基于cfd的垃圾炉排焚烧炉富氧焚烧技术开发及注氧器的优化设计

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1、分类号学号M201371061学校代码10487密级硕士学位论文基于CFD的垃圾炉排焚烧炉富氧焚烧技术开发及注氧器的优化设计学位申请人：王克学科专业：动力工程指导教师：张世红教授邵敬爱副教授答辩日期：2015年5月22日AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDevelopmentofOxygen-enrichedIncinerationTechnologyintheMunicipalSolidW

2、asteGrateIncineratorBasedonCFDandOptimizationDesignofOxygenInjectorCandidate:KeWangMajor:PowerEngineeringSupervisor:Prof.Shi-HongZHANGA.P.Jing-AiSHAOHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074，P.R.ChinaMay22，2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，

3、除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在____

4、________年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要垃圾焚烧处理是实现无害化、减量化和资源化的最有效手段之一。随着环境问题的日益凸显，愈发严格的环保标准将会大大限制常规垃圾焚烧技术的发展，因此，开发一种新型洁净高效的垃圾焚烧技术将是垃圾焚烧行业的必然发展趋势。本文基于CFD技术进行了垃圾炉排焚烧炉富氧焚烧技术的开发以及富氧焚烧注氧器的优化设计。首先，通过数值模拟对垃圾焚烧炉在常规空气焚烧、富氧焚烧无烟气再循环、富

5、氧焚烧有烟气再循环三种工况下的重要信息进行预测，结果显示，富氧焚烧有烟气再循环时，可燃气体与氧气混合良好；炉内温度分布均匀，燃烧更完全；焚烧炉内的流场组织较好，采用烟气再循环有效的提高了烟气在炉内的停留时间。其次，应用数值模拟对富氧焚烧垃圾炉排焚烧炉进行局部优化研究，结果表明：在合理范围内，适当提高循环烟气量的比例，调整前后墙循环烟气量的配比和改变前后墙喷嘴角度的布置，均可获得更好的流场分布和燃烧传热效果。再次，应用CFD方法对不同类型的注氧装置的速度场、温度场、浓度场等进行研究，结果表明：环式注氧器达到了很好的混合效果，且阻

6、力压降最小，相比喷管式注氧器和扩压式注氧器两种类型更能满足工程实际需要。最后，研究调节部分结构参数对混合气体温度分布、速度分布和浓度分布等的影响，实现对环式注氧器的结构优化。结果表明：注氧环直径取0.7071D，空气管道长度达到1.4D，注氧环外孔取0.28d，内孔取0.4d时注氧效果最好。关键词：垃圾富氧焚烧数值模拟烟气再循环注氧器优化设计I华中科技大学硕士学位论文AbstractIncinerationisoneofthemosteffectivemeansofachievingwasteharmless,reductio

7、nandrecycling.Withthegrowingenvironmentalproblems,increasinglystrictenvironmentalstandardswillgreatlylimitthedevelopmentofwasteincinerationtechnology,therefore,developinganewtypeofcleanandefficientwasteincinerationtechnologywillbetheinevitabletrendinwasteincineratio

8、nindustry.Inthisstudy,thedevelopmentofmunicipalsolidwaste(MSW)grateincineratoroxygen-enrichedincinerationtechnologyandtheoptimizationdesig