定。 综上以上研究结论，结合净化厂尾气焚烧炉实际运行情况，最终获得了一套完整的天然气净化厂尾气焚烧炉研发技术方案，以对天然气净化厂尾气处理提供理论依据和科学指导。

目录

声明

第一章 绪 论

1.1 论文研究背景

1.2 国内外技术应用现状

1.2.1直接焚烧法

1.2.2催化焚烧法

1.3 长庆气田应用现状及存在问题

1.4 研究的主要内容

第二章 焚烧炉数值模拟基本原理

2.1求解理论基础

2.1.1网格技术

2.1.2计算流体动力学基础理论

2.1.3湍流及数值模拟方法

2.2分析软件简介

2.2.1几何建模和几何模型修改工具DesignModeler

2.2.2应用于多学科一致网格划分工具ANSYS Meshing

2.2.3强大计算流体力学软件ANSYS FLUENT

2.3分析方法

第三章 焚烧炉炉内过程模拟

3.1 焚烧炉建模

3.2 焚烧炉模型网格划分

3.3 模拟结果

3.3.1 设计工况

3.3.2 焚烧温度的影响

3.3.3 炉膛停留时间的影响

3.3.4 过量空气系数的影响

3.4 焚烧炉运行参数选择

3.5 焚烧炉结构改进

3.5.1 焚烧炉衬里

3.5.2 尾气分布器与扰流挡环

第四章 焚烧炉排烟系统模拟

4.1 焚烧炉烟风阻力计算的意义

4.2 焚烧炉排烟系统建模

4.3 网格划分

4.4 模拟结果

第五章 成果及应用情况

5.1 研究成果

5.2 应用情况

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果

致谢