等离子燃烧器结构特点和运行特性的研究

论文摘要

由于等离子点火技术有高效、经济、环保、简单和安全的优点,所以它的普及已经成为现代电站锅炉燃烧技术发展的一个趋势。本文对等离子燃烧器的结构特点和着火特性进行了研究。文章以DLZ-200型等离子发生器为例介绍了等离子燃烧器的结构和燃烧理论；然后在给定煤种和功率的情况下通过计算确定了燃烧器的结构参数；最后,对燃烧器结构参数进行了数值模拟验证,并分析了一次风速、煤粉浓度、不同煤种对等离子燃烧器着火的影响规律。研究结果将为等离子燃烧器结构参数的选取和运行特性的优化提供参考和依据。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 等离子点火技术在国内外的研究状况
• 1.3 等离子发生器的数值模拟研究状况
• 1.4 等离子体射流数值模拟研究状况
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 等离子燃烧器中煤粉的燃烧理论和数学模型
• 2.1 等离子燃烧器系统的构成
• 2.1.1 等离子发生器
• 2.1.2 等离子燃烧器
• 2.2 等离子燃烧器的燃烧理论
• 2.2.1 等离子体弧的加热特性
• 2.2.2 等离子弧的速度特性
• 2.2.3 等离子弧的伏-安特性
• 2.2.4 等离子弧的稳定特性
• 2.2.5 等离子体的促燃特性
• 2.3 煤粉燃烧的数学模型
• 2.3.1 基本控制方程
• 2.3.2 湍流流动模型
• 2.3.3 湍流气固两相流动模型
• 2.3.4 气相湍流燃烧模型
• 2.3.5 煤粉燃烧模型
• 2.3.5.1 挥发分热解模型
• 2.3.5.2 焦炭的燃烧模型
• 2.3.6 辐射换热模型
• 2.3.7 数值求解方法
• 第三章 燃烧器结构的计算
• 3.1 阳极喷口等离子体温度的估算
• 3.1.1 等离子弧的能量转换
• 3.1.2 等离子发生器阳极出口等离子体温度的估算
• 3.2 一级燃烧筒结构的确定
• 3.2.1 等离子体点燃煤粉能耗的估算依据
• 3.2.2 被点燃煤粉混合物的物性参数
• 3.2.3 等离子燃烧器一级燃烧筒结构的确定
• 3.3 二、三级煤粉量分配与二、三级燃烧筒长度的确定
• 3.3.1 二级燃烧筒内被点燃煤粉量和二级燃烧筒筒径的估算
• 3.3.1.1 等离子燃烧器二级燃烧筒点燃煤粉量的确定
• 3.3.1.2 煤焦着火温度的计算
• 3.3.1.3 二级燃烧筒内煤粉着火热的确定
• 3.3.2 三级燃烧筒内被点燃煤粉量和三级燃烧筒筒径的估算
• 3.4 总结
• 第四章 对燃烧器着火特性的数值模拟
• 4.1 等离子燃烧器最佳浓缩环结构的确定
• 4.1.1 一级燃烧筒内不同浓缩环结构的数值模拟
• 4.1.2 等离子燃烧器一级燃烧筒结构的确定
• 4.2 对等离子燃烧器二级燃烧筒和三级燃烧筒结构的确定
• 4.3 等离子燃烧器多级着火特性的数值模拟
• 4.4 不同工况参数对等离子燃烧器着火状况的影响
• 4.4.1 一次风速对等离子燃烧器燃烧状况的影响
• 4.4.2 煤粉浓度对等离子燃烧器燃烧状况的影响
• 4.4.3 煤质变化对等离子燃烧器燃烧状况的影响
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文和参加科研情况