用FLUENT對(duì)不同運(yùn)行狀態(tài)下的燃燒器進(jìn)行建模
摘要
在本文提出了使用商業(yè)軟件FLUENT研究燃燒器不同運(yùn)行狀態(tài)下的結(jié)果。該數(shù)學(xué)模型是建立在用歐拉描述連續(xù)相和用拉格朗日描述一個(gè)隨機(jī)的煤顆粒的基礎(chǔ)上。三維燃燒模型用于確定一個(gè)典型的500MW的電站鍋爐的溫度和熱通量型材等熱特性。使用三維模型確定溫度分布為100％鍋爐負(fù)荷，以及降低鍋爐負(fù)荷進(jìn)行了預(yù)測(cè)。通過(guò)粒子軌跡的分析，以確定在鍋爐燃燒過(guò)程中諸如燃燒器污垢的操作問(wèn)題的原因，高未燃盡的碳和溫度。同時(shí)也研究過(guò)剩的空氣對(duì)爐溫格局的影響。雖然文獻(xiàn)資料有限，但模型計(jì)算表明，在完全和試點(diǎn)實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)有較好的規(guī)模。利用這些CFD模型研究取得的經(jīng)驗(yàn)，有可能提高鍋爐運(yùn)行，關(guān)于穩(wěn)定和材料，爐壁的溫度，其中專家系統(tǒng)的鍋爐的運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。
關(guān)鍵詞：壁掛式燃煤爐;生成網(wǎng)格;計(jì)算流體力學(xué)，湍流;多相流;粒子軌跡。
1．介紹
近年來(lái)關(guān)于大型燃燒器進(jìn)行優(yōu)化的重要性已經(jīng)成為十分相關(guān)。所有優(yōu)化策略是針對(duì)延長(zhǎng)其壽命，提高熱效率，減少污染物排放量。此外，對(duì)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，高效利用煤粉是關(guān)鍵。為了達(dá)到較高的燃燒效率，主要影響因素如顆粒大小，分布，氣體和粒子溫度，局部熱釋放，當(dāng)?shù)氐难鯕鉂舛?，煤熱解?dòng)力學(xué)參數(shù)和氧化炭，炭性能應(yīng)深入了解[1,2]。在工程實(shí)踐中，這是非常難以調(diào)查的直接在鍋爐燃燒過(guò)程產(chǎn)生的各種易燃物。利用計(jì)算機(jī)對(duì)鍋爐模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)而不是建設(shè)真正的鍋爐，并試圖檢查和改進(jìn)這些特點(diǎn)，[3-7]。這些技術(shù)中的一個(gè)可視化鍋爐參數(shù)的影響是選擇計(jì)算（CFD）模擬流體動(dòng)力學(xué)，這可以是一個(gè)潛在的準(zhǔn)確和成本的有效工具。在過(guò)去20年來(lái)，在確定和解決有關(guān)煤粉燃燒問(wèn)題，CFD已經(jīng)獲得有效的工具信譽(yù)，[8-10]。特別的，它可以提供洞察到陌生的煤燃燒特性基于這個(gè)原因，已被廣泛應(yīng)用于評(píng)估煤在基準(zhǔn)，試點(diǎn)和全面爐的燃燒性能[3,8-14]。然而，有限的研究，討論了操作條件的影響，如燃燒器負(fù)荷，過(guò)量空氣（等在對(duì)面墻上的燃煤爐公開(kāi)文獻(xiàn)）[1]。此外，較早前，非結(jié)構(gòu)化的代碼（如FLUENT軟件版本6）尚未建立模擬煤粉燃燒。
在本研究中，已試圖模擬爐操作和可視化的基礎(chǔ)上，通過(guò)CFD模擬燃燒過(guò)程獲得參數(shù)。這些參數(shù)包括溫度下實(shí)現(xiàn)各鍋爐部件，顆粒停留時(shí)間，顆粒速度，輻射爐膛內(nèi)的分布。本文著重對(duì)不同鍋爐的運(yùn)行條件做性能預(yù)測(cè)。鍋爐幾何和運(yùn)行狀態(tài)隨著數(shù)學(xué)模型，在下面的部分被詳細(xì)的使用。模擬結(jié)果是根據(jù)實(shí)例（在不同的經(jīng)營(yíng)行業(yè)使用條件），但數(shù)據(jù)來(lái)源有一定的范圍內(nèi)，該行業(yè)不受侵犯專利的問(wèn)題。它必須是提到，取得計(jì)算模擬驗(yàn)證是昂貴的，但即使用戶已實(shí)驗(yàn)現(xiàn)有數(shù)據(jù)，