【摘 要】
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中小型锅炉由于烟尘和污染物的排放难以满足环保标准的要求,且效率低下,不可避免将被淘汰或改造。水煤浆燃烧技术是一种相对洁净的煤燃烧技术,将水煤浆燃烧技术用于中小型锅炉的改造,将会极大的减少烟尘和污染物的摊放,尤其对于燃油锅炉,不需要对原有锅炉的主体结构进行大的变动,因此水煤浆燃烧技术是中小型锅炉改造的首选。本文以FLUENT6.3.26为计算平台,以某公司的水煤浆蒸汽锅炉为研究对象,采用多场耦合的数
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中小型锅炉由于烟尘和污染物的排放难以满足环保标准的要求,且效率低下,不可避免将被淘汰或改造。水煤浆燃烧技术是一种相对洁净的煤燃烧技术,将水煤浆燃烧技术用于中小型锅炉的改造,将会极大的减少烟尘和污染物的摊放,尤其对于燃油锅炉,不需要对原有锅炉的主体结构进行大的变动,因此水煤浆燃烧技术是中小型锅炉改造的首选。本文以FLUENT6.3.26为计算平台,以某公司的水煤浆蒸汽锅炉为研究对象,采用多场耦合的数值模拟方法研究了炉膛内的燃烧和传热特性。
首先,应用GAMBIT2.4软件,在对炉膛底部、炉拱和燃烧器结构合理简化的基础上,建立了水煤浆燃烧锅炉炉膛的3维物理模型,并采用区域分割法,以六面体结构网格为基础,对炉膛建模区域进行网格划分,并对温度和燃烧反应剧烈的区域进行网格加密。根据水煤浆燃烧的特点,将空气定义为连续相,水煤浆中的水分和煤粉分别都定义为离散相,并充分考虑了水煤浆的雾化特点和水的汽化吸热对温度场的影响。模拟数据结果与实际运行数据偏差在±10％以内,符合较好。
随后,详细地模拟了一二次风量配比、二次风旋流强度和过量空气系数等操作参数对炉内水煤浆的燃烧、温度分布和换热的影响。通过后处理软件,直观地显示出了不同条件下炉内的温度分布、速度分布、压力分布、速度矢量、组分分布以及煤粉和液滴颗粒运动轨迹,在此基础上,进一步研究了不同操作参数下炉内能量的利用水平。研究结果表明,当一二次风量配比为3∶7,二次风旋流强度为1.33,过量空气系数为1.2时,该水煤浆锅炉炉膛内可以达到良好的燃烧状态,且能量利用也能达到较高水平。这些研究成果将为同类型锅炉的改造和运行提供参考依据。
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