撞擊預(yù)燃室煤粉燃燒器氣固兩相流研究及燃燒模擬.pdf

1、燃燒器作為鍋爐燃燒的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)鍋爐著火和安全穩(wěn)定運(yùn)行起著重要作用。本文研究的撞擊預(yù)燃室煤粉燃燒器旨在解決現(xiàn)行燃燒器的劣質(zhì)煤難燃、煤種適應(yīng)性窄、低負(fù)荷運(yùn)行不穩(wěn)定和污染物生成量高等問(wèn)題。
　　本文針對(duì)撞擊預(yù)燃室煤粉燃燒器，通過(guò)實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬的方法，研究了燃燒器射流的氣固兩相流流動(dòng)特性，從流場(chǎng)分布、濃度場(chǎng)分布及粒子運(yùn)動(dòng)軌跡等角度對(duì)燃燒器原始模型氣固兩相流特性進(jìn)行優(yōu)化，并模擬研究了優(yōu)化后模型的燃燒特性。
　　本文依據(jù)冷態(tài)?；碚摻?/p>

2、立了燃燒器的原始模型結(jié)構(gòu)并設(shè)計(jì)完善了撞擊預(yù)燃室燃燒器氣固兩相流冷態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，在此實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)上研究了燃燒器的冷態(tài)流場(chǎng)和顆粒濃度場(chǎng)。研究表明，該燃燒器二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)切向角度30°、軸向角度45°的原始模型“飛邊”嚴(yán)重。
　　基于FLUENT軟件平臺(tái)，對(duì)冷態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的撞擊預(yù)燃室煤粉燃燒器數(shù)值建模并劃分網(wǎng)格，通過(guò)模擬不同的 k-ε湍流模型并對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，Realizable k-ε模型能夠?qū)θ紵鞯臍怏w流動(dòng)和顆粒濃度進(jìn)行正確描述。研究發(fā)現(xiàn)，

3、撞擊預(yù)燃室燃燒器氣固兩相流特性不合理的主要原因是由于二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度過(guò)大造成的。為優(yōu)化該燃燒器氣固兩相流特性，本文模擬了不同二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度下的燃燒器出口流場(chǎng)分布、濃度場(chǎng)分布及粒子運(yùn)動(dòng)軌跡。研究表明，燃燒器的氣固兩相流特性與二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)的切向角度和軸向角度有密切的關(guān)系。隨著切向角度的減小，旋流強(qiáng)度減小，擴(kuò)展角減小，氣流的卷吸能力減小，射流長(zhǎng)度增加，“飛邊”現(xiàn)象消除。二次風(fēng)軸向角度主要影響旋流氣體的剛性，對(duì)旋流氣體的旋流強(qiáng)度和回流區(qū)影響不大。二

4、次風(fēng)軸向角度越小，氣流貫穿能力越強(qiáng)，射流長(zhǎng)度越大。
　　燃燒器數(shù)值模擬優(yōu)化結(jié)果表明，燃燒器二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)切向角度5°、軸向角度20°時(shí)，燃燒器的流場(chǎng)分布及粒子運(yùn)動(dòng)軌跡最合理，旋流氣體卷吸高溫?zé)煔獾筋A(yù)燃室根部，外回流區(qū)卷吸四周的煙氣保持穩(wěn)定燃燒，煤粉粒子在主旋流區(qū)附近運(yùn)動(dòng)。
　　基于FLUENT軟件平臺(tái)，本文進(jìn)一步對(duì)優(yōu)化結(jié)構(gòu)條件下（二次風(fēng)進(jìn)風(fēng)角度為5°和20°）的燃燒特性進(jìn)行研究。研究表明，撞擊預(yù)燃室燃燒器的煤粉燃燒分為兩個(gè)階段，