生物质成型燃料热风炉换热器管壁温度优化控制

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1、工学硕士学位论文生物质成型燃料热风炉换热器管壁温度优化控制林锡雨哈尔滨理工大学2015年3月国内图书分类号：TK172工学硕士学位论文生物质成型燃料热风炉换热器管壁温度优化控制硕士研究生：林锡雨导师：吕薇申请学位级别：工学硕士学科、专业：热能工程所在单位：机械动力工程学院答辩日期：2015年3月授予学位单位：哈尔滨理工大学ClassifiedIndex:TK172DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringControlandOptimizationoftheHeatExchangerWallTemperatu

2、reoftheBiomassFuelHotAirFurnaceCandidate:LinXiyuSupervisor:LvWeiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:ThermalEngineeringDateofOralExamination：March,2015University:HarbinUniversityofScienceandTechnology哈尔滨理工大学硕±学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕止学位论文《生物质成型燃糾热风炉换热器管壁温度优化

3、控制》，是本人在导师指导下，在哈尔滨理工大学攻读硕±学。位期间独立进行研究工作所取得的成果据本人所知，论文中除已注明部分外不包含他人已发表或撰写过的研充成果。对本文研巧工作做出贡献的个人和集体，均己在文中明确方式注明。本声明的法律结果将完全由本人承担。作者签名：才木身窗兩曰期：Ｗ／ｒ年：？月Ｚ７曰哈尔滨理工大学硕±学位论文使用授权书《生物质成型燃料热风炉换热器管壁温度优化控制》系本人在哈尔滨理工大学攻读硕±学位期间在导师指导下完成的硕±学位论文。本论文的研究成果归哈尔滨理工大学所有，本论文的研究内容不得其它单位的名义发

4、表。本人完全了解哈尔滨理工大学关于保存、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关。部口提交论文和电子版本，允许论文被查阅和借阅本人授权哈尔滨理工大学可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可！公布论文的全部或部分内容。本学位论文属于保密□，在年解密盾适用授权书。不保密曲。（请在ＵＡ上相应方框内打ａ／）＾化年多２７Ｖ作者签名：材身場巧日期：八月日导师签名：日期：Ｗ化年寒月１７日哈尔滨理工大学工学硕士学位论文生物质成型燃料热风炉换热器管壁温度优化控制摘要当今世界，随着社会经济的发展，人类所需要的能源越来越多，

5、传统化石能源所带来的环境问题也日益突出。在我国，人们生产生活日益增长的能源需求与环境日益恶化形成了一种矛盾的关系，生物质能源的使用为缓和这一紧张关系，提供了一条有效出路。特别是近几年，国家关于燃煤锅炉的排放标准日益严格，对于在生产生活中广泛应用的热风炉，许多企业将燃煤热风炉改造成为燃烧生物质成型燃料热风炉。但在改造后，产生了燃料燃烧不充分、换热器管道寿命缩短的问题，造成生物质燃料认可度不高，难推广的局面。因此，本文对生物质成型燃料热风炉的研究具有较大的实际意义，也为其他燃煤锅炉的改造提供有益的参考。本文针对现有煤改生物质热风炉在运行中存在的问题，根据生

6、物质成型燃料的燃烧特性，对热风炉进行重新设计与改造，并对热风炉在运行过程中，换热器管道损坏严重的问题，加以重点研究。运用热力学与传热学知识，推导出换热器管壁温度的计算公式，通过分析，得到影响换热器管壁温度的主要因素。对于降低烟气温度的方式提出两种方案，一种是将外界的冷空气与受热面入口处的高温烟气进行混合，另一种是将热风炉排出的低温烟气循环利用，与受热面入口处的高温烟气进行混合。两种方案均可使得受热面入口烟气温度降低，经过定性与定量分析，两种方案对于热风炉热效率的影响是不同的。运用前处理软件GAMBIT对热风炉换热器部分建立三维物理模型并划分网格，并应用

7、FLUENT数值模拟计算软件对热风炉换热器的运行状态进行模拟，得到换热器的流场与温度场。通过分析不同烟气温度与空气流速下，换热器管壁温度分布状态，从满足换热管金属材料极限耐热温度450℃的角度出发，找到延长热风炉换热器使用寿命的优化方案。关键词生物质成型燃料；热风炉；管壁温度；数值模拟；FluentI哈尔滨理工大学工学硕士学位论文ControlandOptimizationoftheHeatExchangerWallTemperatureoftheBiomassFuelHotAirFurnaceAbstractInthenowadays,withthe

8、developmentofsocietyandeconomy,humanneedmoreand