DD分解炉流场仿真分析

我院设计的某项目DD型分解炉,其结构尺寸设计主要依据经验值,现业主方要求对设计结构合理性进行验证。为降低投资成本及缩短验证周期,本文采用数值模拟仿真技术取代传统试验方法,对所设计的分解炉建立相应三维模化理论模型,通过模拟其内部流场,得到相应的压力场、温度场、颗粒运动流场等值。根据模拟结果验证设计结构的合理性,同时找出优化设计方案。     

三喷腾DD分解炉内煤粉燃烧的数值模拟

本文采用Ansys软件平台中的非预混燃烧模型,对于日产5000 t熟料的水泥生产线上三喷腾型DD分解炉内煤粉燃烧过程进行了数值模拟计算,从而得到了煤粉燃烧后所形成的炉内温度场和组分浓度场.模拟计算的结果表明,该类型分解炉内的高温区位于炉体下部,最高温度约为1800 K;随着炉膛高度增加,炉内温度场呈均匀降低趋势;煤粉入口处挥发份和CO的浓度较高,CO2的浓度较低,并且随着反应的继续进行,CO和O2浓度将逐渐降至0.     

高效喷旋分解炉内湍流流场的数值模拟

针对华新水泥厂宜都生产线上的一种高效分解炉建立数学模型，采用k-ε模型对炉内的气相流场进行了数值模拟。数值计算结果从不同角度对速度场进行了分析，直观清晰地展现了分解炉内的气流运动规律。模拟结果预测了炉内气流在整体上螺旋上升而在局部存在大量回流运动的规律，为研究适合劣质燃料燃烧的炉型结构提供了重要的参考价值，并为进一步研究分解炉内的传热、传质及化学反应过程提供了理论依据。     

分解炉内气相湍流流动的数值模拟分析

针对高原地区某分解炉的实际尺寸，采用Realizable（带旋流修正的）κ-ε双方程模型对分解炉内气相湍流流场进行数值模拟，分析了该分解炉内速度及湍动能分布特征，验证了该分解炉的设计合理性，为进一步研究分解炉优化设计提供了参考。     

耀县厂DD型分解炉的研究与实践

我厂ＤＤ型预分解窑设计产量为２０００ｔ／ｄ,回转窑规格为Ф４ｍ ｘ６０ｍ,窑尾采用从日本引进的双系列五级悬浮预热器和ＤＤ型分解炉技术。该线于１９９２年底建成投产,至今已投产运行近８年。ＤＤ炉是预分解系统中的关键设备,为了更好地深入领会ＤＤ炉的设计意图、工作机理及系统匹配,１９９５年对ＤＤ炉系统进行了反求研究,得出了该系统有关的技术参数和技术特点,给生产提供了很好的指导作用。笔者结合反求研究的基本结论,并结合该线百年的生产实践,就ＤＤ型分解炉作一分析。１ＤＤ型分解炉的特点 ＤＤ型分解炉是在以高效、环…     

旋喷结合分解炉的流场模拟

描述了旋喷结合分解炉内气体流动的基本运动方程，提出了用重整化群（renormalization group)k-ε方法处理旋喷结合分解炉数值模拟的方法，并针对工程应用中的分解炉进行了模拟计算及分析比较。结果表明，数值模拟方法可与试验研究方法并存与互补，共同用于分炉的优化开发设计。     

旋喷结合分解炉的流场模拟

描述旋喷结合分解炉内气体流动的基本运动方程，提出用重整体群（Renormalization Group)k-ε方法处理旋喷结合分解炉数值模拟的方法，并针对工程应用中的分解炉进行了模拟计算及分析比较，结果表明数值模拟方法可与试验研究方法并存与互补，共同用于分解炉的优化开发设计。     

DD分解炉燃烧与分解耦合过程的数值模拟

针对一实际尺寸的DD分解炉进行了煤燃烧与碳酸钙分解耦合过程的三维数值模拟研究,其中,对连续相采用Euler坐标系下的k-ε双方程湍流模型,采用离散相模型(discrete phase model)进行颗粒相的运动轨迹计算,采用组分运输模型(species transport model)结合涡耗散概念模型(EDC)模拟煤粉燃烧及生料分解过程,采用P-1辐射模型计算气体和颗粒之间的辐射换热。计算所得煤粉燃烬率为86%,碳酸钙分解率为92.9%,与工程实际数据吻合较好,表明模拟结果的可信性。研究结果表明:来自底部向上运动的高速烟气流与两股横向三次风相遇后,汇合成一股高速向上运动的主气流,携带着煤粉流在分解炉中心处向上运动,并偏向位于分解炉侧面的出口方向;煤粉的燃烧主要发生在分解炉下半柱体部分中心处,并形成了高温区;碳酸钙则围绕着高温区迅速分解,其分解过程主要发生在分解炉下半柱体部分。     

富氧条件下分解炉三维流场数值模拟

以前期实验为基础,将某水泥厂KDS分解炉为原型修改成富氧燃烧的分解炉,运用fluent软件,模拟30％氧气浓度下,炉内气固两相流,根据速度云图、压力云图、CaCO3分解率的结果显示,炉内流场与实际工况较为一致,说明结果具有一定可靠性;温度云图整体高出实际工况,反映出富氧燃烧能够使分解炉内煤粉燃烧更加充分,提高燃烧效率的优点,在水泥行业中有很好的应用前景.     

Numerical Simulation of Pollutant Formation in Precalciner

For cement plants, great attention is being paid to the emission of the pollutant gases, especially NO, CO and CO₂. Precalciner is an important equipment in a cement plant in that it can reduce not only the heat loading of rotary kiln but also the NO emission because of its relative low operating temperature. In this paper, the mechanisms for the formation of NO and CO are analyzed and a numerical simulation technique is applied to model the coal combustion, raw material decomposition and concentration distribution of the pollutant gases in a full scale DD‐PRC (dual combustion and denitrator process precalciner). The predicted results agree well with the measured data.     

两种湍流模型在多孔孔板流场数值计算中的比较

根据多孔孔板流量计的流场特点选择SST四方程和SST k-ω湍流模型对多孔孔板进行仿真计算,将流出系数计算结果与实流实验结果进行比较。结果表明:相对于SST k-ω湍流模型来说,SST四方程湍流模型更适合计算多孔孔板流量计的流场,而且雷诺数较小时计算精度较高。另外,多孔孔板流量计的环隙比接近1时流出系数线性度最好,达0.8%;环隙比远小于1时流出系数线性度最差,为3.6%。     

旋风管内气相的湍流运动特性

利用二维激光多普勒测速仪(LDV)测量了旋风管内湍流运动的时均速度、脉动速度、能谱函数、微分尺度及湍流耗散等参数，对湍流特性参数分布进行了详细的描述，并初步分析了旋风管内湍流运动特性对颗粒分离的影响.     

两种带涡流室分解炉内气相流场的模拟对比研究

针对两种带涡流室的同种类型不同炉膛尺寸不同生产效率的分解炉建立模型,运用流体力学软件,采用Euler坐标系下的Realizable k-ε模型对分解炉内的气相流场进行了模拟与对比分析。结果表明,两种分解炉内气流场规律一致,气流进入炉膛后沿分解炉壁面螺旋上升,在分解炉中心区域则形成了低速区;但是,炉膛直径小的分解炉内的气流平均停留时间稍短,约为6.70 s,而炉膛直径大的分解炉气流平均停留时间则更长,约为9.45 s,表明其旋流程度更强,更有利于延长物料在炉内的停留时间。     

旋流分离器流场模拟研究方法优化选择

对旋流分离器流场计算流体力学研究中的湍流模型、网格划分方案、控制方程离散格式及计算步骤等内容的选择进行了分析. 通过与流场测量数据进行对比,指出雷诺应力模型比RNG k-e模型更能表征分离器切向速度场的组合涡特征;非结构六面体网格划分方案的预测结果更精确;二阶迎风格式的模拟精度并不一定比QUICK格式的模拟精度差,在分离器结构设计及网格划分较复杂的情况下,推荐使用二阶迎风格式;在PISO算法的非稳态计算条件下,收敛残差量级可达10-6以上. 优选的流场模拟研究方法可用于分离器流场分析及指导分离器工程设计.     

涡旋式分解炉内煤粉与RDF共燃过程中的交互影响

针对一实际尺寸的涡旋式分解炉,建立了煤粉与RDF共燃模型,通过数值模拟的方法研究了从不同高度入炉的煤与RDF共燃过程中的交互影响规律.研究结果表明:位于煤粉进口上方的RDF入炉燃烧后,对来自下方的未燃烬煤粉的燃烧具有一定的阻碍作用,使其燃烧速率降低了,进而使得交互作用区的温度有所降低;而位于RDF进口下方的煤粉燃烧后所产生的高温气流上升至RDF燃烧区后,则对RDF的燃烧产生了很强的促进作用,不仅使其燃烧速率提高了,而且使其燃烧路径缩短了;在燃料完全燃烧所释放的热量相等的前提下,当一部分煤粉被RDF替代后,炉内的温度梯度将变小,但平均温度会有所下降.     

分解炉混煤燃烧最佳底锥入口直径的模拟研究

针对某水泥厂5500 t/d三喷腾型分解炉,采用数值模拟方法,对温度场、速度场、组分浓度场进行仿真研究,得到了底锥入口直径变化时炉内混煤燃烧规律和碳酸盐分解规律,确定了仿真条件下最佳入口直径,并通过现场测试验证了仿真计算模型的可靠性.通过仿真研究结果综合评价,确定计算条件下最佳入口直径为2.0m,此时,炉内流场合理,高温区范围最大,且其温度值能满足生料分解要求,煤粉燃尽率为91.87％,生料分解率为94.42％.     

喷动流化床气相旋流流场的数值模拟及试验

基于Fluent软件,采用标准k-ε双方程模型对喷动流化床内气相旋流流场进行了数值模拟,获得了有利于造粒和包衣操作的流动结构,并通过试验测量验证了预测结果的可靠性.该研究为喷动流化床的设计和结构优化提供了有价值的参考.