循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)氣固兩相流動的數(shù)值模擬.pdf

1、水煤漿流化--懸浮燃燒鍋爐結(jié)合了水煤漿和循環(huán)流化床兩種潔凈煤技術(shù)，該技術(shù)是在循環(huán)流化床鍋爐應用基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。循環(huán)流化床鍋爐（CFBBCirculatingFluidizedBedBoiler）以其高效低污染等優(yōu)點在全世界范圍已經(jīng)得到迅速的發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)是典型的氣固兩相流，對其流動特性的研究，是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)研究的重要方面。本文利用商用CFD軟件Fluent，基于EULER雙流體模型對工業(yè)應用的循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)縮小模型上

2、部稀相段內(nèi)的氣固兩相宏觀流動特征及密相區(qū)鼓泡流態(tài)化特性進行數(shù)值研究。 數(shù)值計算結(jié)果表明：雙流體模型能夠很好的反映循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)稀相氣固兩相的流動狀態(tài)。將爐膛壓降沿軸向的分布規(guī)律與理論值對比，驗證了數(shù)值模擬計算的準確性。同時，得到爐膛內(nèi)顆粒固含率呈中心高，邊壁低的“環(huán)-核”流動結(jié)構(gòu)及顆粒軸向速度中心處向上，邊壁處向下的內(nèi)循環(huán)流動形式。另外，改變操作氣速與質(zhì)量循環(huán)流率，沿軸向爐膛中下部區(qū)域及沿徑向邊壁區(qū)顆粒固含率分布的影響比較顯著

3、。同時，操作條件對顆粒軸向速度的影響都表現(xiàn)為中心區(qū)域顆粒向上速度變化的效果要顯著于邊壁處向下運動速度的變化。邊壁處的氣固兩相流動規(guī)律還有待于進一步研究。不同粒徑的顆粒在爐膛中的運動分布規(guī)律不同，沿爐膛高度方向，顆粒粒徑越大，爐膛下部的顆粒固含率就越大。不同的二次送風結(jié)構(gòu)對爐膛稀相段的氣固宏觀流動特性的影響顯著；二次風進口入射角為與軸向方向成60°向上入射（結(jié)構(gòu)B）情況下，爐膛內(nèi)氣流對顆粒的擾動作用較明顯，顆粒主要分布在爐膛中上部區(qū)域y=

4、1.5-3.5m范圍內(nèi)，最有利于爐膛內(nèi)的燃燒和傳熱效率；計算得到二次風的縱向射流深度最大。 模擬床料密度（GeldartB類顆粒）對循環(huán)流化床鍋爐密相鼓泡床的氣固流態(tài)化特性的影響，結(jié)果表明：GeldartA類和B類顆粒的密度對氣固流態(tài)化特性的影響規(guī)律相同，表現(xiàn)為密度較小顆粒床層內(nèi)的氣固混合效果及床層穩(wěn)定性較好。 結(jié)合水煤漿流化-懸浮燃燒所采用的異重流態(tài)化特性，對變工況下，改用不同床料的密相鼓泡床內(nèi)的氣固流態(tài)化進行研究。分