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1、内循环流化床冷渣器内颗粒混合特性数值模拟摘要本文分析了目前国内普遍使用的各种循环流化床锅炉冷渣器的特点，并且根据国内冷渣器的使用现状，选用简化的冷渣器模型作为研究对象，采用数值模拟计算方法，利用计算流体动力学(CFD)的FLUENT软件对渣器进行研究。针对冷渣器内的气固两相流体动力特性，文中选用欧拉模型并结合颗粒动力学理论，研究冷渣器内颗粒流动与混合特性以及颗粒在冷渣器内的循环流动规律等;最后将计算结果与实验结果进行分析、比较和修正。研究结果表明:此模型能够较好地反映冷渣器内部的气固两相流体动力特性，该研究
2、结果为冷渣器结构的优化设计提供了可靠的依据，所得的数据和运行规律为冷渣器的可靠运行提供参考依据和操作指导。关键词：循环流化床冷渣器数值模拟气固流动CirculatingFluidizedBedAshCoolerNumericalSimulationofParticleMixingABSTRACTItanalyzesthefeaturesofmanykindsofslagcoolerofcommonlyusedCirculatingFluidizedBed(CFB)boilers,andaccordingto
3、thedomesticuseofslagcoolerstatus,usesasimplifiedmodelofslagcoolerastheresearchobject.ThemethodofNumericalsimulationandFLUENTsoftwareofCFDwasusedtoresearchslagcooler.Forthefluiddynamiccharacteristicsofthegas-solidinslagcooler,ittakesEulerianmodelcombinedwit
4、hthekinetictheoryofgranularflow(KTGF)toresearchtheflowandmixingcharacteristicsandcirculationflowpatternoftheparticleintheslagcooler.Finally,theresultsshowthatthismodelcanreflectgas-solidflowcharacteristicswellintheslagcoolerthroughcomparingcalculatedresult
5、swithexperimentalresults.Theresultswouldprovideareliablebasisfortheoptimizationofthestructureofslagcooler,thedatesandoperationdisciplinewouldprovidereferenceparametersandoperationalguidanceforcredibleworkingofslagcooler.KeyWords:CFBboiler;slagcooler;numeri
6、calsimulation;gas-solidflow第一章引言1.1选题背景和意义能源工业是支撑国民经济可持续发展的基础性行业，关系到社会生产、人民生活和国家安全。进入二十一世纪以来,我国的工业化与城市化进程加快,能源需求正以前所未有的速度增长。“七五”、“八五”、“九五”三个计划期,我国能源消费量年均增长速度分别是6.5%,6.0%，-0.07%,能源消费弹性系数始终小于“1”。进入“十五”以后,能源消费速度开始加快,并且逐步超过同期国内生产总值的增长速度,平均能源消费增长速度和平均能源消费弹性分别达到
7、10%和1.05。2003年、2004年能源消费弹性系数高达1.53和1.59。2005年能源消费量为22.33亿吨标煤,是2000年的6倍,能源消费绝对量增长了8.5亿吨标煤。其中,煤炭消费增长了64%,石油消费增长了45%,电力消费增长了85%[1]。作为燃煤排放主要污染物的CO2导致全球的气候变暖，造成温室效应，SO2带来全球大面积的酸雨，导致植被破坏等严重危害，这些均已引起全人类的关注[2-5]。我国每年排入大气的87%的SO2和67%的NOX均来自煤的直接燃烧[6]，由此可见，煤的高效率、低污染燃
8、烧技术对社会的可持续发展具有重要的意义。循环流化床燃烧技术是近40年发展起来的一种高效、低成本的清洁燃烧技术，也是目前商业化程度最好的洁净煤燃烧技术，发展迅速。它具有以下几个优点：（1）燃烧效率高，接近或达到同容量煤粉锅炉的效率水平；（2）燃料适应性强，不仅可以燃用烟煤等优质煤，而且可燃用各种劣质燃料，如褐煤、贫煤、洗中煤、泥煤、石焦油甚至工业废弃物和城市垃圾等；（3）符合调节比宽，在25%的额定负荷下仍能稳定燃
