飛灰復(fù)燃顆粒沉積數(shù)值模擬.pdf

1、工業(yè)鍋爐是我國廣泛應(yīng)用的一種熱能動力設(shè)備。其中鏈條爐在燃煤工業(yè)鍋爐中占有很大的比例，在工業(yè)生產(chǎn)和人民生活中發(fā)揮著不可忽視的作用。但鏈條爐也存在很多不足之處。由于鏈條爐的運行燃燒方式使得爐膛中的煤顆粒沒能得到充分的燃燒就隨著煙氣排出爐膛，致使飛灰的含碳量較高，可燃物含量可高達40％以上。這種現(xiàn)象造成了鍋爐熱效率低、燃料浪費以及環(huán)境污染等問題。因此針對飛灰含碳量高造成的一系列問題而提出了對鏈條爐進行飛灰復(fù)燃改造。
　　在實際工程應(yīng)用中

2、改造后的鍋爐熱效率有所提升，證明了這種技術(shù)的可行性。但飛灰復(fù)燃會影響爐膛內(nèi)的燃燒過程。飛灰復(fù)燃使得爐膛內(nèi)的顆粒數(shù)量增大，且飛灰顆粒細小質(zhì)量輕，還具有較強的粘附性，這就容易造成爐膛內(nèi)壁面結(jié)渣等問題。爐膛內(nèi)壁面結(jié)渣是常見也是比較難解決的問題。因此，本文針對飛灰復(fù)燃爐膛內(nèi)壁面顆粒沉積進行數(shù)值模擬。
　　本文采用FLUENT軟件進行數(shù)值模擬，爐內(nèi)燃燒模型包括氣相數(shù)學模型、顆粒相數(shù)學模型、顆粒沉積數(shù)學模型以及輻射模型。模擬了飛灰復(fù)燃后爐膛內(nèi)

3、的燃燒狀況、不同煤質(zhì)對飛灰復(fù)燃后爐內(nèi)溫度場和壁面顆粒沉積狀況的影響以及不同配風方式對飛灰復(fù)燃后爐內(nèi)速度流場和壁面顆粒沉積狀況的影響。對比分析模擬結(jié)果，提出減輕飛灰復(fù)燃帶來的爐膛壁面結(jié)渣的有效措施。
　　模擬結(jié)果顯示，爐膛內(nèi)高溫帶受擠壓向前墻、頂墻和前拱方向移動，前墻、頂墻以及前拱后部溫度升高，而后墻溫度降低。這樣的溫度變化，導(dǎo)致溫度升高的區(qū)域的壁面顆粒沉積速率增大，后墻的顆粒沉積速率很小。從鍋爐喉部的返料口射入飛灰復(fù)燃射流后，爐膛

4、內(nèi)流場產(chǎn)生擾動，前墻和頂墻附近的氣流速度增大，從后拱出口進入爐膛內(nèi)的氣流也受到擠壓，致使前拱后部氣流速度矢量增大。氣流速率的增大，氣流攜帶的顆粒數(shù)量增多，顆粒與壁面碰撞并黏附的概率增大。
　　燃燒的煤質(zhì)不同時，鍋爐頂墻，前墻以及前拱的后部處顆粒沉積速率受到影響較大，燃用含有堿性氧化物多的煤種顆粒沉積速率較大。配風方式不同時，鍋爐頂墻、前墻以及前拱的后部顆粒沉積速率受到影響較大。第一風倉的風量為9％的配風方式下壁面顆粒沉積速率最小，