nc型低压损预热器分解炉内气固两相流场数值模拟与优化设计-研究

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1、万方数据摘要Nc型低压损预热器分解炉内气固两相流场数值模拟及优化设计研究分解炉在新型干法水泥生产线预热器系统中处于核心地位，通过炉内气固两相的充分换热与输送、燃料燃烧与碳酸钙分解等主要过程，其兼有化学反应装置与燃烧炉的特点。分解炉内燃烧效率和生料分解率受到炉内气一固两相物质问的耦合程度影响，主要体现在流场状态(速度、温度、压力)、物料颗粒状态(浓度分布、停留间)两个方面。研究分解炉内部的流场状态及其优化设计，在理论和工程应用方面均具有重要的意义。论文的研究工作如下：1、以万吨水泥生产线预热器分解炉为研究对象，建立了简化的分解炉三维分析模型。通过对分解炉结构和功能

2、区域的分析，提出了分解炉的分块混合网格划分的策略。2、对分解炉的区域类型进行了划分，烟气、三次风、生料和煤粉进口均设为速度进口；分解炉出口设为压力出口；分解炉内壁面设为内壁面，计算区域为连续介质类型。3、借助计算流体动力学(CFD)技术，对分解炉内的流场进行了数值模拟。主要从分解炉内部的湍流流动、气一固两相流、煤粉燃烧几个方面进行了数值模拟研究，根据煤粉燃烧与碳酸钙分解的耦合流场的数值模拟，对分解炉燃烧的关键问题进行了研究。4、通过数值模拟结果以及分析，对分解炉三次风管布置、炉容、喷煤管角度等结构进行了研究和探讨。通过比较，提出了分解炉结构的优化设计方案。研究表

3、明，CFD技术应用与优化设计方法结合在大型水泥生产线的研发中具有非常重要的作用，可以在设计阶段掌握炉内的设计流场变化趋势，有效缩短开发周期，降低研发的风险和成本。关键词：分解炉，CFD，数值模拟，优化研究万方数据——一一一．竺塑璺NUMERICALSIMULATl0NOFGAS—SOLIDTWOPHASEFLOWFIELDINNCTYPEOFLOWPRESSURELOSSPREHEATERANDlTSOPTIMIZATIONDESIGNAbstractPre。calcinermaybeoneofthekeyequipmentsinanewtypeofdry-pr

4、ocesscementproductionlines．itcombinesthecharacteristicsofcombustionfuinaceandchemicalreactionequipment,inwhichthemainprocessmaybeofmulti-phaseflow,combustionoffuel，heattransfer,anddecompositionofcarbonatecoexist．Thepropertiesofthecombustionofpulverizedcoalandthedecompositionofcarbona

5、teinpre。calcineraremainlyreflectedinthetwoaspects：thestateofthefluidfieldsuchasfluidvelocity，temperatureandpressure，andtheparticlestatesuchasconcentrationdistribution，stay-timeofthemateriel．Therefore，itwouldbesignificancebothintheoryandinapplicationtohavethestudyofthepre—calcineronit

6、sinternalflowfieldstateandoptimaldesign．ThemainworkofthethesismaybeaSfollows：1．Thesimplifiedthree·dimensionalmodelofapre-calcinerisestablished，whichistakenastheresearchobjectforatenthousandtonsofcementproductionline．Basedontheanalysisofthestructureandfunctionareaofthepre-calciner,abl

7、ockmixedmeshingstrategyisputforward．2．Thepre-ealcinerisdividedintodifferentregiontypes．Theentryportsforfluegas，tertiaryair，rawmaterialandpulverizedcoalaledefinedtobethevelocityinlets．andtheexitofthepre-calcinertObethepressuredoutlet．Theinwallofthecalcineristakenastheobjectplane(wall)

8、．Thecomputat