锅炉燃料混烧特性.研究与燃烧过程数值模拟

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1、辽宁科技大学硬士论文主要符号说明符号口”一4rBp毋CpG，DpGhHdr，足，竹M耐NdrDd，‘P，gQHP，．p．4r主要符号说明物理意义过量空气系数收到基灰分煤粉消耗量高炉煤气消耗量比热收到基碳元素含量直径作用力焓值收到基氢元素含量辐射强度湍流动能质量空干水分收到基氮元素含量收到基氧元素含量压力燃料不完全热损失煤收到基低位发热量IV辽宁科技大学硕士论文主要符号说明锅炉总吸热量高炉煤气发热量守恒方程源项时间速度分量干燥无灰基挥发份含量坐标分量湍流耗散或发射率动力粘性系数密度玻尔茨曼常数通用常量扩散系数辐射温度收到基于燥无灰基有效的颗粒平均脉动V鲐鲰s，M匆脾。声p口毋厂艮际甜矽∥

2、．搛一绋鲰s，川‰圳。声p口毋厂艮确甜耐∥尹哳一独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得辽宁科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料，与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名-煮丞亟日期：——关于论文使用授权的说明本人完全了解辽宁科技大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅：学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保

3、存论文。．(保密的论文在解密后应遵守此规定)辽宁科技大学硕士论文第1章绪论1．1课题研究背景第1章绪论随着经济和科学技术的发展，工业的不断进步，伴之而来的全球性能源危机和环境污染问题也日益突出，人类可利用的能源正加速枯竭，人类生活环境正急剧恶化。这不仅迫使人类寻求开发新能源，而且应重视二次能源的再利用。我国是世界上钢铁生产大国之一，钢铁产量由原来每年的1．2亿吨猛增到4亿吨以上。钢铁产量的增加必将导致高炉煤气(BFG)、焦炉煤气(C06)及转炉煤气(LDG)等副产煤气的大幅增加，副产煤气约占钢铁企业能源总收入的30％～40％，约占全行业能源的12％，这些副产品煤气都是良好的二次能源。其

4、中焦炉煤气和转炉煤气热值高、可燃性好，利率较高。高炉煤气由于热值较低、燃烧不稳定，利用率较低，煤气热值及发生量如表1．1所示【11，【21。然而，高炉煤气在钢铁企业中产量巨大，每炼～吨生铁可以得到高炉煤气3500～4000m3，我国目前高炉煤气发生量已经高达3×10”m3。由于高炉煤气产量高、利用率低，放损量居高不下。据1995年统计，重点钢铁企业和地方骨干钢铁企业，高炉煤气的放损总量约240万吨，若按每吨标煤500元计算，折合人民币12亿元，这既浪费了能源又污染了环境。因此，要加强高炉煤气的利用，使之变废为宝，为企业带来良好的经济效益和社会效益，提高企业在市场中的竞争力，是每个企业必

5、须考虑的问题【l】。表1．1煤气热值及发生量Tab．1．1Gasheatingvalueandinvolume二十世纪90年代以来，随着全球环保意识的增强，我国国民经济的迅速发展，我国开始对燃料政策进行调整，为改善大中型城市的环境污染和大气质量，提高高炉煤气的利用率，各级政府开始鼓励钢铁联合企业自辽宁科技大学硕士论文第1章绪论备电厂燃用高炉煤气发电。高炉煤气发电技术的出现，大大提高了高炉煤气的利用率，开辟了高炉煤气合理利用的新思路。一直以来钢铁企业的自备电厂都以燃煤为主，这大大增加企业的生产成本。不仅如此，燃煤为主的能源政策也是造成环境污染和空气质量下降的重要原因。改用高炉煤气进行发电

6、，不仅可以降低企业的生产成本，优化企业的能源结构，还可以大大减少了污染物的排放。因而，以高炉煤气为燃料的锅炉在钢铁企业白备电厂中的应用越来越广泛，高炉煤气发电技术也得到了很快地发展pJ。但高炉煤气锅炉在实际生产中还存在着燃烧不稳定、热效率低、安全性差等问题。由于锅炉内部的物化过程复杂，因此对锅炉进行理论分析存在一定的困难。随着计算机技术的应用和发展，从二十世纪七八十年代开始，计算机模拟技术得到飞速发展。以此为基础的数值模拟日益成为各国能源动力领域研究锅炉炉内燃烧过程的重要手段【4J。，．综上所述，通过CFD软件对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内燃烧过程进行模拟，有利于了解混烧锅炉炉内的燃烧特

7、性，解决现场存在的问题，对进一步发展气．固两相流燃烧的数值模拟技术和高炉煤气发电技术有着重要意义。’1．2高炉煤气成分、燃烧特性及强化燃烧1．2．1高炉煤气成分高炉煤气是高炉中焦炭部分燃烧和铁矿石还原作用产生的可燃气体15]，其主要可燃成分中CO均占总容积的20％～30％，还含有极少量的H2和CH4，同时含有近55％的不可燃气体N2，具体成分见表1．2。因此，高炉煤气属于超低发热量的气体燃料(发热量在4186．8～6280．2KJ／m3为低热量