煤粉工业锅炉燃烧器冷态流场特性试验研究毕业论文.doc

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1、中国计量学院本科毕业设计(论文)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

2、.1一次风速变化对燃烧器流场特性的影响931中国计量学院本科毕业设计(论文)3.1.1轴向速度对燃烧器流场特性的影响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、.3.3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中国计量学院本科毕业设计(论文)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

4、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[

5、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、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

6、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。31中国计量学院本科毕业设计(论文)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

7、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]。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

8、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