低濃度煤層氣燃燒器數(shù)值模擬及試驗(yàn).pdf

1、煤礦井下抽放的煤層氣甲烷體積濃度在30％左右，熱值較低難于利用，大多是未經(jīng)利用直接排空，既造成了環(huán)境污染又是能源的浪費(fèi)。研究開(kāi)發(fā)能高效清潔燃燒這種煤層氣的燃燒器對(duì)于緩解我國(guó)能源緊張、控制煤層氣污染以及合理利用煤層氣資源都具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
　　 文中對(duì)三種結(jié)構(gòu)的低熱值煤層氣燃燒器進(jìn)行了三維燃燒數(shù)值模擬和試驗(yàn)研究。模擬預(yù)測(cè)了不同結(jié)構(gòu)的燃燒器在不同熱負(fù)荷下的流動(dòng)和燃燒特性變化；對(duì)經(jīng)過(guò)模擬優(yōu)選出來(lái)的燃燒器進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)，考

2、察了燃燒區(qū)域的火焰特性和溫度分布，并測(cè)試了不同工況下的燃燒效率。
　　 數(shù)值模擬采用標(biāo)準(zhǔn)k-ε湍流模型、通用速率模型和漩渦耗散模型及P-1輻射換熱模型對(duì)三種結(jié)構(gòu)的燃燒器(B-1、B-2、B-3)進(jìn)行燃燒模擬表明：三種結(jié)構(gòu)的燃燒器燃燒效率都達(dá)到99％以上，擴(kuò)散式燃燒器B-1、B-2燃燒效率較低，其中B-1燃燒效率最低；部分預(yù)混式燃燒器B-3燃燒效率最高，高溫區(qū)域分布廣，射流剛性好，速度衰減慢，其綜合性能最好。進(jìn)一步的數(shù)值模擬考察了

3、部分預(yù)混式燃燒器B-3在搭配三種不同角度(14.93°、9.46°、3.81°)的漸擴(kuò)出口下的燃燒效率，結(jié)果表明當(dāng)其搭配擴(kuò)張角度為3.81°的擴(kuò)口時(shí)的燃燒效率最高。
　　 把加工好的B-3燃燒器安裝于某改造后的鍋爐上進(jìn)行工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)研究結(jié)果表明，燃燒器在不同熱負(fù)荷下均能穩(wěn)定燃燒，不回火、不脫火，有較寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)能力，燃燒溫度高，高溫段距離長(zhǎng)、火焰剛性好。25％-100％熱負(fù)荷下燃燒效率都在99％以上。
　　 數(shù)值模擬和