660MW超臨界CFB鍋爐爐內(nèi)氣固流動(dòng)特性的數(shù)值研究.pdf

1、超臨界循環(huán)流化床(CFB)技術(shù)是一項(xiàng)高效、低污染的潔凈燃燒枝術(shù)，具有良好發(fā)展前景。但是由于鍋爐結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，導(dǎo)致爐內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的多樣性與非線性，從而影響爐內(nèi)水冷壁磨損、燃燒溫度場(chǎng)、床內(nèi)傳熱量等。所以對(duì)超臨界CFB鍋爐的氣固流動(dòng)的研究是當(dāng)今重要的研究方向。對(duì)大型CFB鍋爐內(nèi)流動(dòng)過程建立基本的數(shù)學(xué)模型以及對(duì)內(nèi)部復(fù)雜的氣固流動(dòng)過程進(jìn)行數(shù)值模擬，能夠精確地預(yù)測(cè)整個(gè)CFB鍋爐內(nèi)部性能，為鍋爐的設(shè)計(jì)和運(yùn)行提供有效的技術(shù)支持，對(duì)促進(jìn)大型CFB鍋爐的

2、發(fā)展是十分必要的。
　　本文首先介紹了歐拉-歐拉氣固兩相流動(dòng)模型方法、重點(diǎn)分析了湍流模型、顆粒動(dòng)理學(xué)理論以及雙流體模型中的曳力模型。其次，針對(duì)CFB上升管，利用歐拉-歐拉氣固兩相流動(dòng)模型進(jìn)行數(shù)值模擬，驗(yàn)證了模型的有效性。分別采用不同曳力、湍流模型及恢復(fù)系數(shù)來分析CFB上升管中的氣固流動(dòng)模擬的準(zhǔn)確性，并研究了不同運(yùn)行參數(shù)對(duì)流動(dòng)特性的影響。結(jié)果表明:當(dāng)只考慮提升管稀相區(qū)固相的濃度與速度或者顆粒團(tuán)聚作用較小時(shí)，Gidaspow模型可以作

3、為曳力模型進(jìn)行模擬計(jì)算。應(yīng)用離散湍流模型也可以預(yù)測(cè)提升管氣固兩相流動(dòng)特性。顆粒粒徑越大，顆粒沿軸向的空隙率相對(duì)均勻，反之軸向速度分布越不均勻;一次風(fēng)速變大，顆?？障堵式档?，截面上的顆?？障堵史植稼呌诰鶆?床層堆積高度變大，截面的顆粒濃度增大。
　　最后，本文研究了660MW超臨界CFB鍋爐爐膛氣固流動(dòng)分布特性，分析了爐膛內(nèi)氣固兩相壓力、濃度以及速度等分布規(guī)律，并研究一次風(fēng)速及顆粒粒徑對(duì)流動(dòng)特性的影響，結(jié)果表明:顆粒濃度沿著爐膛高度

4、方向呈現(xiàn)上稀下濃分布，在爐膛截面上，顆粒濃度呈現(xiàn)典型的“環(huán)-核”流動(dòng)狀態(tài);爐膛床壓隨爐膛高度呈現(xiàn)反指數(shù)函數(shù)變化;顆粒速度呈現(xiàn)中心區(qū)域高，邊壁區(qū)域低的分布規(guī)律，爐膛雙褲衩腿內(nèi)固相速度呈現(xiàn)“M”型分布。一次風(fēng)速的變大，雙褲衩腿內(nèi)壓降比較劇烈，在靠近爐膛頂部區(qū)域內(nèi)的壓力變化則很平緩;稀相區(qū)顆粒濃度和速度逐漸增加，雙褲衩腿內(nèi)的濃度變化則很平緩。顆粒直徑的變大，爐膛雙褲衩腿內(nèi)壓力變化較小，爐膛上部壓力逐漸降低;雙褲衩腿內(nèi)顆粒濃度持續(xù)增大，而稀相區(qū)