高温空气无油点火技术及NO_x生成的数值模拟

论文摘要

我国是一个富煤贫油的国家,石油供应不足是影响我国能源安全突出的问题。高温空气无油点火技术是一种新型的煤粉点火技术,可用于电站燃煤锅炉点火启动和低负荷稳燃,对于电站节油具有十分重要的现实意义。本文应用数值模拟方法,对高温空气无油点火燃烧器和采用该燃烧器的锅炉炉膛进行了数值模拟研究。本文首先设计了用于高温空气点火燃烧器煤粉浓缩的六种方案,通过数值模拟对每种方案进行分析比较;其次,对高温空气无油点火燃烧器进行热态数值模拟,分析高温空气点火燃烧器的着火过程,并对原燃烧器提出了结构优化方案;同时对某电厂1号锅炉的冷态启动和30%负荷工况进行数值模拟,分析炉内的燃烧情况;最后采用改进NOx模型,利用Fluent软件用户自定义接口(UDF),对30%负荷工况下的NOx生成情况进行了预测。研究结果为高温空气点火燃烧器的设计和运行参数的优化及锅炉启动、低负荷运行提供参考和依据。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题的研究背景
• 1.2 无油点火技术介绍
• 1.3 炉内煤粉燃烧数值模拟的研究现状
• 1.4 本文的工作内容
• 第二章 高温空气无油点火技术介绍
• 2.1 引言
• 2.2 高温空气无油点火机理
• 2.3 高温空气无油点火系统
• 2.4 高温空气无油点火技术研究现状
• 2.5 本章小结
• 第三章 燃烧过程数值模拟的数学模型
• 3.1 流体流动基本控制方程
• 3.2 气体湍流流动模型
• 3.3 气固多相流动模型
• 3.4 辐射换热模型
• 3.5 气相湍流燃烧模型
• 3.6 挥发分析出模型
• 3.7 焦炭燃烧模型
• 第四章 高温空气点火燃烧器煤粉浓缩装置设计模拟
• 4.1 研究煤粉浓缩装置的意义
• 4.2 煤粉浓缩装置设计
• 4.3 设计方案的数值模拟
• 4.4 煤粉浓缩装置设计模拟小结
• 第五章 高温空气点火燃烧器热态数值模拟
• 5.1 热态数值模拟的研究对象
• 5.2 网格划分和数值模拟方法
• 5.4 燃烧器优化方案设计
• 5.5 各优化方案的数值模拟
• 5.6 本章小结
• 第六章 锅炉炉膛燃烧及NOx 污染物生成模拟
• 6.1 锅炉设备概况
• 6.2 炉膛网格划分与数值求解方法
• 6.3 锅炉启动过程数值模拟
• 6.4 锅炉超低负荷工况数值模拟
• 6.5 NOx 污染物生成数值模拟
• 第七章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间发表的学术论文