秸秆燃气增氧燃烧特性的数值模拟

采用ANSYS Fluent软件对秸秆燃气增氧燃烧特性进行二维数值模拟,对燃烧室进行模型设计以及模型假设,运用网格生成软件ANSYS ICEM对燃烧室进行网格划分,结合实际工况以及理论计算值,设置较合理的边界条件,利用Fluent软件对燃烧模型进行仿真求解。针对4种不同入口氧气体积分数(21%,24%,27%,30%)工况下秸秆燃气燃烧室内的温度分布、速度分布及各烟气组分体积分数和污染物NOx生成情况,得出以下结论。增氧燃烧通过提高入口氧气体积分数,减少了加热助燃空气中氮气所需的热量,提升燃烧温度,促进燃烧完全。此燃烧室最适合入口氧气体积分数等于30%的秸秆燃气增氧燃烧。增氧燃烧中,随着入口氧气体积分数的提高,燃烧室最高当地速度和出口平均速度均增加。增氧燃烧中,随着入口氧气体积分数的增加,生成的烟气中H2O、CO2的体积分数均提高,N2的体积分数降低,在入口氧气体积分数为30%时,H2O和CO2这两种辐射能力较强的气体体积分数达到23.7%,增强了燃烧过程的辐射换热。增氧燃烧中,温度对于污染物NOx的影响较大。在燃烧室的局部高温区,NOx质量分数较高,说明热力型NOx占据污染物NOx的大部分,温度的上升导致NOx生成量明显增大。入口体积分数大于等于27%时,NOx排放体积分数明显高于相关标准限定值,所以在追求增氧高温燃烧的同时,要注意烟气的降硝处理,从而满足氮氧化物低排放标准的要求。