生物質(zhì)鏈條爐床層燃燒過程的數(shù)值研究.pdf

1、生物質(zhì)因其自身可再生性、清潔性和分布廣泛性的優(yōu)點，已經(jīng)越來越受到世界各國的重視。針對我國燃煤鏈條爐環(huán)境污染嚴(yán)重的現(xiàn)狀，采用生物質(zhì)作為燃料對燃煤鏈條爐進行改造或者直接引進新的生物質(zhì)鏈條爐可以緩解上述問題。在生物質(zhì)鏈條爐中，床層的燃燒過程最為復(fù)雜，但是有關(guān)的數(shù)值研究相對較少，因此，本文以生物質(zhì)床層為研究對象，采用數(shù)值計算的方法對其燃燒過程進行研究。
　　本文首先針對生物質(zhì)床層復(fù)雜的燃燒過程，建立了一維非穩(wěn)態(tài)的燃燒模型進行數(shù)值模擬。該模

2、型基于多孔介質(zhì)非熱平衡的方法，考慮了燃燒過程中床層高度的下降和顆粒內(nèi)部非等溫的影響，同時嵌入了燃燒過程中的物理和化學(xué)反應(yīng)，最后利用Fluent結(jié)合UDF編程進行數(shù)值求解。模擬得到的床層剩余質(zhì)量以及床層表面氣體中O2、CO和CO2的體積分?jǐn)?shù)同實驗數(shù)據(jù)基本吻合，同時也符合層燃燃燒的基本特征，可以驗證計算模型的準(zhǔn)確性。
　　其次，本文研究了燃料不同參數(shù)（顆粒大小、堆積密度、水分含量）對床層燃燒過程的影響，結(jié)果表明:顆粒粒徑的減小會明顯提

3、高床層平均燃燒速率，縮小氣固兩相的溫差，同時有助于燃燒前期的揮發(fā)分析出速率和焦炭燃燒速率快速上升，縮短床層表面的著火時間;堆積密度的增大會使床層平均燃燒速率先增大后減小，會在燃燒前期降低揮發(fā)分析出速率、提高焦炭燃燒速率，延長床層表面的著火時間;水分含量的提高則會顯著降低床層平均燃燒速率，同時減小揮發(fā)分析出速率和焦炭燃燒速率，延長床層表面的著火時間。
　　最后，本文研究了在不同一次風(fēng)和床層高度下，床層燃燒相關(guān)參數(shù)的變化規(guī)律，結(jié)果表明

4、:一次風(fēng)風(fēng)量對床層燃燒有較大的影響，隨著一次風(fēng)風(fēng)量的增大，揮發(fā)分析出速率降低，焦炭燃燒速率先快速上升后迅速下降，床層剩余質(zhì)量先減小后增大，最高床層溫度先快速上升后變化平緩;一次風(fēng)風(fēng)溫對床層燃燒的影響較小，一次風(fēng)溫度的升高，會使燃燒中期的揮發(fā)分析出速率有所升高、焦炭燃燒速率有所降低、床層表面氣體溫度小幅下降，床層剩余質(zhì)量有所減少，最高床層溫度先降低后升高;床層高度的改變在燃燒前中期對揮發(fā)分析出速率、焦炭燃燒速率和床層表面氣體溫度影響較小，