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《中国科学技术大学》 2006年
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煤粉近壁燃烧模型构建及液排渣式燃烧器的特性研究

汪小憨  
【摘要】:燃油窑炉面临油价大幅上涨、油料供应紧张的严峻态势,另一方面,大批中小型燃煤窑炉由于技术落后,提高效率、控制粉尘、降低NO_x及SO_2等污染物排放的需求极为迫切,我国众多的工业窑炉急需一种高效、低污染又能节省油气资源的洁净煤技术。在进入“十一五”之际,我国政府提出能源可持续战略集中体现在“节能优先、保障供给、结构多元、环境友好”,开展清洁煤技术以及“煤代油”技术的研究与开发,因而本文的研究具有重要的应用价值和现实意义。 基于液排渣燃烧方式提出的“煤粉低尘燃烧技术”在提高燃烧效率、降低粉尘排放、控制硫化物和氮氧化物排放方面具有独特的设计构思和燃烧特点,经过“九五”国家攻关项目的支持,已经完成了200kg/h燃烧器的冷态实验和一部分热态试验,体现了良好的开发价值和应用前景,但在燃烧器的结构优化、保证液排渣特性的制约条件、热效率提高、多级燃烧配置等多方面还存在许多未解决问题,需要对于燃烧器有更深入和系统的研究。由于煤粉燃烧器的热态试验投资大而且高温燃烧场的观察和测试手段复杂、困难大,单纯依靠热态试验难以对新型燃烧技术的进一步改进和完善提出合理有效的措施,因而本研究采用以数值模拟为主的手段对液排渣燃烧器内相关理论模型和燃烧特性进行研究。 本文首先采用STAR-CD软件为计算平台,对液排渣燃烧器内的燃烧特性进行数值模拟。在合理选择气相流动、固相流动、煤燃烧以及NO_x生成等模型的同时,通过对壁面条件的近似处理,探讨了煤粉在壁面处的运动情况,并以此为基础考察了燃烧场的两相流动特性,模拟了燃烧器内煤粉的燃烧过程以及各物理量的分布。在与实验比较的基础上,对燃烧器的结构进行改进,为液排渣煤粉燃烧模型的开发和完善奠定基础。 根据CFD软件计算结果对燃烧器进行了改进,进行新一代燃烧器的热态试验研究,测量了不同化学计量比下的温度、浓度分布,特别是得出了灰渣捕集率和飞灰浓度排放的定量结果,为低尘燃烧器的开发和数学模型的构建提供了有用的热态试验数据。更为重要的是从计算结果和试验现象的分析比较中发现常规的
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TK17

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
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【参考文献】
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【共引文献】
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈恩鉴,林伯川,阎常峰;煤粉低尘燃烧技术[J];节能与环保;2002年11期
2 由长福,祁海鹰,徐旭常,Bernard Baudoin;采用不同湍流模型及差分格式对四角切向燃烧煤粉锅炉内冷态流场的数值模拟[J];动力工程;2001年02期
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7 徐明厚,郑楚光,HE X G,AZEVEDO J L T,CARVALHO M G;煤灰沉积的传热过程模型及其数值研究[J];工程热物理学报;2002年01期
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前7条
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【二级参考文献】
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
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7 宋瑞银;冷热源微小型热电电源的研究[D];浙江大学;2006年
8 王恩宇;气体燃料在渐变型多孔介质中的预混燃烧机理研究[D];浙江大学;2004年
9 曹海亮;微尺度燃烧特性及微能源系统的研制[D];中国科学技术大学;2006年
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4 齐永霞;水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流数值模拟[D];华北电力大学(河北);2003年
5 刘海波;高温空气无油点火及低负荷燃烧器运行的数值模拟[D];华北电力大学(北京);2005年
6 褚金华;渐变型多孔介质燃烧器的研究与开发[D];浙江大学;2005年
7 吴艳荣;内蒙古丰泰发电公司~#1锅炉结渣问题的试验研究[D];华北电力大学(北京);2004年
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9 徐文彪;DG670/13.7-4型锅炉燃烧调整及燃烧器改造研究[D];华北电力大学(北京);2004年
10 韩立军;浓淡燃烧技术在保定热电厂#4炉上的应用与研究[D];华北电力大学(河北);2005年
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