微油点火燃烧器的数值模拟和应用研究

论文摘要

微油点火技术是我国“十五”期间在全国范围内重点推广的新型节能减排技术,它能够大量减少锅炉在冷态点炉和低负荷稳燃时的用油量。本文依据微油点火技术的基本原理,把研究内容总体上划分为四个部分:燃油雾化、油滴燃烧、煤粉浓缩、分级引燃;然后分别对这四个部分进行了数值模拟和优化设计,并在雾化喷嘴设计参数、油燃烧器配风方式、煤粉浓缩器角度等方面得出了一些结论。作者采用了实验台1:1热态点火试验和FLUENT数值模拟相结合的研究方法。本文以辽宁中电投阜新某电厂350MW机组的微油点火改造为背景,全面分析了实际应用情况。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 我国石油资源面临着严峻的形势
• 1.2 电站煤粉锅炉耗油巨大
• 1.3 节油点火技术现状
• 1.3.1 等离子无油直接点火燃烧器
• 1.3.2 激光加热点燃煤粉技术
• 1.3.3 电加热多级无油直接点火燃烧器
• 1.3.4 液化气点火燃烧器
• 1.3.5 气化小油枪微油点火技术
• 1.4 气化小油枪微油点火技术简介
• 1.4.1 气化小油枪微油点火原理
• 1.4.2 微油量气化燃烧技术
• 1.4.3 多级点火燃烧能量逐级放大技术
• 1.5 本论文研究的内容
• 第二章 煤粉燃烧理论的分析研究
• 2.1 煤的着火和燃烧特性分析
• 2.1.1 常规特性指标
• 2.1.2 非常规实验室指标
• 2.2 影响煤粉气流着火的因素分析
• 2.2.1 一次风量和风速
• 2.2.2 煤粉细度
• 2.2.3 煤粉气流的初温
• 2.2.4 煤粉浓度
• 第三章 煤粉燃烧器流动、传热及燃烧数学模型
• 3.1 紊流模型
• 3.2 挥发份热解模型
• 3.3 焦炭燃烧模型
• 3.4 液滴的破碎和雾化模型
• 3.4.1 破碎模型
• 3.4.2 碰撞模型
• 第四章 内混式双流体柴油雾化喷嘴及油燃烧器的模拟研究
• 4.1 油雾化的必要性
• 4.2 内混式空气雾化喷嘴简述
• 4.3 模拟方案
• 4.3.1 进气孔直径的影响
• 4.3.2 进气孔数目的影响
• 4.3.3 气液交角的影响
• 4.3.4 混合室出气孔数目的影响
• 4.4 模拟结果分析
• 4.4.1 进气孔直径
• 4.4.2 进气孔数目
• 4.4.3 气流交角
• 4.4.4 出气孔数目
• 4.5 泡沫一气动三次雾化喷嘴设计
• 4.5.1 设计原则
• 4.5.2 结构特点
• 4.5.3 气泡雾化孔的计算
• 4.6 油滴的燃烧
• 4.6.1 油燃烧器的数值模拟
• 4.6.2 油燃烧器的性能比较
• 4.7 本章小结
• 第五章 气化小油枪燃烧器内煤粉浓缩器的数值模拟
• 5.1 煤粉浓缩器简介
• 5.2 正交设计法
• 5.3 单级浓缩导向块的模拟研究
• 5.3.1 模拟方案的选取
• 5.3.2 数据分析
• 5.3.2.1 煤粉浓度数据分析
• 5.3.2.2 阻力损失、浓淡风量比和L 值的数据分析
• 5.3.2.3 优化方案的煤粉浓度分布
• 5.4 多级浓缩装置的模拟研究
• 5.4.1 模拟方案的选择
• 5.4.2 数据分析
• 5.4.3 导向块的设计
• 5.4.4 最优方案的煤粉缩浓效果
• 5.5 单级浓缩和多级浓缩的比较和应用
• 5.5.1 比较
• 5.5.2 应用
• 5.6 结论
• 第六章 CRF炉的试验研究和数值模拟
• 6.1 热态煤粉燃烧实验台
• 6.1.1 实验台简介
• 6.1.2 实验台系统
• 6.1.3 工作流程
• 6.1.3.1 一次风系统
• 6.1.3.2 燃油系统
• 6.1.3.3 压缩空气系统
• 6.1.3.4 高压风系统
• 6.1.3.5 燃烧及除尘系统
• 6.1.3.6 监控系统
• 6.1.4 设备选型
• 6.2 试验煤种
• 6.3 试验研究
• 6.3.1 着火特性试验
• 6.3.1.1 一次风速对煤粉着火特性的影响
• 6.3.1.2 煤粉浓度对煤粉着火特性的影响
• 6.3.1.3 小油量气化直接点燃煤粉燃烧器最低点火能量试验
• 6.3.2 贫煤点火实验
• 6.4 CRF 炉的数值模拟
• 6.4.1 模型的选取
• 6.4.2 模型的设计参数
• 6.4.3 CRF 锅炉的数值模拟结果
• 6.4.4 数值模拟结果的分析与比较
• 第七章 辽宁某电厂#4炉微油点火改造
• 7.1 机组和锅炉设备概况
• 7.1.1 锅炉主要参数
• 7.1.2 燃烧系统
• 7.1.3 制粉系统
• 7.1.4 燃煤特性
• 7.2 系统设计
• 7.3 锅炉点火情况分析
• 7.3.1 升温升压曲线
• 7.3.2 煤粉燃烧效率实验
• 第八章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 论文发表