水平浓淡燃烧技术的研究与应用

论文摘要

本文对水平浓淡煤粉燃烧器空气动力场进行了冷态模化试验和数值模拟。基于相似模化理论,在冷态试验台上对燃烧器出口处的空气动力场进行了试验研究,使用五孔探针测定了燃烧器出口处的速度场分布。考察了钝体位置及角度对空气动力场的影响,得出了在各种工况下的流动图谱,总结了燃烧器出口处轴向速度、径向速度和切向速度的分布规律。本文还利用PHOENICS软件对燃烧器出口处的空气动力场进行了数值模拟,计算结果与试验结果定性吻合。通过对冷态试验和数值模拟结果的分析,得出的主要结果为:（1）如果钝体位置向内缩进时,回流区的长度也大幅度的减小,越靠近喷口,回流区越大,射流的稳定也增加。可以认为:钝体位置向内缩进后,稳燃腔限制了一次风煤粉气流的自由扩展,使扩展角减小,同时由于边界层速度增大,使气流的偏转减小,汇合点前移。（2）回流区长度随钝体角度变化较为平缓,在30°～70°范围内,回流区的长度随角度的增大而增大。因此,可以从以上结论中得出钝体的最佳位置及角度,从而为热态试验及工业应用提供借鉴和指导。水平浓淡煤粉燃烧器在合山电厂DG300/100-5锅炉中投入了实际运行,同时进行了燃烧器改造后的相关试验,结果表明锅炉能够在70%MCR的负荷下不投油并保持燃烧稳定,经改造后,飞灰含碳量由16.59%降为8.57%,锅炉效率由82%增至86%,炉内燃烧动力工况较改造前有很大改善。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 煤粉锅炉低负荷稳燃技术
• 1.3 煤粉浓淡燃烧技术
• 1.4 煤粉燃烧器的数值试验研究
• 1.5 本文研究的主要内容
• 2 水平浓淡燃烧器的冷态实验
• 2.1 实验原理及方法
• 2.2 实验台方案的设计
• 2.3 实验结果与分析
• 3 燃烧器出口流场的数值模拟方法
• 3.1 CFD的常用数值计算方法
• 3.2 燃烧器流场的基本方程
• 3.3 实际求解的方程
• 3.4 求解方法
• 3.5 气相湍流流动压力场的求解
• 3.6 数值模拟的步骤
• 3.7 PHOENICS软件的使用
• 3.8 小结
• 4 燃烧器出口流场的数值模拟及结果分析
• 4.1 CAD建模方法
• 4.2 边界条件的设定和网格的划分
• 4.3 计算结果及分析
• 4.4 燃烧器出口流场的计算结果与实验结果的对比
• 5 水平浓淡燃烧器在DG300T/H锅炉上的应用
• 5.1 锅炉设备与燃料简介
• 5.2 锅炉存在的问题及分析
• 5.3 改造方案
• 5.4 改造方案的可行性
• 5.5 改后试验结果
• 6 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 攻读硕士学位期间发表论文目录