本文關(guān)鍵詞：660MW超超臨界富氧煤粉鍋爐燃燒過(guò)程模擬研究

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【摘要】：我國(guó)是世界上最大的煤炭生產(chǎn)國(guó)和消耗國(guó),發(fā)電量的3/4主要依靠燃煤機(jī)組。目前煤炭發(fā)電的兩大突出問(wèn)題是單位發(fā)電量煤耗較高和環(huán)境污染較為嚴(yán)重,在富氧氛圍下的超超臨界燃煤機(jī)組可以有效緩解這一現(xiàn)狀。針對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的研究較少,本文概念設(shè)計(jì)了660MW超超臨界富氧煤粉鍋爐并進(jìn)行模擬研究。為適應(yīng)超超臨界機(jī)組在高參數(shù)下運(yùn)行,本文選取設(shè)計(jì)煤種為準(zhǔn)格爾煤。通過(guò)合理的鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)鍋爐進(jìn)行靜態(tài)仿真,得到合理的鍋爐設(shè)計(jì)參數(shù)。根據(jù)鍋爐要求進(jìn)行了燃燒器的設(shè)計(jì),采用切圓燃燒,燃燒器的布置位置在爐膛四角或四墻。通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)資料的整理分析,得出合適的計(jì)算模型并進(jìn)行驗(yàn)證,以保證所選模型的準(zhǔn)確性。為保證所設(shè)計(jì)鍋爐以及燃燒器性能能夠滿足設(shè)計(jì)要求,研究超超臨界富氧煤粉鍋爐運(yùn)行狀況,使用FLUENT對(duì)鍋爐爐內(nèi)的燃燒過(guò)程進(jìn)行模擬。本文得到了爐內(nèi)速度場(chǎng)、溫度場(chǎng)、組分濃度、壁面熱負(fù)荷和粒子軌跡的分布規(guī)律。發(fā)現(xiàn)在四角切圓燃燒方式下,爐內(nèi)切圓直徑在燃燒器區(qū)域隨高度有一定變化,在前墻頂部形成漩渦,一次風(fēng)射流兩側(cè)分別出現(xiàn)高溫區(qū)。富氧氛圍下,氮?dú)夂糠逯祪H有0.25%,整個(gè)壁面熱負(fù)荷分布不均勻,燃燒器區(qū)域最高,顆粒軌跡的分布也與速度場(chǎng)和溫度場(chǎng)相關(guān)。與四角切圓燃燒方式相比,墻式切圓燃燒方式下切圓直徑變化較小,流場(chǎng)與溫度場(chǎng)分布更加均勻,一次風(fēng)射流只有背火面處出現(xiàn)高溫區(qū)域。爐壁上熱負(fù)荷峰值減小,分布較均勻,煤粉顆粒在此種燃燒方式下較易燃盡。墻式切圓燃燒方式爐內(nèi)風(fēng)粉混合更加充分,與四角切圓相比有一定優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：超超臨界 富氧燃燒 鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 燃燒器設(shè)計(jì) 數(shù)值計(jì)算
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TK229.63
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景及意義10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài)12-15
• 1.3 電站鍋爐數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 第2章 鍋爐設(shè)計(jì)計(jì)算18-27
• 2.1 煤種設(shè)計(jì)18-19
• 2.2 鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19-22
• 2.2.1 汽水系統(tǒng)設(shè)計(jì)20-21
• 2.2.2 燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)21
• 2.2.3 煙風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-22
• 2.3 鍋爐靜態(tài)仿真22
• 2.4 煤粉燃燒器設(shè)計(jì)22-26
• 2.5 本章小結(jié)26-27
• 第3章 爐內(nèi)燃燒過(guò)程數(shù)值計(jì)算模型27-44
• 3.1 引言27-28
• 3.2 氣固兩相流基本控制方程28-32
• 3.2.1 質(zhì)量守恒方程29
• 3.2.2 動(dòng)量守恒方程29-31
• 3.2.3 化學(xué)組分守恒方程31
• 3.2.4 能量守恒方程31-32
• 3.3 流動(dòng)模型32-36
• 3.3.1 氣相湍流模型32-34
• 3.3.2 氣固兩相流模型34-36
• 3.4 輻射模型36-38
• 3.5 揮發(fā)分析出模型38-39
• 3.6 燃燒模型39-41
• 3.6.1 揮發(fā)分氣相燃燒模型39
• 3.6.2 焦炭燃燒擴(kuò)散動(dòng)力模型39-41
• 3.7 模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證41-43
• 3.8 本章小結(jié)43-44
• 第4章 四角切圓布置下燃燒過(guò)程數(shù)值模擬44-58
• 4.1 引言44
• 4.2 網(wǎng)格劃分、定解及邊界條件44-47
• 4.3 主要計(jì)算結(jié)果47-57
• 4.3.1 速度場(chǎng)分布特征47-50
• 4.3.2 溫度場(chǎng)分布特征50-51
• 4.3.3 組分場(chǎng)分布特征51-52
• 4.3.4 壁面熱負(fù)荷分布特征52-56
• 4.3.5 粉煤顆粒軌跡56-57
• 4.4 本章小結(jié)57-58
• 第5章 墻式切圓布置下數(shù)值模擬及分析58-68
• 5.1 引言58
• 5.2 網(wǎng)格劃分、定解及邊界條件58-59
• 5.3 計(jì)算結(jié)果及對(duì)比分析59-66
• 5.3.1 速度場(chǎng)分布與對(duì)比59-61
• 5.3.2 溫度場(chǎng)分布與對(duì)比61-63
• 5.3.3 壁面熱負(fù)荷分布與對(duì)比63-65
• 5.3.4 煤粉顆粒軌跡與對(duì)比65-66
• 5.4 本章小結(jié)66-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 主要研究成果68-69
• 6.2 后續(xù)工作建議及展望69-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 攻讀碩士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及其它成果73-74
• 致謝74

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：727490