循环流化床锅炉燃烧系统数值模拟及优化研究

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1、分类号：学校代码：10128UDC：学号：20151100313硕士学位论文学生类别：全日制学术型硕士研究生学位名称：控制科学与工程论文题目：循环流化床锅炉燃烧系统数值模拟及优化研究英文题目：Numericalsimulationandoptimizeresearchofcombustionsystemofcirculatingfluidizedbedboiler学生姓名：门冠华导师姓名：张嘉英副教授二〇一八年六月内蒙古工业大学硕士学位论文摘要循环流化床锅炉以其污染物排放量低、燃烧效率高等特有的优点而得到重点的关注。当前

2、，发电技术以燃煤为主，而循环流化床作为一种新洁净煤的燃烧技术，近些年得到很好的发展。在设计大型循环流化床锅炉前必须要清楚地掌握炉内的流动、温度分布等情况，用传统测量方法得到的数据有很大的局限性，这使得循环流化床锅炉大型化研究受到一定阻碍。随着计算机技术的进步与燃烧理论的完善，数值模拟已经成为了炉内燃烧过程分析的另一个重要手段。本文以东锅DG470/9.71-1型循环流化床锅炉为研究对象，进行模型搭建与标况下的燃烧数值模拟实验，根据实验结果分析所搭建的模型的合理性并进行了优化研究。首先，对循环流化床锅炉与燃烧数值模拟的国内

3、外研究现状进行了介绍。然后根据锅炉厂收集到的资料，结合自身的实际条件，对所选类型的锅炉进行模拟模型的设计与模拟参数的选取。确定了炉内反应的计算模型与输入变量，对锅炉模型进行了标准工况与输入变量改变下的燃烧数值模拟实验。实验结果阐述了锅炉燃烧时炉内的气相流动，以及温度、组分气体含量、颗粒轨迹的分布情况；分析了标况下不同参数设定对锅炉燃烧的影响情况；验证了所搭建模型燃烧数值模拟的合理性。最后，根据数值模拟结果得出的标况下最优燃烧条件范围，对模型燃烧数值模拟时的输入变量与燃料燃尽率进行多变量曲线拟合研究，确定了输入变量与燃尽率

4、的函数关系，验证了拟合公式的可行性，给出了标况下最优燃烧条件的参考值。同时对锅炉模型参数改变前后的燃料燃尽率进行对比，证实了锅炉厂对实际锅炉模型结构优化改造设计的合理性。关键词：循环流化床锅炉；锅炉建模；数值模拟；燃烧因素影响；多变量拟合I内蒙古工业大学硕士学位论文AbstractDuetoitsuniqueadvantagessuchaslowpollutionemissionsandhighcombustionefficiency,circulatingfluidizedbedboilershavereceivedt

5、hesignificantattention.Atpresent,thepowergenerationtechnologyismainlybasedoncoalcombustion,andcirculatingfluidizedbed,asanewcleancoalcombustiontechnology,hasbeenwelldevelopedinrecentyears.Beforethedesignoflarge-scalecirculatingfluidizedbedboilers,itisnecessarytog

6、raspthedistributionofflowandtemperatureinthefurnaceclearly.However,thedataobtainedbythetraditionalmeasuringmethodhasgreatlimitations,andthishashinderedthestudyoflarge-scalecirculatingfluidizedbedboilers.Withtheadvancementofcomputertechnologyandtheperfectionofcomb

7、ustiontheory,numericalsimulationhasbecomeanotherimportantmethodfortheanalysisofcombustionprocessinthefurnace.ThispapertakestheDongguoDG470/9.71-1circulatingfluidizedbedboilerastheresearchobject,andthemodelingofthemodelandthenumericalsimulationexperimentofcombusti

8、onarecarriedout.Accordingtotheexperimentalresults,therationalityoftheconstructedmodelwasanalyzedandoptimizationresearchwasconducted.First,thispaperintroducesth