煤粉工业锅炉燃烧器冷态流场特性试验研究毕业论文

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1、煤粉工业锅炉燃烧器冷态流场特性试验研究毕业论文目次致谢IV摘要VABSTRACTVI目次VШ1绪论11.1研究背景11.1.1我国的能源结构11.1.2工业锅炉存在的能源问题31.2工业锅炉发展现状31.2.1工业锅炉概述41.2.2国外工业锅炉燃烧方式发展现状51.3本课题研究的内容52煤粉工业锅炉燃烧器流场特性试验实验台介绍62.1低污染燃烧器实验系统简介72.2低污染燃烧器冷态实验方案简介82.2.1测点布置及测量方法82.2.2实验工况及实现方法93参数变化对燃烧器流场特性的影响93.1一次风速变化对燃烧器流场特性的影响9313.1.1轴向速度对燃烧器流场特性的

2、影响103.1.2切向速度对燃烧器流场特性的影响113.1.3回流区尺寸对燃烧器流场特性的影响123.2二次风速变化对燃烧器流场特性的影响133.2.1轴向速度对燃烧器流场特性的影响143.2.2切向速度对燃烧器流场特性的影响163.2.3回流区尺寸对燃烧器流场特性的影响163.3二次风旋流强度变化对燃烧器流场特性的影响163.3.1轴向速度对燃烧器流场特性的影响173.3.2切向速度对燃烧器流场特性的影响183.3.3回流区尺寸对燃烧器流场特性的影响183.4钝体大小变化对燃烧器流场特性的影响203.4.1钝体阻塞率轴向速度对燃烧器流场特性的影响223.4.2钝体阻塞

3、率切向速度对燃烧器流场特性的影响223.4.3钝体阻塞率回流区尺寸对燃烧器流场特性的影响234结论23参考文献36学位论文数据集391绪论1.1研究背景1.1.1我国能源结构在我国化石能源资源探明储量中，90%以上是煤炭。石油资源量约为1040亿吨，天然气资源量约47万亿立方米。31在能源利用方面当然以煤为主要利用手段，尽管人们对煤炭资源大量开发，使煤炭贮存量急剧下降，但对于煤的利用在未来50年以内仍占据着主要位置[1-2]。在不久召开的哥本哈根会议上，认定了“防止全球平均气温再上升2℃”和“在2050年前全球排放量减到1990年的一半”，到2050年，煤碳减排要求世界

4、人均能耗不高于2.5t标煤／a。所以，为了响应世界各国对环境问题的号召，以及为了人类自身的生存环境的提高，节能减排，刻不容缓。调查显示，在我国对于煤炭的利用方面，很大一部分被用于锅炉燃烧，全国火力发电用煤量占全国总用煤量的1/3，所以要解决好环境问题，火电厂的用煤问题必须得到很好的解决[3]。为了解决工业锅炉的燃煤问题，锅炉的燃烧方式采用悬浮燃烧可以很好地提高燃烧效率。但由于磨制很细的煤粉需要大型的设备和占用大量的场地，所以国内很少采用这种悬浮燃烧方式。而在工业煤粉锅炉中燃烧器的设计是关键。由于工业锅炉的炉膛比较小，这就要要求燃烧器能组织好炉内的流场分布。通过改变一次、

5、二次风风速和内二次风旋流强度，以及钝体流通阻塞率等参数，来研究燃烧器出口附近的流场特性[4]。1.1.2工业锅炉存在的能源问题我国约有50万台工业锅炉，每年燃烧煤炭超过4亿吨，从工业煤粉锅炉的燃煤方面来看，以链条炉居多，但其实际运行效率只有65%左右，且能源利用率低，煤的浪费大，CO2、SO2、烟尘飞灰正在逐年增多。为了保护环境，许多大城市的小型工业锅炉燃用柴油和天然气。 但是我国是一个贫油、少气、富煤的国家，在一次能源消费中，煤的比重远远高于世界平均水平，石油和天然气资源相对短缺，且近几年油价和气价不断上涨，所以工业锅炉仍以燃煤为主。为了解决工业锅炉的燃煤问题，锅炉的

6、燃烧方式采用悬浮燃烧可以很好地提高燃烧效率。但由于磨制很细的煤粉需要大型的设备和占用大量的场地，所以国内很少采用这种悬浮燃烧方式。而在工业煤粉锅炉中燃烧器的设计是关键。由于工业锅炉的炉膛比较小，这就要要求燃烧器能组织好炉内的流场分布。通过改变一次、二次风风速和内二次风旋流强度，以及钝体流通阻塞率等参数，来研究燃烧器出口附近的流场特性[4]。31在实际研究中对于燃烧器流场特性的研究可分为冷态空气动力场（冷炉空气动力场）和热态空气动力场，冷态空气动力场的研究作为热态空气动力场研究的基础和前提，是为热态而服务的；模拟冷态空气动力场是为研究锅炉结构，了解锅炉的特性，为锅炉优化结

7、构设计和流场参数提供理论依据[5-6]。所以把研究锅炉冷态空气动力场特性作为重点研究对象。通过对工业煤粉锅炉燃烧器流场特性的研究，更好地分配一、二次风风量和风速，改变燃烧器的流场特性，使煤粉在炉膛内能够稳定高效地燃烧，提高了燃烧效率，同时也防止了结渣等现象[7]。进一步说为全国的节能减排、低碳经济、绿色煤电、绿色环境等事业做出了贡献。1.2工业锅炉的发展现状1.2.1工业锅炉概述根据锅炉燃烧器布置方式的不同大致可以分为直流燃烧器和旋流燃烧器。在我国的电站锅炉中，燃烧方式多是选用直流燃烧器四角布置。四角切圆燃烧方式由于采用链式着火、煤粉燃烧