發(fā)布時(shí)間：2017-03-23 03:07

  本文關(guān)鍵詞：流化床富氧燃燒的數(shù)值模擬，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：二氧化碳在溫室氣體中占據(jù)重要地位，它主要來(lái)源于化石燃料的燃燒。電站燃煤鍋爐是一個(gè)重要的CO_2排放源，減少和控制電站鍋爐在發(fā)電過(guò)程中CO_2排放對(duì)緩解溫室效應(yīng)具有重要意義。流化床富氧燃燒技術(shù)對(duì)于CO_2的捕集具有重要研究?jī)r(jià)值。 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)流化床富氧燃燒技術(shù)的研究并不成熟，為了更好的應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)，本文針對(duì)其相關(guān)特性，以一維半小室模型為基礎(chǔ)，運(yùn)用Fortran語(yǔ)言編制程序，建立包含流體動(dòng)力特性、燃燒特性和傳熱特性等一系列子模型的流化床富氧燃燒綜合數(shù)學(xué)模型，通過(guò)對(duì)各個(gè)小室建立氣體、固體質(zhì)量平衡及能量平衡方程，模擬流化床在不同氣氛燃燒時(shí)爐內(nèi)溫度分布、各組分氣體分布及傳熱系數(shù)分布情況。 本文針對(duì)熱功率為10KW的流化床試驗(yàn)臺(tái)建立了一整套的數(shù)值模型。首先在空氣和30%O_2/70%CO_2氣氛下進(jìn)行流化床燃燒試驗(yàn)，并將試驗(yàn)結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了模型的可靠性與正確性。然后對(duì)比空氣和21%O_2/79%CO_2氣氛下流化床的燃燒模擬結(jié)果，模擬結(jié)果表明：兩者燃燒情況大體相似，空氣下?tīng)t內(nèi)整體溫度較高，污染物排放量也較高，當(dāng)用CO_2代替N2進(jìn)行燃燒時(shí)，尾部煙氣中CO_2濃度較高，容易捕捉收集，爐內(nèi)CO濃度比空氣下高出很多。最后，分別在給煤量和給風(fēng)量一定的情況下，通過(guò)改變送風(fēng)中O_2濃度(分別為20%O_2/80%CO_2、30%O_2/70%CO_2和40%O_2/60%CO_2)來(lái)模擬流化床在不同氣氛下的富氧燃燒。結(jié)果表明：給煤量相同時(shí)，O_2濃度越高，爐膛底部溫度越高，爐膛頂部則呈相反趨勢(shì)，傳熱系數(shù)在爐膛底部與溫度變化趨勢(shì)一致，爐膛頂部傳熱系數(shù)在30%O_2濃度下最高；給風(fēng)量相同時(shí)，O_2濃度越高，爐內(nèi)溫度越高，分布更加均勻，爐內(nèi)傳熱系數(shù)分布與溫度變化趨勢(shì)基本一致。
【關(guān)鍵詞】：流化床 富氧燃燒 數(shù)值模擬 試驗(yàn)臺(tái)
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：TK16
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-16
• 1.1 課題研究背景8-10
• 1.1.1 我國(guó)能源現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)8-9
• 1.1.2 收集 CO_2的方法9-10
• 1.2 流化床富氧燃燒技術(shù)10-14
• 1.2.1 流化床燃燒模型概況11-12
• 1.2.2 流化床富氧燃燒模型12-14
• 1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容14-16
• 第2章 流化床富氧燃燒各子過(guò)程模型16-33
• 2.1 流體動(dòng)力特性子模型16-22
• 2.1.1 密相區(qū)流動(dòng)模型17-19
• 2.1.2 稀相區(qū)流動(dòng)模型19-22
• 2.2 煤顆粒燃燒模型22-27
• 2.2.1 揮發(fā)分的析出和燃燒22-24
• 2.2.2 焦炭顆粒的燃燒24-25
• 2.2.3 焦炭顆粒溫度計(jì)算25
• 2.2.4 SO_2的生成25-26
• 2.2.5 NO_X的生成與還原26-27
• 2.2.6 焦炭顆粒的磨損27
• 2.3 爐內(nèi)傳熱模型27-32
• 2.3.1 密相區(qū)傳熱模型27-29
• 2.3.2 稀相區(qū)傳熱模型29-32
• 2.4 分離器模型32
• 2.5 本章小結(jié)32-33
• 第3章 整體數(shù)學(xué)模型的建立33-45
• 3.1 小室模型33-35
• 3.2 小室中守恒方程的建立35-42
• 3.2.1 固相物質(zhì)平衡模型35-40
• 3.2.2 氣相物質(zhì)平衡40-41
• 3.2.3 小室內(nèi)能量平衡41-42
• 3.3 綜合數(shù)學(xué)模型求解42-44
• 3.3.1 求解方法42-43
• 3.3.2 求解步驟43-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第4章 一維富氧燃燒流化床試驗(yàn)臺(tái)的數(shù)值模擬45-66
• 4.1 流化床富氧燃燒系統(tǒng)45-46
• 4.1.1 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)介紹45-46
• 4.1.2 模擬設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)46
• 4.2 模擬結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析46-51
• 4.2.1 爐內(nèi)溫度沿床高的變化47
• 4.2.2 爐內(nèi)氣體沿床高的分布47-50
• 4.2.3 含碳量和傳熱系數(shù)的變化50-51
• 4.3 流化床在 21%O_2/79%CO_2與空氣氣氛下的燃燒模擬對(duì)比51-56
• 4.4 不同氧濃度下富氧燃燒特性的預(yù)測(cè)56-64
• 4.4.1 相同給煤量時(shí)爐內(nèi)燃燒特性模擬56-61
• 4.4.2 相同給風(fēng)量時(shí)爐內(nèi)燃燒特性模擬61-64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 結(jié)論66-67
• 參考文獻(xiàn)67-71
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果71-73
• 致謝73

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本文編號(hào)：262773