生物质颗粒燃料燃烧数值模拟

• 作 者: 王丹
• 发表日期: 2008年期
• 关键词: 生物质颗粒 试验锅炉 燃烧 数值模拟

生物质成型燃料直接燃用是世界范围内解决生物质高效,洁净化利用的一个有效途径,有利于实现能源节约和能源结构的调整,缓解温室效应。然而目前我国对生物质成型燃料燃烧所进行的理论和应用研究很少,还没有性能优良的生物质成型燃料专用锅炉。本文选用生物质颗粒燃料试验锅炉为研究对象,利用流体分析软件STAR-CD进行炉内冷态和热态的数值模拟。本文通过一些必要的简化和假设,选用了合理的气体湍流流动模型、气固两相流动模型、挥发分析出模型、碳颗粒燃烧模型和气体燃烧模型,对炉内的速度场、温度场、压力场和组分浓度场进行分析研究。由于成型燃料的燃烧主要是挥发分的燃烧,为了使燃料能在燃烧过程中实现完全燃烧,重要的措施是实现合理配风下的控温燃烧,从而保证燃烧过程中挥发分的析出速度相对平稳,对燃烧速度和状态产生均衡的影响。因此本文重点模拟了三种通风工况并进行比较,从而得到相对合理的通风工况。最后,本文将模拟结果与试验结果进行比较,基本吻合,说明本文所选用的模型大体合适。本文通过计算机,利用CFD技术,找出了适合模拟生物质颗粒燃料试验锅炉的数值模拟方法。数值模拟作为锅炉炉内过程一种重要的研究手段,它能对所设计的锅炉进行特性分析和变工况分析,为锅炉的设计、运行和改造提供重要的参考依据,从而达到优化设计的目的。