隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,能源的消費量持續(xù)增加、儲備量不斷下降、環(huán)境污染等問題變得日益嚴峻。生物質能作為一種可再生清潔能源,如何提高低熱值生物質燃料的利用率顯得尤為重要。開展生物質燃料特性及其摻燒性能的研究對節(jié)能環(huán)保具有重要意義。本文對生物質與煤在不同混合比例下的燃燒性能進行數(shù)值模擬研究,并采用密度泛函理論方法對生物質的熱解特性進行分析。首先,針對130 t/h循環(huán)流化床鍋爐建立了合理的幾何模型和Realizable k-ε湍流模型、PDF燃燒模型、DPM離散相模型、動力/擴散焦炭燃燒模型、雙競爭揮發(fā)分析出模型等數(shù)學模型,并對計算域進行網(wǎng)格劃分及考核,確定28.48萬個網(wǎng)格數(shù)量可以滿足計算要求。對設計燃料在爐膛內(nèi)的燃燒性能進行數(shù)值模擬研究,分析熱態(tài)燃燒下的流場、溫度場、煙氣組分場和污染物排放規(guī)律。爐膛出口截面SO₂和NO平均濃度與設計值的誤差分別為8.82%和9.5%,計算誤差均在10%以內(nèi),驗證了所選模型的合理性。其次,對玉米秸稈、小麥秸稈、木屑與煤在不同摻混比例下的燃燒性能進行數(shù)值模擬研究。發(fā)現(xiàn)隨著混合燃料摻燒比的增大爐內(nèi)熱值逐漸降低,但環(huán)保性能提高,相同摻燒比例的... 

【文章來源】：鄭州大學河南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術路線圖

2循環(huán)流化床三維熱態(tài)模擬16壁面邊界位置，入口邊界假設為面射流。(a)爐膛入口位置(b)爐膛壁面位置圖2.3鍋爐邊界位置2.3.1入口邊界條件模擬過程中對一二次風進口和燃料入口設置為速度入口，燃燒的點火方式采用爐下點火。設置過程中需要對水力直徑H進行換算，計算公式如式2.15所示。湍動能I的計算公式如式2.16。水力直徑H計算公式：22hAH=R(2.15）湍動能I計算公式：1/80.16ReHDI(2.16）式中，接觸面周長用表示，入口處雷諾數(shù)用Re表示。

2 循環(huán)流化床三維熱態(tài)模擬 劃分工作。在劃分過程中把爐膛區(qū)域分為兩部分進行劃分，一部分為下部密相區(qū)，由于一二次風在密相區(qū)交匯產(chǎn)生較大的擾流，需對密相區(qū)進行加密處理，網(wǎng)格尺寸為 130 mm，并把一二次風入口區(qū)域進行局部加密，網(wǎng)格尺寸為 100 mm，以防止數(shù)值擴散；另一部分為上部稀相區(qū)，氣流流動較為穩(wěn)定，網(wǎng)格尺寸為 300 mm。鍋爐爐膛網(wǎng)格模型如圖 2.4 所示。


本文編號：3043855