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正在进行安全检测...

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・研究与开发・　燃气燃烧器燃烧特性的数值模拟　１９　文章编号：１００４－８７７４（２０１２）０１—１９－０４　燃气燃烧器燃烧特性的数值模拟　周晓波，蒋　杰，张号，张传美　（上海理工大学能源与动力工程学院，上海２０００９３）　摘　要：运用Ｆｌｕｅｎｔ软件对４０　ｔ／ｈ锅炉用燃气燃烧器进行三维数值模拟，研究进风量对燃　烧器性能及污染物ＮＯ　排放特性的影响。结果表明：合适的进风量是保证燃烧器稳定燃烧的重　要条件，也是减少ＮＯ　排放的关键　素。数值模拟的计算结果为燃烧器优化设计、改造提供了　参考依据。　关键词：燃气燃烧器；三维数值模拟；进风量　第一作者：周晓波　（１９８７一），硕士，上　中图分类号：ＴＫ２２３．２３　文献标识码：Ａ　海理工大学在读研　究生，从事热能与动　力工程方向研究。　Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｇａｓ．ｆｉｒｅｄ　Ｂｕｒｎｅｒ　ＺＨＯＵ　Ｘｉａｏ—ｂｏ，ＪＩＡＮＧ　Ｊｉｅ，ＺＨＡＮＧ　Ｈａｏ，ＺＨＡＮＧ　Ｃｈｕａｎ—ｍｅｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ　ａｎｄ　Ｐｏｗｅｒ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　ｆｏｒ　Ｓｃｉｅｎｃｅ＆Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｓｈａｎｇｈａｉ　２０００９３，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ｆ）ｅｒｆｏｒｍａｎｅｅｓ　ｏｆ　ａ　ｇａｓ　ｆｉｒｅｄ　ｂｕｒｎｅｒ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ｆｏｒ　４０　ｔ／ｈ　ｂｏｉｌｅｒ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ　ｂｙ　ｔｈｒｅｅ——ｄｉｍｅｎ－－　ｓｉｏｎａｌ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌｌｙ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｗｉｔｈ　ｓｏｆｔｗａｒｅ　Ｆｌｕｅｎｔ．Ｄｉｓｔｉｎｃｔｌｙ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｅｒ　Ｓ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ａｎｄ　ＮＯ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｕｎｄｅｒ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ　ｉｎｌｅｔ　ａｉｒ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈ　ｓｈｏｗ　ｔｈａｔ　ｓｕｉｔａｂｌｅ　ａｉｒ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　ｉｓ　ｏｎｅ　ｉｍｐｏｒｔａｎｔ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｔｈａｔ　ｅｎｓｕｒｅ　ｓｔａｂｌｅ　ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｌｏｗ　ＮＯ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｎ　ｏｐｔｉｍｉｚｅ　ａｎｄ　ｔｒａｎｓｆｏｒｍ　ｔｈｅ　ｂｕｒｎｅｒ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｎｕｍｅｆｉｃＭ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｒｅｓｕｈｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｇａｓ　ｆｉｒｅｄ　ｂｕｒｎｅｒ；ｔｈｒｅｅ—ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ　ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｉｎｌｅｔ　ａｉｒ　ｆｌｏｗ　ｒａｔｅ　０前言　燃烧器是燃油气锅炉的关键部件，它决定燃料　的着火及燃烧状态等，它的稳定运行是决定锅炉经　济性和可靠性的主要因素，因此在设计上燃烧器必　须具备组织良好空气动力场的能力。计算流体动力　气燃烧器进行三维数值模拟研究，为燃烧器优化设　计、改造提供了参考依据。　１燃烧器概述　图１为４０　ｔ／ｈ燃气燃烧器（Ｔ型分体式结构）的　局部示意图。该燃烧器有ｌ２根燃气管，包括外环８　学是通过利用流体仿真软件来求解控制流体流动的　数学方程，进而研究流体的运动规律。随着计算流　体力学的发展，ＣＦＤ已经成为流体仿真的主要工　具。在工程设计中，首先建立数值模拟，然后用数值　算法求解，并将结果可视化。经过计算结果与实验　根（大口径出口和斜边小口径出口各４根）、中间４　根及中间管部夹层。它们均匀地分布在燃烧器喷嘴　处，与助燃空气良好混合，保证天然气稳定、高效燃　烧。该系列燃烧器助燃空气（由风机提供）由四个　部分供给：第一部分从燃烧器风箱由软管引入到中　结果对比，数值模拟在时间和精度上均具有一定优　势，能够比试验更全面地了解流场的变化情况　。　通过数值模拟的方法来辅助燃烧器的设计将有利于　保证燃烧器的性能。本文通过对４０　ｔ／ｈ锅炉用燃　心导管，用以降低火焰的中心温度（由于此处进气　量非常小，故忽略不计，不进行网格化）；第二部分　被导人内层中心区（中心低速空气区）；第三部分被　分配到中间层的旋流区；第四部分速度增大并完全　沿稳焰盘的轴向流动；内层中心稳定区配有一个可　调节的空气进口。　收稿日期：２０１１—１１—２８　

工业锅炉　液气比。　２０１２年第１期（总第１３１期）　由图６可以得出，在其它影响因素不变的情况　下，两种吸收液的脱硫效率都随ＳＯ　初始浓度的增　大而减小；ＮａＯＨ吸收液的脱硫效率比ＣａＯ吸收液　（３）脱硫效率随着吸收液温度的上升而呈下降　趋势。同时吸收液温度５２　ｃ【＝时系统的脱硫效率仍　脱硫效率高，但在ｓＯ　初始浓度大于１　９３５　ｍｇ／ｍ　两者脱硫效果差距较小。　大于７０％，仍具有较高的脱硫效率。但吸收液温度　过高，会使越多吸收液变为水蒸气，导致系统的补水　量增加，还会导致脱硫装置后段腐蚀。因此综合考　虑脱硫效率、防腐等要求，尽量降低吸收液温度。　（４）ＮａＯＨ吸收液的脱硫效果要比ＣａＯ吸收液　４　结论　（１）降膜反应法的脱硫效率随ＳＯ：初始浓度的　增大而减小。在实际工程设计中，宜根据煤种及其　燃烧状况与实测烟气中ＳＯ　浓度确定设计ＳＯ：初始　浓度。　（２）液气比的增大能够提高烟气的脱硫效率，　但液气比并不是越大越好。液气比过大，引起循环　泵等动力能耗增加，而且被烟气带走的液滴的比例　也会增加，易产生烟气带水现象，容易造成设备腐蚀　或损坏，从而直接影响脱硫塔运行的经济性。因此，　在保证一定脱硫效果的前提下，应尽量采用较小的　脱硫效果更好，但在ＳＯ　初始浓度较高时两者差别　不大。综合经济性和脱硫效果，脱硫剂的选取应视　具体工程而定。强　参考文献　［１］刘宗豪，孟凡华．国内ｓ０　污染现状及治理技术［Ｊ］．辽　宁城乡环境科技，２００３，２３（１）：５—６．　［２］张成芳．气液反应和反应器［Ｍ］．北京：化学工业出版　社．１９８５．　（上接第２２页）　面地反映炉膛内甲烷和空气的流动特性，与传统试　验相比，不但降低了研究费用，具有单纯试验无法比　拟的优势，结果分析可以为改善试验和现场操作提　供依据。　（２）在燃烧器运行过程中，在保证燃料基本能　［Ｊ］．东北电力大学技术，２００７（８）：５—６．　［２］赵坚行．燃烧的数值模拟［Ｍ］．北京：科学出版社，２００２．　［３］韩占忠，王敬，兰小平．ＦＬＵＥＮＴ一流体工程仿真计算实　例与应用［Ｍ］．北京：北京理工大学出版社，２０１０．　［４］欧俭平，吴青娇，赵迪，肖佩林，张兴华．高效低污染燃　气燃烧器燃烧特性的数值模拟［Ｊ］．金属热处理，２００９　（４）：１０５—１０９．　完全燃烧的前提下，可通过增大一定量的空气进气　量的办法来降低炉膛温度，消除局部火焰高温区，减　少ＮＯ　生成。　［５］冯良．低氮氧化物燃气燃烧器的ＣＦＤ研究［Ｊ］．上海煤　气，２００４（５）：１—６．　［６］王家楣，彭峰．燃烧器三维流动和燃烧的数值模拟及优　（３）与燃烧器匹配的、合理的炉膛结构形式也　有助于降低炉膛温度，消除局部火焰高温区，减少　化结果［Ｊ］．武汉理工大学学报，２００４（３），７９—８２．　［７］钟北京，洪泽恺．微燃烧器内甲烷催化燃烧的数值模拟　［Ｊ］．热能与动力工程，２００３（６）：５８４—５８８．　ＮＯ　生成。盟　参考文献　［１］林阿彪，方月兰．旋流燃烧器空气动力场的数值模拟　合理利用自然资源　有效保护生态平衡　利用资源转化完全　索取资源力求简　

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/720b0754f58a6529647d27284b73f242326c311e.html

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