窯頭多風道煤粉燃燒器的熱態(tài)數(shù)值模擬研究.pdf

1、窯頭燃燒器是水泥生產(chǎn)線上保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量的重要的煅燒設(shè)備。燃燒器結(jié)構(gòu)形式、能力規(guī)格以及安裝布置的位置直接影響到窯內(nèi)火焰形狀和溫度分布，進而影響到水泥孰料的產(chǎn)量和質(zhì)量。運用CFD(Computational Fluid Dynamics)數(shù)值模擬技術(shù)對窯頭燃燒器進行熱態(tài)流場研究不僅可以為工程實踐中燃燒器結(jié)構(gòu)設(shè)計開發(fā)改進提供重要的理論參考依據(jù)，避免采用傳統(tǒng)研發(fā)途徑的盲目性，而且可以節(jié)約研發(fā)資金、縮短研發(fā)周期，對于目前水泥行業(yè)的技術(shù)發(fā)展具有重

2、要的意義。
　　 本文總結(jié)分析了國內(nèi)外各類型窯頭四風道煤粉燃燒器的管層布置、噴嘴結(jié)構(gòu)、一次風比風速等特點，并通過參數(shù)計算和三維建模完成了燃燒器的結(jié)構(gòu)設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，建立了分析對象的流域模型并對其進行網(wǎng)格劃分，然后運用CFD商用軟件FLUENT12.1對其進行數(shù)值模擬，得出燃燒器工作中窯內(nèi)速度、溫度和組分的分布規(guī)律，并分別改變各風道風速來研究其對燃燒情況影響規(guī)律。
　　 基于數(shù)值模擬結(jié)果，本文主要結(jié)論為：(1)對燃燒器流

3、域模型的只保留端部流域的簡化建模方法是可行的；對整體模型采用分塊劃分、尺寸函數(shù)和interface過渡的網(wǎng)格技術(shù)，網(wǎng)格質(zhì)量良好。(2)采用基于壓力的分離求解器，數(shù)值格式采用SIMPLE算法以及一階迎風格式，數(shù)學模型為標準κ-ε模型、DPM模型、組分傳輸模型和P1輻射模型的組合，通過上述數(shù)值計算方法可以獲得較為理想的流場分布。(3)數(shù)值計算各風道出口速度與設(shè)計條件下存在在允許范圍內(nèi)的偏差，燃燒器的帶富余量的等容積流量設(shè)計計算方法是合理的。