燃煤鍋爐改燒低熱值煤層氣數值模擬與燃燒穩(wěn)定性實驗.pdf

1、甲烷濃度在30％左右的煤礦井下抽放煤層氣熱值較低，甲烷的溫室效應為二氧化碳的20倍，對臭氧層的破壞力是二氧化碳的7倍。因此，進行煤層氣的產業(yè)化開發(fā)利用，不僅可以有效緩解我國當前和將來的天然氣供需矛盾，還具有良好的社會效益和環(huán)境效益，對煤礦安全生產、節(jié)約資源、保護環(huán)境等方面都具有深遠的意義。在能源局勢日趨緊張的情況下，將煤礦附近的低效率的燃煤工業(yè)鍋爐改燒煤層氣是一項很好的節(jié)能減排措施。
　　 首先，本文介紹了國內外的煤層氣利用現狀

2、，總結了國內外煤層氣利用的幾種途徑，提出了低濃度煤層氣利用的瓶頸問題；概述了低熱值氣體燃燒的研究現狀，分析了低熱值煤層氣著火性能、火焰穩(wěn)定性等的各種影響因素，為在燃煤鍋爐改燒低熱值煤層氣的工業(yè)應用提供理論依據。
　　 其次，本文采用標準k-ε湍流模型、通用有限速率模型、P-1輻射換熱模型及基于Thermal Nox的PDF輸運方程的Nox生成模型，對燃煤鍋爐改燒低濃度煤層氣后爐內流動及燃燒過程進行三維數值模擬。分析了燃煤鍋爐改燒

3、低濃度煤層氣后爐內流動及燃燒特性，預測了爐膛內流場、溫度場和組分濃度場的分布規(guī)律，并對Nox的排放特性進行了預測。模擬結果表明：燃燒器的中心軸線上，具有最大的絕對速度值，隨著熱負荷的降低，爐膛溫度和速度的峰值也逐漸減小，且峰值明顯前移。Nox主要在爐膛后部的高溫區(qū)域生成，且最大生成量在溫度最高的區(qū)域。
　　 最后，針對噴嘴參數對低熱值煤層氣燃燒穩(wěn)定性的影響進行實驗研究，分析了流片的結構和安裝位置對低熱值煤層氣燃燒的影響。實驗結果