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1、-范文最新推荐-1 / 14可换向百叶窗煤粉浓缩器的结构优化研究摘要：针对现有切圆燃烧角部风箱锅炉采用微量油直接点火水平浓淡煤粉燃烧技术时，锅炉两个角的油枪(双炉膛锅炉中是 4 个角的油枪)受空间的限制只能布置在淡煤粉气流侧而无法实现锅炉有效点火以及节约燃料油潜力没有充分发挥的问题，研发了可换向百叶窗煤粉浓缩器。该浓缩器结构简单，易于调节，可在锅炉运行过程中改变浓淡煤粉气流方向，实现锅炉正常点火启动并节约燃油。对某电厂 300 MWe 锅炉下层煤粉燃烧器改造后的一次风喷口速度分布进行了测量，在点火启动工况和正常运行工况下，双向浓淡风量比满足设计要求，验证了可换向百叶窗煤粉浓缩器的可靠性。关键词
2、：百叶窗；煤粉浓缩器；可换向；点火12580 Study on Structural Optimization of Reversing Louver Coal ConcentratorAbstract：The oil guns of two corners(four corners in the double furnace）have to be arranged at fuel-lean side owing to the space constraints when the boiler combustion system combined horizontal bias combust
3、ion(HBC) technology with pulverized coal direct burning technology with small oil nozzleIt will result in the problem of invalid ignition and startup of the boiler and fuel wasteThus a novel reversing louver coal concentrator was developedThis concentrator has advantages of simple configuration, eas
4、y operation，and being able to change the direction of the fuel-rich and fuel-lean streams under the operation condition of boiler，which achieves normal ignition and startup of the boiler,and saves fue1.The primary air velocity of the improved burner outlets in a 300 MWe utility boiler was measured.T
5、he ratio of fuel-rich side and fuel-lean side air flux in the ignition condition and the operation condition of the boiler meets the design requirement，which shows the reliability of reversing louver coal concentrator was reliable-范文最新推荐-3 / 14Keywords:louver；coal concentrator；reversing；ignition目 录
6、5.2 锅炉点火工况下浓缩器性能及流场分布 295.2.1 锅炉点火工况下浓缩器性能 295.2.2 最优点火工况浓缩器流场分布 316 结论 33致 谢 34参考文献 351 绪论1.1 引言地球上的生命，所有的生存和发展依赖于地球的能量和物质，已被证明地球的矿物能源 60%的可采储量和 82%的煤炭储量估计。我国煤炭资源丰富，中国是世界上第一个煤炭生产和消费大国，能源消费在所有能源中 70%通过使用煤炭生产1，可见煤为我国经济发展的重要性，如何更高效地利用煤炭资源，是中国未来能源发展中国经济得到更好的方向，也是发展的前提。从我国以煤炭为主要能源的条件可以知道，燃煤发电在中国电力行业中占有主
7、导地位。而煤粉锅炉安全和经济的生产是非常重要的。同时，随着工业的发展，煤炭的需求量将越来越大，和许多使用，质量和煤的数量会越来越少，价格也会相对增加2，它可以燃烧煤炭质量差，将成为发展方向的煤粉锅炉。但同时，燃烧这些质量差，高含硫量的煤，烟气中含有大量污染物，从而提高锅炉的燃烧效率，降低锅炉结渣，减少污染物排放等国民经济的发展和生活环境的改善有着重要的意义3。-范文最新推荐-5 / 14化石燃料的燃烧使大气和水资源遭受严重污染。大气中主要的五种污染物是：氮氧化物（如 NO 与NO2） 、二氧化硫（ SO2） 、各种悬浮颗粒物、一氧化碳（CO）和碳氢化合物（如 CH4、C2H6、C2H4 等）
8、。目前世界上最严重的大气污染来自化石能源燃烧造成的大气中二氧化碳量的增加。带来的主要后果是：酸雨、温室效应和臭氧层破坏。燃烧过程的数值模拟中的燃烧理论，流体力学，化学动力学，传热，数值方法是在实验技术基础上发展起来的。它是一种多相流动，传热和化学反应动力学的多个学科，真正了解燃烧原理，与其他自然现象是非常困难的。然而，锅炉炉热态实验研究，需要大量的人力，物力和资金，实验周期长，但也受到许多客观因素的制约和影响，但也很难获得全面和准确的参数数据。近年来，随着人们对燃烧理论及燃烧试验研究的深入发展，以及计算机技术的飞速发展，人们开始利用计算机数值方法求解炉燃烧与传热过程。从气体燃烧模拟求解，计算出
9、的气-液两相气固两相流动，燃烧过程，通过计算机仿真为桥梁，燃烧理论，试验和燃烧装置三的有效结合，打开燃烧理论指导实验，设计和经营工作的新途径。4在研究过程中，通过不断的完善，已经发展了许多软件模型，包含多种燃烧模式，辐射模式和与燃烧的数值模拟。这些模型，可以应用到各种复杂条件下的燃烧问题，在各个领域都能得到广泛的应用。 1.2.2 课题的意义利用 FLUENT 燃烧数值模拟是近年发展起来的与实验理论相辅相成的一门学科,因为在锅炉或燃烧器尚未安装阶段无从布置测点来研究锅炉的运行特性,通过数值模拟可以模拟出燃烧的运行环境,对锅炉运行的可行性分析有重要作用。此外,在锅炉的运行过程中,由于实验操作的误
10、差,可能会产生数据的偏差,如果与数值模拟结合起来,很容易找出问题所在 ,对锅炉的调试也具有指导作用。所以对锅炉燃烧的数值模拟研究具有重大意义。1.3 本章小结-范文最新推荐-7 / 14本章节阐述了本章节选题的意义和研究的背景，介绍了现在锅炉燃烧的现状，以及能源对于发展的重要性。然后在查阅大量文献的基础上，了解了国内外利用 Fluent 软件对可换向百叶窗煤粉浓缩器数值模拟的发展及研究现状，也简要说明了本文的内容和意义。2 Fluent 数值模拟原理2.1 计算流体力学（CFD）特点及控制方程2.1.1 概述计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,简称CFD)
11、是通过计算机数值计算和图像显示，对包含有流体流动和热传导等相关物理现象的系统所做的分析。CFD 的基本思想：把原来在时间域及空间域上连续的物理量的场，如速度场和压力场，用一系列有限个离散点上的变量值的集合来代替，通过一定的原则和方式建立起关于这些离散点上场变量之间关系的代数方程组，然后求解代数方程组获得场变量的近似值。CFD 可以看作是在流动基本方程(质量守恒方程、动量守恒方程、能量守恒方程)控制下对流动的数值模拟。通过这种数值模拟，我们可以得到极其复杂问题的流场内各个位置上的基本物理量(如速度、压力、温度、浓度等)的分布，以及这些物理量随时间的变化情况，确定旋涡分布特性、空化特性及脱流区等。
12、 第三，计算流体力学的发展取决于实验和理论流体力学的发展。由于缺乏数值解的误差估计的严格理论的计算结果，计算确认通常依靠和比较实验结果。计算流体动力学的理论研究可以使用各种数学模型，该数学模型是研究的直接成果的流体力学理论。例如，湍流，数值计算，在大多数情况下，推出所谓的“湍流模型”，而这些模式，无论是基于雷诺平均方程或“湍流模型，大涡模拟 ”的亚网格尺度模型，是理论力学研究的一个非活跃的课题。因此，发展的数值不能离开理论或实验流体力学，它们是相辅相成，相互促进的关系。-范文最新推荐-9 / 14第四，计算流体力学的研究显示显着的跨学科。计算流体
13、力学的生命力是广泛应用于各种工业领域，涉及一种解决相关问题的流体运动。为了解决这些问题，必须计算流体力学研究和研究在这些领域密切的交叉和融合。2.1.3 流体力学控制方程流体流动要遵循物理守恒定律，这些定律主要包括质量守恒定律，动量守恒定律，能量守恒定律。如果流体涉及不同组分的混合或相互作用，还要遵守组分守恒定律。在实际计算时，还要考虑不同的流态，如湍流要遵守附加的湍流运输方程。一、流体力学的连续性方程连续性方程即质量守恒方程，任何流动问题都必须满足质量守恒定律。按照质量守恒定律，单位时间内流出控制体得流体净质量之和应等于同时间隔控制体内因密度变化而减少的质量，由此可导出流体流动的连续性方程的
14、微分形式如下：（2.1）式中，ux ，uy，uz 分别是 x，y，z 三个方向上的速度分量(m/s)，t 为时间(s),ρ为密度 (kg/m3)。引入哈密顿微分算子： （1）可压缩粘性流体的动量方程。（2.12）（2.13）（2.14）（2）常粘性流体的动量方程。（2.15）-范文最新推荐-11 / 14（3）常密度粘性流体的动量守恒方程。（2.16）（4）无粘性流体的动量守恒方程。（2.17）（5）静力学方程。（2.18）三、流体力学的能量方程能量守恒定律是包含有热交换的流动系统必须满足的基本定律，其本质是热力学第一定律。依据能量守恒定律，微元体中能量的增加率等于进入微元体的净热流通量加上质量力与表面力对微元体所做的功。可得其表达式：
