300MW富氧燃烧CFB炉内传热特性及概念性设计

论文摘要

对富氧燃烧下循环流化床锅炉炉内的传热特性进行了研究分析。参考常规空气状态下的传热模型,建立循环流化床锅炉在富氧燃烧下的传热模型。在不同氧气浓度(如30%,50%,70%氧气浓度)下,分析了烟气成分、颗粒粒径、烟气温度、空隙率、烟气浓度、炉膛高度等参数对锅炉内部气固两相的流动、挥发份的释放和燃烧、焦炭燃烧的影响,得到各参数对富氧条件下的循环流化床传热参数影响曲线。燃烧模型结合了等密度缩核模型和等径缩核模型,引入了和煤种相关的灰层阻力扩散速率,动力反应速率引入了通用煤种理论。通过和常规空气下的传热计算结果相比,验证模型的准确性。主要结论为:富氧条件下相比空气模式,烟气成分对传热系数的有影响但不大,传热特性变化不是太明显,常规锅炉有可能通过一些较简单的改造来满足富氧燃烧的条件。选择了一个300MW循环流化床锅炉机组为算例来研究锅炉内部传热特性,通过模型的分析结果,探讨富氧燃烧下的循环流化床锅炉设计。分别对30%,50%,70%三个浓度下炉膛的受热面面积比以及吸收热量比等进行计算,对比得到富氧燃烧下的炉型。归纳出CFB锅炉尺寸、流动以及传热特性随着氧气浓度的增加的变化规律并进行了富氧燃烧下的炉型概念性设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 富氧燃烧
• 1.2.1 富氧燃烧的特点
• 1.2.2 国内外发展情况
• 1.3 研究的内容以及目的
• 1.3.1 研究的内容
• 1.3.2 研究的目的
• 第2章 富氧条件下循环流化床传热模型的建立
• 2.1 富氧条件下传热模型的特点
• 2.2 富氧燃烧下循环流化床锅炉的流动模型
• 2.2.1 循环流化床密相区流动特性
• 2.2.2 循环流化床稀相区流动特性
• 2.3 富氧燃烧下循环流化床的燃烧模型
• 2.3.1 挥发分的析出和燃烧
• 2.3.2 焦炭的燃烧
• 2.4 富氧燃烧下循环流化床的传热模型
• 2.4.1 密相区的传热模型
• 2.4.2 稀相区的传热模型
• 2.5 本章小结
• 第3章 循环流化床富氧下参数的分析研究以及300MW 炉膛设计
• 3.1 循环流化床内参数分析
• 3.1.1 对密相区各参数的影响
• 3.1.2 对稀相区各参数的影响
• 3.1.3 对燃烧参数的影响
• 3.2 富氧燃烧下锅炉炉膛设计
• 3.3 外置换热器
• 3.4 本章小结
• 第4章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其他成果
• 详细摘要