MBEL轴向涡流燃烧器流动数值分析

论文摘要

随着我国火力发电机组不断朝大容量、高参数的方向发展,对火电机组锅炉主设备之一的燃烧器也在设计和实际运行中提出了更高的要求。三井—巴布考克能源有限公司（MBEL）研制生产的轴向涡流燃烧器在同类产品中具有一定的优势。 这种燃煤的涡流燃烧器能够在正常使用条件下使NOx排放量降低40%～50%,并具有适应煤种变化能力强,适应机组负荷变化能力强,燃烧效率高等优点。本文介绍了MBEL燃烧器的相关基本原理及实际应用情况,利用Pro/Engineer软件,建立了燃烧器内部结构完整真实的三维几何模型,以STAR-CD等软件为基础建立了燃烧器内部流动的数值分析平台,用数值模拟的方法,对该轴向涡流燃烧器的流场进行了数值计算分析,得到了燃烧器气流流场的详细数据参数,结果显示对轴向涡流燃烧器进行的计算分析结果与实验吻合较好。 利用建立的计算分析系统研究该燃烧器的流动特点,根据燃烧器目前在火力发电厂实际运行中存在的一些问题,可以对其结构提出改造建议,对其运行参数调整提出改进方案,使之在实际应用中能更好发挥效能,克服缺点。同时,在进一步完善计算模型的基础上可以分析低污染排放的机理,并为合理地控制燃烧器气流流场提供参考依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 燃烧器数值模拟研究的背景及意义
• 1.3 本文的工作内容
• 2 MBEL燃烧器基本原理及实际应用
• 2.1 燃烧器的相关基本原理
• 2.1.1 电站锅炉的煤粉燃烧
• 2.1.2 燃烧器
• 2.1.3 旋转射流
• 2.1.4 常用的涡流燃烧器
• 2.1.5 涡流燃烧器的布置方式
• 2.1.6 涡流燃烧器的运行参数
• 2.2 MBEL轴向涡流燃烧器的概况及其在华能大连电厂的实际应用
• 2.2.1 MBEL轴向涡流燃烧器的研发
• 2.2.2 MBEL轴向涡流燃烧器说明
• 2.2.3 MBEL轴向涡流燃烧器在华能大连电厂实际应用
• 3 三维造型软件Pro/E功能简介及燃烧器三维造型的建立
• 3.1 三维造型软件Pro/E的功能简介
• 3.2 燃烧器三维造型的建立
• 4 网格生成技术和燃烧器网格生成
• 4.1 计算流体力学中网格生成技术
• 4.1.1 分区对接网格
• 4.1.2 分区重叠网格
• 4.1.3 非结构网格
• 4.1.4 自适应笛卡尔网格
• 4.2 STAR-CD强大的网格生成功能
• 4.3 燃烧器内流场的网格生成
• 4.3.1 Pro-am生成的燃烧器内流场网格
• 4.3.2 ICEM生成的燃烧器内流场网格
• 5 湍流的数值模拟
• 5.1 基本方程的建立
• 5.1.1 连续方程
• 5.1.2 动量方程
• 5.1.3 能量方程
• 5.1.4 粘性流体的N-S方程
• 5.2 数值计算方法
• 5.3 湍流模型
• 5.4 计算边界条件
• 6 燃烧器流场的数值模拟与分析
• 6.1 燃烧器内部流场流动分析
• 6.1.1 一次风流道内气流流动特征分析
• 6.1.2 二次风流道内气流流动特征分析
• 6.1.3 三次风流道内气流流动特征分析
• 6.2 燃烧器出口流场的流动分析
• 6.3 改变二次风风口尺寸后的计算结果分析
• 6.4 去掉锥体底部分流板后的计算结果分析
• 7 全文工作总结与展望
• 7.1 全文主要工作
• 7.2 结论
• 7.3 相关工作的展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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