【正文】 致 謝 為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計(jì)就要結(jié)束了，也預(yù)示著我在哈工大這個(gè)美麗的校園內(nèi)的旅程也走進(jìn)了尾聲。因燃燒器的尺度與爐膛尺度相比很小，故網(wǎng)格的劃分采取先對(duì)燃燒器的邊界進(jìn)行線節(jié)點(diǎn)的劃分，之后再對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。（4） 二次風(fēng)噴口的布置為：1個(gè)二次風(fēng)噴口布置在一次風(fēng)噴口下方，稱為下二次風(fēng)噴口，以便托住煤粉并隔離煤粉；2個(gè)二次風(fēng)噴口分級(jí)布置在一次風(fēng)噴口上方，稱為上二次風(fēng)噴口。在燃燒器的設(shè)計(jì)中采用如下設(shè)計(jì)：（1） 采用熱風(fēng)送粉（因是無煙煤，著火不易），熱風(fēng)送粉溫度選為380℃，制粉系統(tǒng)中的磨煤廢氣作為三次風(fēng)送入燃燒器。顆粒軌跡的計(jì)算基于連續(xù)相流場的計(jì)算結(jié)果，且離散相的質(zhì)量和動(dòng)量在流場中的承載率很低，對(duì)連續(xù)相的流場沒有影響。圖534 爐膛一角的三次風(fēng)中煤粉射流軌跡圖535 得到爐膛一角的一次風(fēng)中煤粉射流軌跡圖536 爐膛一角燃燒器的煤粉射流軌跡 本章小結(jié)本章利用FLUENT軟件進(jìn)行流場的計(jì)算。點(diǎn)擊Pulse按鈕，即可查看動(dòng)態(tài)效果。（3） 顆粒運(yùn)動(dòng)軌跡顯示。且設(shè)定三次風(fēng)中攜帶的煤粉量占總煤粉量的10%（計(jì)算燃料消耗量在前面的設(shè)計(jì)中已經(jīng)計(jì)算得出）。操作：DefineModelsDiscrete Phase，打開離散相模型設(shè)置對(duì)話框，選取默認(rèn)設(shè)置，點(diǎn)擊OK。（3） 繪制速度分布圖。經(jīng)過953次計(jì)算，計(jì)算結(jié)果收斂。（9） 保存Case文件。（7） 流場初始化。e）其他邊界均為默認(rèn)設(shè)置。a）1cf邊界，一次風(fēng)空氣以速度23m/s垂直邊界面流入。操作：DefineOperating Conditions，首先對(duì)單相的空氣進(jìn)行計(jì)算，由于對(duì)空氣而言，重力的而影響甚微，可以不考慮重力的影響。操作：DefineModelsViscous，選取kepsilon紊流模型，彈出設(shè)置對(duì)話框，保持默認(rèn)設(shè)置。網(wǎng)格讀入后，執(zhí)行GridCheck指令，得到反饋消息Done。注意：對(duì)其他未設(shè)置的面，默認(rèn)為固壁。（2） 打開Mesh Volumes 對(duì)話框，選中整個(gè)Volumes，如下圖54所示。步驟二：創(chuàng)建模型分別按設(shè)計(jì)尺寸畫出爐膛、冷灰斗及燃燒器，通過移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)、融合等指令，將燃燒器與爐膛冷灰斗融合為一個(gè)整體。另外三次風(fēng)噴口設(shè)計(jì)為圓形，也增加了網(wǎng)格劃分的復(fù)雜性，故將三次風(fēng)噴口簡化為正方形。顆粒軌跡的計(jì)算基于連續(xù)相空氣流場的計(jì)算結(jié)果，且離散相（煤粉顆粒）的質(zhì)量和動(dòng)量在流場中的承載率很低，對(duì)連續(xù)相空氣的流場沒有影響，故此種計(jì)算方法是可行的。在進(jìn)行計(jì)算時(shí)，F(xiàn)LUENT求解器的選取有四種：（1） FLUENT 2D——二維單精度求解器；（2） FLUENT 3D——三維單精度求解器；（3） FLUENT 2ddp——二維雙精度求解器；（4） FLUENT 3ddp——三維雙精度求解器。FLUENT軟件功能強(qiáng)大，復(fù)雜難懂。可以生成的網(wǎng)格包括二維的三角形和四邊形網(wǎng)格，三維的四面體、六面體和混合網(wǎng)格。給出噴口的布置方式（一次風(fēng)噴口集中布置，一個(gè)下二次風(fēng)噴口，兩個(gè)上二次風(fēng)噴口，三次風(fēng)噴口布置在最上方），在合理范圍內(nèi)選取各噴口間間距，保證燃燒器整體的高寬比合適。一般情況下二次風(fēng)噴口設(shè)計(jì)為可擺動(dòng)形式，以便控制二次風(fēng)與一次風(fēng)的混合時(shí)間。（2） 為了增加一次風(fēng)射流與周圍高溫?zé)煔獾慕佑|面積，噴口常設(shè)計(jì)成直立狹長型，以增加一次風(fēng)射流周界，但其高寬比也不易過大，否則射流剛性變差而偏離導(dǎo)致爐膛及受熱面結(jié)渣。周界風(fēng)的風(fēng)量一般為二次風(fēng)量的10%左右，風(fēng)速為30~45m/s，風(fēng)層厚度為15~25mm。這時(shí)還有10~15%的煤粉和高濕度低溫度的干燥劑（100℃），只能作為三次風(fēng)送入爐膛，三次風(fēng)噴口應(yīng)布置在上二次風(fēng)噴口以上一定距離處，采用較高的風(fēng)速，使其能穿透高溫?zé)煔膺M(jìn)入爐膛中心。因本設(shè)計(jì)使用的煤種是無煙煤，不易燃燒，為保證鍋爐的可靠運(yùn)行及煤粉的可靠供應(yīng)，故采用中間儲(chǔ)倉式制粉系統(tǒng)，與鋼球磨煤機(jī)配合使用。這種系統(tǒng)最適合配用調(diào)節(jié)性能較差的鋼球磨煤機(jī)。 制粉系統(tǒng)的分類 不同性質(zhì)的燃料，不同負(fù)荷的鍋爐以及與燃燒器的配合情況，有多種不同的制粉系統(tǒng)。其中常用的鋼球磨煤機(jī)是低速磨煤機(jī)的一種。故制粉系統(tǒng)的選取影響這燃燒器的設(shè)計(jì)。如下表34：序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式或來源結(jié)果單位1燃料低位發(fā)熱量給定26400 KJ/Kg2冷空氣溫度給定30 ℃3理論冷空氣焓查表3，插入法計(jì)算 KJ/Kg4排煙溫度給定140 ℃5排煙熱焓查表3（α=），插入法計(jì)算 KJ/Kg6排煙過量空氣系數(shù)查表2 —7排煙熱損失 %8固體不完全燃燒熱損失查表8394 %9氣體不完全燃燒熱損失查表8390 %10散熱損失查圖34 %11灰渣物理熱損失0 %12鍋爐總熱損 %13鍋爐熱效率 %14鍋爐蒸發(fā)量給定 Kg/s15過熱蒸汽出口焓 KJ/Kg16飽和水焓 KJ/Kg17給水焓 KJ/Kg18鍋爐排污率給定 %19鍋爐總吸熱量 KW20燃料消耗量 Kg/s21計(jì)算燃料消耗量 Kg/s表34 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計(jì)算通過鍋爐熱量計(jì)算，得出計(jì)算燃料消耗量后，查表參考選取鍋爐截面熱負(fù)荷，接下來進(jìn)行爐膛橫斷面的設(shè)計(jì)計(jì)算。煙氣特性如下表32：表32 煙氣特性序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式或來源爐膛與防渣管過熱器上級(jí)省煤器上級(jí)空氣預(yù)熱器下級(jí)省煤器下級(jí)空氣預(yù)熱器1漏風(fēng)系數(shù)查表43 2出口過量空氣系數(shù)查表44 3平均過量空氣系數(shù) 4實(shí)際水蒸氣容積 5實(shí)際煙氣量 6RO2容積份額 表32（續(xù)表）序號(hào)名稱符號(hào)計(jì)算公式或來源爐膛與防渣管過熱器上級(jí)省煤器上級(jí)空氣預(yù)熱器下級(jí)省煤器下級(jí)空氣預(yù)熱器7H2O份額 8三原子份額 9煙氣質(zhì)量 10飛灰濃度 查表并計(jì)算得焓溫表如下表33：表33 焓溫表　　(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 100 —— 200 — 300 — —400 — —500 ———600 ———700 ———800 ———900 ———1000 ———1100 ———1200 ———1300 ———1400 ———1500 ———1600 ———1700