基于三次配风生物质颗粒直燃燃烧器数值模拟

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文基于三次配风生物质颗粒直燃燃烧器数值模拟研究生：王浩指导教师：丁宁副教授2014年11月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterThenumericalsimulationofbiomassparticledirect-firedburnerbasedonthreetimeswiththewindCandidate:WangHaoSupervisor:Prof.DingNingNovember,2014

2、杭州电子科技大学硕士学位论文摘要能源问题越来越受到社会的关注，生物质燃料作为一种新型的燃料，与传统化石燃料相比其具有可再生性这一优点，而从环境方面讲，生物质燃料燃烧所排放的NOX、SO2等污染物含量较低，并且实现了CO2的零排放，这有效的减缓温室效应并改变能源结构的特性。而目前关于生物质锅炉燃烧方面的研究还较少，很多研究还不是很完善，本文通过数值模拟的方法，结合实验对生物质锅炉燃烧的一些特性进行了研究。本文对某公司现有的生物质锅炉进行测试，在合理假设的基础上，通过建立湍流模型、传热模型和颗粒跟踪等模型，利用FLUENT软件

3、对锅炉内部的燃烧特性进行了数值模拟。对模拟结果中，生物质锅炉的温度场和组分分布进行了分析，在炉膛内，炉内温度场略呈菱形，并在出料口下方存在一定的倾斜，一次风和二次风的作用下，使得两相流沿烟气出口处射出，使得烟气出口处温度较高，容易结焦，而在炉膛内部的火焰充满度不高，燃烧区域靠上，炉膛上部容易烧坏；在烟气出口附近，由于靠近主燃烧区域，温度较高，特别是靠近出口上方，温度比炉膛内的部分区域还要高，此时温度达到1450k到1550k，数值模拟结果为1500k与实验测得的最高温度较吻合。本研究分析了某公司现有的生物质锅炉炉内的空气动

4、力特性和生物质颗粒燃烧特性，数值模拟结果与实验数据吻合得较好；针对原有锅炉的烟气出口温度较高，不利于充分燃烧，且主燃区靠近锅炉上部，不利于空间利用等的问题，提出了在烟气出口处布置三角切圆的三次风方法和在炉膛中部布置四角切圆的三次风方法，来改变燃烧区域的流场分布和主分场分布，并对数值模拟结果进行了分析，改造后的模型对比原有模型皆有所改进，其中四角切圆模型的改造对原有模型的改造较为明显，流场分布更为合理，为今后同类生物质锅炉的改造和运行提供了一定的理论基础。关键词：生物质燃烧，数值模拟，四角切圆燃烧--I杭州电子科技大学硕士学

5、位论文ABSTRACTEnergyisagrowingconcernofsociety.Biomassfuelsasanewfuel,comparedwithtraditionalfossilfuelswhichhastheadvantageofrenewable.Whilespeakingfromtheenvironmentalaspects,biomassfuelcombustionhaslowllevelsofNOxemissions,lowerlevelsofpollutantssuchasSO2,andtoach

6、ieveazeroCO2emissions,whicheffectivelyslowsdownthegreenhouseeffectandchangesthecharacteristicsoftheenergymix.Thecurrentresearchonbiomassburningboilerisalsoless.Thepaperisthatsomeofthecharacteristicsofbiomassburningboilerswerestudiedbynumericalsimulationmethodandex

7、periments,.Inthispaper,aexistingbiomassboilerwastesting,basedonreasonableassumptions,throughtheestablishmentofturbulencemodel,heattransfermodelandparticletrackingmodel,usingFLUENTsoftwareinsidetheboilercombustioncharacteristicsweresimulated.Effectonthesimulationre

8、sults,thebiomassboilertemperatureandcompositiondistributionwereanalyzedinthefurnace.Thefurnacetemperaturefieldslightlydiamond,andthereisacertaininclinat