【摘 要】
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在我国,火化是遗体处理的主要方式。但目前火化机燃烧情况普遍不理想,控制污染物排放和提高热效率十分必要。本文以真实的火化机为原型,用无机小分子可燃物替代遗体燃烧物,建
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在我国,火化是遗体处理的主要方式。但目前火化机燃烧情况普遍不理想,控制污染物排放和提高热效率十分必要。本文以真实的火化机为原型,用无机小分子可燃物替代遗体燃烧物,建立了火化机燃烧物组分模型,并利用FLUENT中的UDF编写程序进行定义。基于RANS控制方程组,采用燃烧组分传输与反应模型和标准k-ε湍流模型,对不同燃烧阶段建立相应的燃烧动力学模型,数值模拟火化机炉膛内燃烧过程。模拟结果与现场实测结果吻合较好,验证了采用的数值模拟模型具有可靠性。为探究燃烧参数对火化机燃烧性能的影响,对不同过量空气系数和预热进气温度时炉膛内燃烧过程进行数值模拟,结果表明:随着过量空气系数从1.05增加到1.17,燃烧时间由35分钟缩短至30分钟,一氧化碳排放整体先降低后增加,氮氧化物排放整体增加。随着预热进气温度从473 K增加到573 K,一氧化碳排放平均浓度增加,氮氧化物排放无明显变化。根据电站锅炉的通用热力计算方法,建立了火化机炉膛内热平衡和熵产计算方法,计算结果表明:随着过量空气系数从1.05增加到1.17,热效率由80%降至58%;随着预热进气温度从473 K增加到573 K,热效率变化不明显。在各项熵产值中,不完全燃烧熵产值占比最大,远高于排烟热损失熵产和灰渣热损失熵产。论文的研究成果有助于更加深入地认识火化机炉膛内的非稳态燃烧过程,为后续火化机的结构改进、运行优化和节能减排提供必要的基础。
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