煤粉锅炉富氧燃烧特性实验与数值模拟研究

论文摘要

温室效应被认为是造成气候变化的主要原因，多个国家出台了控制CO2的排放的减排计划，我国是以煤炭为主要能源的国家，目前我国每年消耗约30亿吨的煤，减少燃煤过程中CO2的排放量是完成我国减排计划的重要手段。在所消费的煤中大约有二分之一被用于发电，并且燃煤电站锅炉是比较固定的CO2排放源，因此减少燃煤电站的CO2排放量是未来是较为有效的手段。富氧燃烧技术被认为是未来解决这一问题的技术手段之一。由于富氧燃烧对现有燃煤锅炉有广阔的改造前景，本文以一台300MW亚临界四角切圆煤粉锅炉为研究对象，首先用实验的方法研究典型煤种在富氧条件下的热解、燃烧特性，用以指导进行富氧工况设计，然后针对富氧燃烧的特征，选择合适的炉内湍流流动、传热、燃烧模型，特别是气体辐射传热模型，在FLUENT软件平台上进行相应的模型改进，调整不同氧气浓度，进风量和配风方式，对煤粉富氧燃烧时的燃烧特性以及炉内换热进行数值模拟，分析采用富氧燃烧出现的问题，为今后富氧燃烧的工程应用提出建议。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景
• 1.2 富氧燃烧技术简介
• 1.3 本文研究主要内容
• 第二章 富氧条件下煤粉燃烧与换热的研究进展
• 2/CO₂ 下煤粉的反应性研究进展'>2.1 O₂/CO₂下煤粉的反应性研究进展
• 2/CO₂ 下煤粉燃烧换热研究进展'>2.2 O₂/CO₂下煤粉燃烧换热研究进展
• 2/CO₂ 下煤粉燃烧换热研究实验进展'>2.2.1 O₂/CO₂下煤粉燃烧换热研究实验进展
• 2/CO₂ 下煤粉燃烧炉内换热模拟研究进展'>2.2.2 O₂/CO₂下煤粉燃烧炉内换热模拟研究进展
• 2.3 本章小结
• 第三章 煤粉富氧燃烧的热重实验研究
• 3.1 实验装置介绍
• 3.2 实验方案介绍
• 3.3 实验结果及分析
• 2/CO₂ 气氛中的实验结果与分析'>3.3.1 两种煤在O₂/CO₂气氛中的实验结果与分析
• 2/ CO₂与O₂/ N₂ 气氛中的实验对比与分析'>3.3.2 两种煤在O₂/ CO₂与O₂/ N₂气氛中的实验对比与分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 煤粉锅炉富氧燃烧的数值模拟
• 4.1 燃烧过程计算模型
• 4.1.1 湍流流动模型
• 4.1.2 湍流燃烧模型
• 4.1.3 颗粒相模型
• 4.1.4 辐射模型
• 4.2 锅炉数值计算参数及建模
• 4.2.1 锅炉概况及网格划分
• 4.2.2 边界条件
• 4.2.3 各模型选用参数
• 4.3 数值模拟工况设计、结果与分析
• 4.3.1 工况设计
• 4.3.2 基础工况结果
• 4.3.3 富氧燃烧结果
• 4.4 本章小结
• 第五章 总结
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文目录