燃烧理论基础

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1、O2/CO2燃烧方式下300MW煤粉锅炉设计硕士学位论文答辩主要内容选题背景及论文的主要工作1O2/CO2燃烧锅炉的整体布置4高CO2浓度烟气的对流换热特性3高CO2浓度烟气的辐射换热特性2O2/CO2燃烧煤粉锅炉的热力计算5结论与展望621选题背景及论文的主要工作温室效应全球变暖CO2化石燃料燃烧燃煤电厂选题背景及其意义3碳的隔离处理被认为是减少温室气体在大气中聚集的最好办法之一，从化石燃料的燃烧过程中捕集并存储CO2成为备受关注的解决方法，并且这项技术可以在不对能源供给结构作大的改动的情况下广泛应用。有三种针对大容量发电机组进行CO2捕捉

2、的可行性方案，即燃烧前碳氢化合物转化技术、O2/CO2燃烧技术、燃烧后CO2化学吸收技术。三者都有其适用的领域，但目前对于燃煤电厂大型锅炉而言，O2/CO2燃烧技术更具有优势。4图1-1O2/CO2燃烧电厂原理图5国内外研究者对该气氛下煤的燃烧特性特性、火焰辐射特性、现有锅炉改造技术等等作了大量的研究工作。诸多研究表明O2/CO2技术是可行的，并且很多国家都建立了O2/CO2燃烧示范电站，也有筹建中的商业化电站。但目前还没有具体锅炉改造数据出现。本论文做了以下几个方面的工作：1.高CO2浓度烟气的辐射特性研究2.高CO2浓度烟气的对流换热特性

3、研究3.O2/CO2燃烧锅炉的整体布置4.O2/CO2燃烧锅炉的热力计算通过热力计算，以期可以设计出合理的、满足要求的300MW电站煤粉锅炉。6主要内容选题背景及论文的主要工作1O2/CO2燃烧锅炉的整体布置4高CO2浓度烟气的对流换热特性3高CO2浓度烟气的辐射换热特性2O2/CO2燃烧煤粉锅炉的热力计算5结论与展望67在O2/CO2燃烧气氛下，烟气中CO2的体积份额达到百分之九十左右，辐射换热的比例大大增加。国内外很多研究者对此作了大量的工作，但还没有出现针对锅炉进行具体计算分析的文献。考虑到三原子气体对烟气辐射的重要影响以及试验、锅炉设

4、计等的需要，因此有必要对烟气的辐射特性进行研究。2高CO2浓度烟气的辐射换热特性8气体辐射模型光谱法逐线计算法谱带模型法窄谱带模型法宽谱带模型法——指数宽谱带模型灰气体加权和模型工程中二氧化碳、水蒸气辐射特性的计算霍太尔线算图三原子气体辐射减弱系数计算公式莱克纳（Leckner）公式9出于对计算的繁琐性和准确性的综合考虑，这里选用灰气体加权和、莱克纳公式和指数宽谱带三种模型，来讨论二氧化碳的浓度变化在不同情况下对二氧化碳气体发射率的影响。1.在小辐射层厚度（S=1m）情况下图2-1（S=1mT=1000K）图2-2（S=1mT=1500K）图

5、2-3（S=1mT=2000K）高CO2浓度烟气辐射特性的计算结果及分析102.在大辐射层厚度（S=10m）图2-4（S=10mT=1000K）图2-5（S=10mT=1500K）图2-6（S=10mT=2000K）113.单个模型比较图2-7WSGGM计算结果图2-8Leckner数学式计算结果图2-9指数宽带模型计算结果12利用灰气体加权和、Leckner数学式以及指数宽带模型，通过对二氧化碳气体不同情况下的计算结果比较，可以得到以下结论：1.在一定压力和辐射层厚度下，温度升高，CO2的发射率降低；2.在一定压力和温度下，辐射层厚度增加，

6、CO2的发射率增加；3.在一定压力、温度和辐射层厚度下，浓度增加，CO2的发射率增加。结论13主要内容选题背景及论文的主要工作1O2/CO2燃烧锅炉的整体布置4高CO2浓度烟气的对流换热特性3高CO2浓度烟气的辐射换热特性2O2/CO2燃烧煤粉锅炉的热力计算5结论与展望614在O2/CO2气氛下，烟气成分所占份额发生了很大变化，对流放热系数不能采用常规方法按标准烟气进行查图求值。根据烟气成分的物性按照公式进行计算，就需要知道O2/CO2气氛下烟气的组分以及各组分的物性参数。由于气氛的改变不会影响混合烟气的组成，而只改变各气体所占份额，计算时烟

7、气成分按三原子气体、水蒸气、氮气（由燃料燃烧产生）和氧气（过量助燃剂剩余氧量）计算。3高CO2浓度烟气的对流换热特性15这里以横向冲刷顺列管束为例，来说明对流换热的计算。横向冲刷顺列管束的对流放热系数的计算公式如下：式中Cs和Cn为结构修正系数，由换热器的形式和结构决定，在换热器一定的情况下可视为不变；由计算公式可以看出，对流放热系数与气体的导热系数λ、动力粘度μ、定压比热cp、密度ρ和普朗特数Pr有直接关系。烟气为混合气体，混合气体的物性数据可由各组成单一气体的物性数据计算得到。下面就来计算相关参数：161.烟气的导热系数λ气体的导热性主要

8、是指分子运动时的能量传递，与粘度、热容有关。迄今为止提出了许多关于低压下混合气体导热率的计算式，但其中多数均可化成Wassiljewa方程的基本形式。1904年A.