流化床锅炉床上点火过程数值模拟研究

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流化床技术最早起源于化工领域,直至上世纪六十年代,该项技术才被应用于锅炉行业。与其他炉型相比,流化床锅炉具有燃烧技术成熟、投资运行成本低、煤种适应性强以及污染物排放低等优点,对能源节约和环境保护有着重要作用,因此,流化床锅炉技术在各国得到大力推广。流化床锅炉启动是锅炉成功运行的重要环节,为得到较好的启动方式,诸多学者运用实验方法进行了研究。但是实验方法很难获取某些参数对点火过程的具体影响。本文以Fluent软件为基础,对流化床锅炉床上点火方式进行数值模拟,分析不同参数对流场的影响,为今后工程应用提供相应理论参考。本文对不同射流角度、射流风速及射流入口位置下的气固流场进行数值计算,重点分析了气相平均射流深度及气-固接触面宽度的变化规律。通过分析计算结果发现:气相平均射流深度、气-固接触面宽度随射流角度、射流风速的变化具有一致性,均随射流角度、射流风速的增加而变大,当超过一定值后有下降趋势。当射流入口位置提高时,气-固接触面宽度随之增加然而气相射流深度却呈下降趋势。综合上述研究内容可以获知:利用该点火方式进行流化床锅炉启动时,燃烧器射流角度不宜过大,与水平面夹角保持在30°左右,燃烧器应安放在流态化料层表面附近。选用床上点火方式进行锅炉启动,高温烟气仅能对局域床料进行加热,点火过程中热损失较多,燃油利用率偏低。为解决上述问题,提出了将燃烧器入口安放于料层内部的方案。对射流入口位于料层内部的工况进行数值计算,分析相应冷流场计算结果发现:一定程度上讲,该方案具有可行性。
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