循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)氣固兩相流動(dòng)的數(shù)值模擬.pdf

1、水煤漿流化--懸浮燃燒鍋爐結(jié)合了水煤漿和循環(huán)流化床兩種潔凈煤技術(shù)，該技術(shù)是在循環(huán)流化床鍋爐應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。循環(huán)流化床鍋爐（CFBBCirculatingFluidizedBedBoiler）以其高效低污染等優(yōu)點(diǎn)在全世界范圍已經(jīng)得到迅速的發(fā)展。循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)是典型的氣固兩相流，對(duì)其流動(dòng)特性的研究，是循環(huán)流化床燃燒技術(shù)研究的重要方面。本文利用商用CFD軟件Fluent，基于EULER雙流體模型對(duì)工業(yè)應(yīng)用的循環(huán)流化床鍋爐冷態(tài)縮小模型上

2、部稀相段內(nèi)的氣固兩相宏觀流動(dòng)特征及密相區(qū)鼓泡流態(tài)化特性進(jìn)行數(shù)值研究。 數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：雙流體模型能夠很好的反映循環(huán)流化床鍋爐內(nèi)稀相氣固兩相的流動(dòng)狀態(tài)。將爐膛壓降沿軸向的分布規(guī)律與理論值對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬計(jì)算的準(zhǔn)確性。同時(shí)，得到爐膛內(nèi)顆粒固含率呈中心高，邊壁低的“環(huán)-核”流動(dòng)結(jié)構(gòu)及顆粒軸向速度中心處向上，邊壁處向下的內(nèi)循環(huán)流動(dòng)形式。另外，改變操作氣速與質(zhì)量循環(huán)流率，沿軸向爐膛中下部區(qū)域及沿徑向邊壁區(qū)顆粒固含率分布的影響比較顯著

3、。同時(shí)，操作條件對(duì)顆粒軸向速度的影響都表現(xiàn)為中心區(qū)域顆粒向上速度變化的效果要顯著于邊壁處向下運(yùn)動(dòng)速度的變化。邊壁處的氣固兩相流動(dòng)規(guī)律還有待于進(jìn)一步研究。不同粒徑的顆粒在爐膛中的運(yùn)動(dòng)分布規(guī)律不同，沿爐膛高度方向，顆粒粒徑越大，爐膛下部的顆粒固含率就越大。不同的二次送風(fēng)結(jié)構(gòu)對(duì)爐膛稀相段的氣固宏觀流動(dòng)特性的影響顯著；二次風(fēng)進(jìn)口入射角為與軸向方向成60°向上入射（結(jié)構(gòu)B）情況下，爐膛內(nèi)氣流對(duì)顆粒的擾動(dòng)作用較明顯，顆粒主要分布在爐膛中上部區(qū)域y=

4、1.5-3.5m范圍內(nèi)，最有利于爐膛內(nèi)的燃燒和傳熱效率；計(jì)算得到二次風(fēng)的縱向射流深度最大。 模擬床料密度（GeldartB類顆粒）對(duì)循環(huán)流化床鍋爐密相鼓泡床的氣固流態(tài)化特性的影響，結(jié)果表明：GeldartA類和B類顆粒的密度對(duì)氣固流態(tài)化特性的影響規(guī)律相同，表現(xiàn)為密度較小顆粒床層內(nèi)的氣固混合效果及床層穩(wěn)定性較好。 結(jié)合水煤漿流化-懸浮燃燒所采用的異重流態(tài)化特性，對(duì)變工況下，改用不同床料的密相鼓泡床內(nèi)的氣固流態(tài)化進(jìn)行研究。分