流化床内高浓度气固多相流动和燃烧的数值试验研究

【摘要】： 本文主要对高浓度气固两相流和电站锅炉中的循环流化床和W炉内的燃烧和污染物排放过程进行了较为详细的数值模拟研究。 在对高浓度气固两相流的研究中，成功的运用双流体模型对两维和三维垂直立管段进行了研究，揭示了垂直立管内的高浓度气固流动的颗粒碰撞以及气相和颗粒相的相互影响的一些规律。随后研究了鼓泡床内的气泡运动变化规律，分别模拟了单个气泡和连续气泡的生成、生长、破裂以及合并等的行为特性并且和实验数据进行了对照，取得了较好的结果。接着运用颗粒相直接模拟思想，大胆地鞣和了国内外学者关于软颗粒、硬颗粒模型对颗粒碰撞计算的不同方法，分别用软、硬颗粒模型计算了不同的例子。 在对高浓度气固两相流动的系统研究基础上，针对我们热能所研制开发的75t／h循环流化床热电气三联供装置，首次对于流化床燃烧炉内的燃烧和污染物排放进行了较全面的数值模拟，得出了炉内的流场、颗粒轨迹场、温度场和组份场，研究了煤粉燃烧特性和氮氧化物的排放特性以及影响它们的因素。 最后，对国内外正日益广泛采用的另一种低污染高效燃烧技术—W炉燃烧的煤粉燃烧特性和污染物排放也进行了较深入的研究，所得到的结论希望可以对W型锅炉性能的设计、运行有所参考。 本文的工作是对高浓度气固多相流研究和流化床和W炉燃烧技术研究的尝试，所取得的结果表明数值试验方法在预测和验证工程流动、燃烧问题方面的准确性和有效性。