富氧煤粉燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)的數(shù)值模擬及優(yōu)化.pdf

1、燃煤電站的二氧化碳捕集與封存技術(shù)被認(rèn)為是未來(lái)中期內(nèi)實(shí)現(xiàn)二氧化碳減排的有效措施,將常規(guī)煤粉燃燒鍋爐改造為富氧煤粉燃燒是電站鍋爐二氧化碳捕集、利用與封存最有應(yīng)用前景的方法之一。富氧煤粉燃燒采用O2/CO2氣氛取代了O2/N2氣氛,CO2與N2的性質(zhì)差異引起富氧煤粉燃燒在煤粉著火及火焰穩(wěn)定性、燃燒反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、爐內(nèi)傳熱以及污染物生成等方面與常規(guī)空氣燃燒有很大不同。富氧煤粉燃燒技術(shù)不僅可以用在新建的電站鍋爐中,已有的常規(guī)空氣煤粉燃燒鍋爐也可以改造

2、成富氧煤粉燃燒方式。
　　本文以40kW同軸射流富氧煤粉燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)和3MW四角切圓空氣煤粉燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)兩個(gè)不同規(guī)模的煤粉燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)為研究對(duì)象,根據(jù)其結(jié)構(gòu)、運(yùn)行參數(shù),通過(guò)建立爐膛的三維結(jié)構(gòu)模型及網(wǎng)格生成,利用FLUENT數(shù)值計(jì)算軟件進(jìn)行數(shù)值模擬。
　　對(duì)40kW同軸射流富氧煤粉燃燒試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了在總氧濃度和氧化劑過(guò)量系數(shù)一定的條件下,不同的一次風(fēng)氧濃度對(duì)同軸射流富氧燃燒煤粉著火距離的影響,為低一次風(fēng)氧濃度下富

3、氧煤粉燃燒火焰穩(wěn)定性研究奠定基礎(chǔ)。數(shù)值模擬結(jié)果表明,在總氧濃度為40％和氧化劑過(guò)量系數(shù)為1.15條件下,一次風(fēng)氧濃度為20.9%時(shí),著火距離較短,為附著火焰;當(dāng)一次風(fēng)氧濃度減小至14.6%、10.0%、5.5%和0時(shí),著火距離明顯增大,著火延遲,為分離火焰。提高二次風(fēng)預(yù)熱溫度有助于低一次風(fēng)氧濃度下富氧燃燒煤粉著火及火焰穩(wěn)定性。計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果符合良好。
　　為了匹配與空氣燃燒相同的爐內(nèi)溫度分布和熱負(fù)荷分布,對(duì)3MW四角切圓煤粉燃