富氧煤粉燃燒試驗系統(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被認為是未來中期內實現(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、燃燒反應動力學、爐內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系統(tǒng)和3MW四角切圓空氣煤粉燃燒試驗系統(tǒng)兩個不同規(guī)模的煤粉燃燒試驗系統(tǒng)為研究對象,根據(jù)其結構、運行參數(shù),通過建立爐膛的三維結構模型及網格生成,利用FLUENT數(shù)值計算軟件進行數(shù)值模擬。
　　對40kW同軸射流富氧煤粉燃燒試驗系統(tǒng)進行數(shù)值模擬,研究了在總氧濃度和氧化劑過量系數(shù)一定的條件下,不同的一次風氧濃度對同軸射流富氧燃燒煤粉著火距離的影響,為低一次風氧濃度下富

3、氧煤粉燃燒火焰穩(wěn)定性研究奠定基礎。數(shù)值模擬結果表明,在總氧濃度為40％和氧化劑過量系數(shù)為1.15條件下,一次風氧濃度為20.9%時,著火距離較短,為附著火焰;當一次風氧濃度減小至14.6%、10.0%、5.5%和0時,著火距離明顯增大,著火延遲,為分離火焰。提高二次風預熱溫度有助于低一次風氧濃度下富氧燃燒煤粉著火及火焰穩(wěn)定性。計算結果與試驗結果符合良好。
　　為了匹配與空氣燃燒相同的爐內溫度分布和熱負荷分布,對3MW四角切圓煤粉燃