430t直流煤粉燃燒器的設計及冷態(tài)流場的計算(文件)
【正文】 致 謝 為期一個學期的畢業(yè)設計就要結(jié)束了，也預示著我在哈工大這個美麗的校園內(nèi)的旅程也走進了尾聲。因燃燒器的尺度與爐膛尺度相比很小，故網(wǎng)格的劃分采取先對燃燒器的邊界進行線節(jié)點的劃分，之后再對整個模型進行網(wǎng)格劃分。（4） 二次風噴口的布置為：1個二次風噴口布置在一次風噴口下方，稱為下二次風噴口，以便托住煤粉并隔離煤粉；2個二次風噴口分級布置在一次風噴口上方，稱為上二次風噴口。在燃燒器的設計中采用如下設計：（1） 采用熱風送粉（因是無煙煤，著火不易），熱風送粉溫度選為380℃，制粉系統(tǒng)中的磨煤廢氣作為三次風送入燃燒器。顆粒軌跡的計算基于連續(xù)相流場的計算結(jié)果，且離散相的質(zhì)量和動量在流場中的承載率很低，對連續(xù)相的流場沒有影響。圖534 爐膛一角的三次風中煤粉射流軌跡圖535 得到爐膛一角的一次風中煤粉射流軌跡圖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軟件進行流場的計算。點擊Pulse按鈕，即可查看動態(tài)效果。（3） 顆粒運動軌跡顯示。且設定三次風中攜帶的煤粉量占總煤粉量的10%（計算燃料消耗量在前面的設計中已經(jīng)計算得出）。操作：DefineModelsDiscrete Phase，打開離散相模型設置對話框，選取默認設置，點擊OK。（3） 繪制速度分布圖。經(jīng)過953次計算，計算結(jié)果收斂。（9） 保存Case文件。（7） 流場初始化。e）其他邊界均為默認設置。a）1cf邊界，一次風空氣以速度23m/s垂直邊界面流入。操作：DefineOperating Conditions，首先對單相的空氣進行計算，由于對空氣而言，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，彈出設置對話框，保持默認設置。網(wǎng)格讀入后，執(zhí)行GridCheck指令，得到反饋消息Done。注意：對其他未設置的面，默認為固壁。（2） 打開Mesh Volumes 對話框，選中整個Volumes，如下圖54所示。步驟二：創(chuàng)建模型分別按設計尺寸畫出爐膛、冷灰斗及燃燒器，通過移動、旋轉(zhuǎn)、融合等指令，將燃燒器與爐膛冷灰斗融合為一個整體。另外三次風噴口設計為圓形，也增加了網(wǎng)格劃分的復雜性，故將三次風噴口簡化為正方形。顆粒軌跡的計算基于連續(xù)相空氣流場的計算結(jié)果，且離散相（煤粉顆粒）的質(zhì)量和動量在流場中的承載率很低，對連續(xù)相空氣的流場沒有影響，故此種計算方法是可行的。在進行計算時，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軟件功能強大，復雜難懂?？梢陨傻木W(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（一次風噴口集中布置，一個下二次風噴口，兩個上二次風噴口，三次風噴口布置在最上方），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。一般情況下二次風噴口設計為可擺動形式，以便控制二次風與一次風的混合時間。（2） 為了增加一次風射流與周圍高溫煙氣的接觸面積，噴口常設計成直立狹長型，以增加一次風射流周界，但其高寬比也不易過大，否則射流剛性變差而偏離導致爐膛及受熱面結(jié)渣。周界風的風量一般為二次風量的10%左右，風速為30~45m/s，風層厚度為15~25mm。這時還有10~15%的煤粉和高濕度低溫度的干燥劑（100℃），只能作為三次風送入爐膛，三次風噴口應布置在上二次風噴口以上一定距離處，采用較高的風速，使其能穿透高溫煙氣進入爐膛中心。因本設計使用的煤種是無煙煤，不易燃燒，為保證鍋爐的可靠運行及煤粉的可靠供應，故采用中間儲倉式制粉系統(tǒng)，與鋼球磨煤機配合使用。這種系統(tǒng)最適合配用調(diào)節(jié)性能較差的鋼球磨煤機。 制粉系統(tǒng)的分類 不同性質(zhì)的燃料，不同負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是低速磨煤機的一種。故制粉系統(tǒng)的選取影響這燃燒器的設計。如下表34：序號名稱符號計算公式或來源結(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，插入法計算 KJ/Kg4排煙溫度給定140 ℃5排煙熱焓查表3（α=），插入法計算 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計算燃料消耗量 Kg/s表34 鍋爐熱平衡及燃料消耗量計算通過鍋爐熱量計算，得出計算燃料消耗量后，查表參考選取鍋爐截面熱負荷，接下來進行爐膛橫斷面的設計計算。煙氣特性如下表32：表32 煙氣特性序號名稱符號計算公式或來源爐膛與防渣管過熱器上級省煤器上級空氣預熱器下級省煤器下級空氣預熱器1漏風系數(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實際水蒸氣容積 5實際煙氣量 6RO2容積份額 表32（續(xù)表）序號名稱符號計算公式或來源爐膛與防渣管過熱器上級省煤器上級空氣預熱器下級省煤器下級空氣預熱器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
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