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油页岩循环流化床锅炉燃烧数值模拟研究

潘冬慧  
【摘要】: 近些年来,能源危机日益严重,国际油价飙涨,全世界闹起了“石油荒”,寻找石油替代能源迫在眉睫,油页岩再次得到了人们的关注。油页岩在循环流化床锅炉内燃烧的好与坏对油页岩的综合利用有一定的影响。因此了解油页岩在循环流化床内的流动和燃烧特性可以为设计和运行提供一定的理论基础,可以更好的利用油页岩资源。 本文采用EULERIAN双流体模型,非稳态隐式求解,对煤和油页岩颗粒在炉内的流动特性进行了数值模拟;改变一次风速,对炉膛内油页岩颗粒的空隙率和炉膛高度方向速度进行了模拟。在热态方面,对煤在设计工况下燃烧进行了数值模拟;在不同风速和不同循环倍率下对油页岩燃烧进行了数值模拟,得出最佳运行风速和较优循环倍率,并分析了煤和油页岩燃烧的区别。 数值模拟结果表明:油页岩颗粒在循环流化床内流动符合“环-核”流动,EULERIAN双流体模型适合油页岩颗粒流动模拟;在炉膛同一高度,油页岩颗粒空隙率大于煤颗粒空隙率;随着一次风速的增大,油页岩颗粒空隙率和炉膛高度上升速度增大;通过炉膛内温度和SO2浓度分析得出,最佳风速为5 m/s,较优循环倍率为6;桦甸油页岩具有自身固硫能力,在达到环保要求下,不必设脱硫系统;油页岩燃烧时炉膛内O2摩尔分数由边壁区至核心区减小。


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