工業(yè)爐內(nèi)彌散燃燒過(guò)程條件探討及NOX排放控制.pdf

1、彌散燃燒技術(shù)具備顯著節(jié)能和環(huán)保的特性，對(duì)加強(qiáng)能源的利用、改善空氣質(zhì)量、降低企業(yè)生產(chǎn)資金、提高企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力具有十分重要的意義，國(guó)際社會(huì)稱之為21世紀(jì)燃燒領(lǐng)域最具備發(fā)展?jié)摿Φ男滦完P(guān)鍵燃燒技術(shù)之一。為探討彌散燃燒技術(shù)在煙氣自循環(huán)工業(yè)爐上的應(yīng)用，本文通過(guò)軟件(FLUENT）數(shù)值模擬研究了彌散燃燒技術(shù)在工業(yè)爐上的形成條件，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。
　　本文首先驗(yàn)證了工業(yè)爐裝置下不同湍流模型的適用性，并與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)standard k-

2、ε模型與實(shí)際情況最為接近，表現(xiàn)較好。就爐膛半徑改變對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過(guò)程進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)爐膛半徑的加大使得爐膛局部高溫區(qū)逐步減小。爐膛內(nèi)平均溫度、出口溫度、最高溫度均降低。這表明寬大的爐膛空間有利于爐膛溫度均勻性，形成彌散燃燒過(guò)程，但不宜過(guò)大增加爐膛半徑。在本課題研究中，爐膛半徑限定在180mm-240mm最佳。對(duì)不同燃料流量對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過(guò)程進(jìn)行了模擬，發(fā)現(xiàn)隨著燃料流量的增加，爐膛溫度分布更加均勻。爐膛的高溫區(qū)域主要分布在

3、爐膛的中后部，隨著燃料流量的增加，高溫區(qū)域面積逐步擴(kuò)大。因此，燃料流量較低時(shí)，燃燒在相對(duì)低氧范圍內(nèi)進(jìn)行，反應(yīng)速率緩慢，符合形成彌散燃燒的條件。針對(duì)回流煙氣預(yù)熱空氣對(duì)工業(yè)爐內(nèi)形成彌散燃燒過(guò)程影響進(jìn)行了不同初始空氣速度下有無(wú)煙氣回流通道的對(duì)比分析。發(fā)現(xiàn)在兩種情況下，隨著高溫空氣噴射速度的增加，爐膛內(nèi)的出口溫度、最高溫度均下降，爐膛平均溫度上升，這符合彌散燃燒的形成條件。在不存在煙氣回流通道時(shí)爐膛最高溫度、出口溫度、平均溫度以及爐膛溫差均遠(yuǎn)高

4、于存在煙氣回流通道情況，N OX的生成量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)增加?？梢姡^大空氣初始動(dòng)量對(duì)空氣、燃料混合的推遲作用及煙氣回流對(duì)高溫空氣、燃料的稀釋作用。就該裝置下形成彌散燃燒是否與燃燒器布置方式有關(guān)展開了探討，將燃燒器布置方式改為傳統(tǒng)布置樣式（中間為燃?xì)馊肟?，上部為空氣噴射入口），利用三維模擬探究了燃料噴嘴與空氣噴嘴間距不同時(shí)流場(chǎng)分布狀況。研究表明，當(dāng)燃料噴口與空氣噴口間距不同時(shí)，爐膛空間溫度場(chǎng)分布變化很大。隨著燃?xì)鈬娮炫c空氣噴嘴的間距增大，爐膛溫度