高溫低熱值煤氣燃燒器數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、高溫?zé)煔庠谒?、鋼鐵、建材、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛,為有效利用劣質(zhì)燃料生產(chǎn)高溫?zé)煔?節(jié)能減排,華中科技大學(xué)煤燃燒實(shí)驗(yàn)室開發(fā)了結(jié)合流化床劣質(zhì)煤氣化及流化床燃燒技術(shù)的超高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝。本文根據(jù)該工藝技術(shù)及前期對窯用燃燒器冷態(tài)實(shí)驗(yàn)已經(jīng)積累的成果,開發(fā)了高溫低熱值煤氣燃燒器實(shí)驗(yàn)臺(tái),基于數(shù)值模擬和熱態(tài)實(shí)驗(yàn)研究的方法對該燃燒器的燃燒性能進(jìn)行了分析和改進(jìn)。
　　首先,開發(fā)和搭建了高溫低熱值煤氣燃燒器實(shí)驗(yàn)臺(tái),實(shí)驗(yàn)平臺(tái)包括煤氣配制系統(tǒng)、含氧煙氣配制系

2、統(tǒng)、氣體預(yù)熱系統(tǒng)、高溫低熱值煤氣燃燒器、燃燒室、尾部換熱器及排氣系統(tǒng)。重點(diǎn)是對燃燒器的熱態(tài)?；O(shè)計(jì)和燃燒室的設(shè)計(jì)。
　　其次,應(yīng)用Fluent軟件,對?；O(shè)計(jì)的燃燒器進(jìn)行了三維數(shù)值模擬計(jì)算,獲得了低熱值煤氣燃燒過程的流場、溫度場、火焰形狀、速度場。并詳細(xì)分析了低熱值煤氣和含氧煙氣在不同預(yù)熱溫度下對燃燒室最高溫度、平均溫度、火焰長度的影響。
　　第三,通過冷態(tài)實(shí)驗(yàn)考察燃燒器在不同負(fù)荷下的內(nèi)部阻力,結(jié)果顯示燃燒器內(nèi)部阻力較小,結(jié)

3、構(gòu)合理。測量中心軸線處軸向速度分布規(guī)律,發(fā)現(xiàn)燃燒器出口處未能形成中心回流區(qū)。通過對電爐和電熱絲的測試發(fā)現(xiàn),空氣流量均為10m3/h時(shí),煤氣側(cè)和含氧煙氣側(cè)的最高預(yù)熱溫度分別為670℃和645℃。
　　第四,熱態(tài)實(shí)驗(yàn)表明原燃燒器燃燒高熱值甲烷時(shí)會(huì)出現(xiàn)脫火現(xiàn)象,當(dāng)用甲烷混合氮?dú)鉄嶂禐?6.31MJ/m3時(shí),出現(xiàn)了嚴(yán)重的脫火現(xiàn)象,火焰非常不穩(wěn)定,加大氮?dú)饬髁?火焰立即熄滅。原燃燒器結(jié)構(gòu)不能燃燒低熱值煤氣。
　　第五,根據(jù)熱態(tài)實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)