低熱值高溫煤氣燃燒器流場(chǎng)冷態(tài)試驗(yàn)及模擬研究.pdf

1、高溫?zé)煔庠阡撹F、水泥、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛，針對(duì)高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝以及工業(yè)窯爐難以利用劣質(zhì)煤的現(xiàn)狀，煤燃燒試驗(yàn)室開發(fā)了結(jié)合流化床煤氣化以及流化床燃燒技術(shù)的超高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝，本文對(duì)工藝過程進(jìn)行了描述，針對(duì)低熱值高溫煤氣和高溫含氧煙氣的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了適用于此工藝的一種套筒式旋流燃燒器，在冷態(tài)模型臺(tái)架上完成對(duì)各工況下燃燒器旋流流場(chǎng)的測(cè)量，用工程模擬軟件Fluent模擬三維熱態(tài)燃燒，以得到燃燒器的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以適應(yīng)超高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝在回轉(zhuǎn)窯煅燒生產(chǎn)中

2、的需求。
　　 低熱值高溫煤氣燃燒器是整個(gè)超高溫?zé)煔獍l(fā)生工藝的關(guān)鍵部件之一，由于該工藝的設(shè)備較多、系統(tǒng)復(fù)雜，產(chǎn)生的煤氣和煙氣均在900℃左右，不宜用結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的三通道或多通道燃燒器，在滿足燃燒效果和系統(tǒng)安全的前提下，設(shè)計(jì)了加裝旋流葉片式的套筒式燃燒器形式，并根據(jù)冷態(tài)?；碛?jì)算結(jié)果，建造燃燒器冷態(tài)測(cè)量系統(tǒng)。試驗(yàn)采用五孔探針測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，得到了不同旋流葉片角度、數(shù)量、位置，以及不同內(nèi)外質(zhì)量流量比等各個(gè)工況下軸向、切向、徑向速

3、度的變化情況，最終分析得出旋流葉片的角度和位置對(duì)改變旋流流場(chǎng)的狀況影響最為明顯。
　　 實(shí)際工況中，原料氣體在以回轉(zhuǎn)窯為燃燒室的燃燒狀況，是直接關(guān)系工藝最終實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。本文結(jié)合具體項(xiàng)目，根據(jù)冷態(tài)流場(chǎng)測(cè)量得到的最佳設(shè)計(jì)參數(shù)，用Gambit軟件進(jìn)行三維立體建模并劃分網(wǎng)格，采用CFD工程模擬軟件Fluent進(jìn)行高溫煤氣在以回轉(zhuǎn)窯為燃燒室內(nèi)燃燒特性模擬，包括溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)以及壓力場(chǎng)等。模擬得到的火焰溫度為1780K，即1503℃，最高速