基于欧拉-拉格朗日模型的不同含水率生物质热解对比研究

基于欧拉-拉格朗日模型,对固定床中不同含水率(水分质量分数)的生物质颗粒温度分布变化进行研究,利用OpenFOAM软件分析颗粒平均温度和固相质量分数的变化,以及不同热解阶段的颗粒温度分布。结果表明:生物质的含水率越高,在热解中期的颗粒温度分布越不均匀;而在热解前期及热解后期,含水率对颗粒温度分布影响不大;含水率越高,热解过程中的有效传热系数越大。     

垃圾焚烧炉内水分干燥过程分析及其仿真研究

针对北京市生活垃圾的组分分布特点,建立了垃圾模块的数学模型。分析了垃圾模块在垃圾焚烧炉内的蒸发过程,主要包括对流换热和辐射换热过程。根据垃圾中水分的质量变化,提出了水线的概念。以水线为界,将通常认为的静态干燥区变为随水线变化动态干燥区。给出了水线在垃圾水分含量、一次风、干燥炉排速度和一次燃烧室温度输入下的阶跃响应。仿真结果表明,炉排上的干燥区域是一个不断变化的区域,水分含量、干燥炉排速度和一次燃烧室温度对水线位置影响较大,而一次风温度和压力的直接影响有限。此结果与实际焚烧过程较吻合。     

生物质气与煤混燃锅炉燃烧性能模拟研究

为了分析生物质气与煤混合燃烧对锅炉燃烧过程以及运行性能的影响,基于Aspen Plus建立了生物质气化以及合成气与煤混合燃烧模型,对不同煤种与含水率为20%的松木气化合成气的混燃过程以及燃烧产物排放特性进行研究,得到了在不同生物质气掺烧比例下的锅炉最高燃烧温度、排烟体积、排烟温度、锅炉效率以及燃烧产物的变化规律。结果表明:在锅炉输入总热量不变的情况下,随着生物质气掺烧比例由0%增加到30%,混烧后的最高燃烧温度随着煤种质量的降低而降低,但排烟温度逐渐增大;烟气飞灰减少,机械未完全燃烧热损失减小,导致锅炉效率逐渐增加。     

生物质气与煤粉混燃过程数值模拟

为了分析生物质气与煤粉混燃对锅炉燃烧过程的影响,利用Gambit软件对锅炉的炉膛结构进行网格划分,并基于Fluent软件,搭建生物质气和煤粉混合燃烧模型,对混合燃烧过程进行数值模拟和计算,分析随着生物质气掺烧比的变化,炉内温度场、速度场以及一次风喷口的气流场等的分布特征。结果表明,随着生物质气掺烧比的增大,炉膛中心截面最高温度逐渐降低,燃烧器区域的温度逐渐升高,炉膛中心部分气流速度及旋转强度增强,但对一次风口处的流场影响不大。     

煤粉气流在高温空气中着火与熄火的试验研究

提出了一种新型的高温空气煤粉直接点火燃烧器,并建立了相关试验系统平台。选用神华混煤,在成功点燃冷态煤粉气流的基础上,对影响着火与熄火热空气温度的各个因素(煤粉粒径、煤粉浓度、一次风流量、热风流量)进行了试验研究。试验结果表明,随着一次风流量的增大或煤粉浓度的降低,着火与熄火热空气温度下降,且一次风流量的影响更为显著;热风流量对其影响呈现两面性。在3种试验煤样中,粒径分布越细的煤样,其着火与熄火热空气温度相差越大。其余各因素对细颗粒煤粉气流的着火热空气度产生的影响比粗颗粒大;而对粗颗粒煤粉气流的熄火热空气温度的影响又大于细颗粒。     

低风速环境下光伏组件积灰特性模拟研究

以YL250P-29b光伏组件为研究对象,利用COMSOL软件对其在低风速环境下的积灰特性进行了数值模拟;模拟与实验的对比结果表明,两者数量级相同且变化趋势一致,验证了数值模拟方法的合理性.分析了风速、粒径、安装倾角对光伏组件表面积灰特性的影响,结果表明,低风速环境中,同一安装倾角下对于20和25μm颗粒,积灰密度随风速增加而增加;风速不变且安装倾角大于30°后,积灰密度随安装倾角增加而降低;当风速和安装倾角相同时,20μm粒径的积灰密度大于其它粒径的;安装倾角为30°时,颗粒各粒径下的积灰密度均达到峰值,此后随安装倾角增加而下降;一定条件下,可结合灰尘粒度分析结果考虑适当增加安装倾角以减小颗粒沉积.     

椭圆管氟塑钢空气预热器烟气侧流动与换热特性数值研究

针对椭圆管氟塑钢空气预热器开展了烟气侧流动与换热特性的数值研究,分析归纳了椭圆率、横纵相对节距、内外氟塑料膜厚度以及空气膜厚度对传热与阻力的影响规律。计算结果表明:随着椭圆率的增大,平均对流传热系数与流动阻力均逐渐增加,而单位风机功率的传热速率逐渐下降;增加纵向相对节距和减小横向相对节距会增大平均对流传热系数与压降,不利于椭圆管空气预热器综合性能的提高;内外氟塑料膜厚度的增加均会导致换热量的减少,但内壁氟塑料膜对换热性能的影响更大;换热量随着空气膜厚度的增加快速降低,仅0.10 mm厚度的空气膜就可使换热量下降33.1%;氟塑料覆膜技术水平是椭圆管氟塑钢空气预热器推广应用的重要影响因素。     

动车组支柱绝缘子伞裙不同部位积污特性的仿真研究

为研究动车组支柱绝缘子伞裙不同部位积污特性,将动车组支柱绝缘子伞裙分为迎风面、背风面和侧风面,建立了积污特性的流场计算模型,以质量沉积率为表征积污特性的参数,分析了不同部位质量沉积率与污秽颗粒粒径、气流速度之间的关系,比较了不同部位质量沉积率的差异性。仿真结果表明:迎风面和侧风面质量沉积率随污秽颗粒粒径的增大而增大,背风面质量沉积率随污秽颗粒粒径的增大而减小;不同部位质量沉积率与气流速度的关系受污秽颗粒粒径的影响,当污秽颗粒的粒径大于10μm时,随着气流速度增大,迎风面和侧风面质量沉积率增大,背风面质量沉积率保持为0,在相同污秽颗粒粒径和气流速度条件下,迎风面质量沉积率大于侧风面,而当污秽颗粒的粒径小于10μm时无上述规律。     

超临界350MW机组W火焰锅炉多次引射分级燃烧三次风倾角数值优化

针对某台新建的采用多次引射分级燃烧技术的超临界350 MW机组W火焰锅炉,采用数值计算研究了三次风倾角分别为0°、10°、20°、30°时对炉内流动和燃烧的影响。结果表明:三次风倾角为0°和10°时,炉内流场偏斜,下炉膛利用率偏低,炉膛出口烟气温度及NOx排放质量浓度较高;当三次风倾角增至20°后,炉内流场趋于对称,气流下射深度大,炉膛出口烟气温度及NOx排放质量浓度较佳;进一步加大三次风倾角至30°时,气流下冲过深,对冷灰斗产生明显的冲刷且冷灰斗内温度较高。综合考虑炉内流场对称性、炉膛出口烟气温度和NOx排放,三次风倾角取20°为宜。     

600MW煤粉/生物质富氧燃烧锅炉热力特性分析及优化

富氧燃烧技术是燃煤CO2减排最有应用前景的技术之一。煤粉/生物质富氧下的混燃,不仅可以实现CO2的零排放,更是由于生物质的引入相当于实现大气中CO2的捕集而具有重要的应用价值。以某600MW煤粉炉为例,进行了煤粉/生物质富氧燃烧的热力特性分析和锅炉结构优化设计,并与空气燃烧下各性能参数进行了对比。结果表明:富氧燃烧下,烟气量、锅炉效率和燃煤量随着生物质输入热量的增加均略有降低;相比空气燃烧,富氧燃烧下单位时间烟气量减少,燃煤量减少,锅炉辐射换热增强,对流换热量降低。优化设计后富氧燃烧下锅炉主体尺寸减小,受热面布置发生较大变化。