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三代 旋流燃烧器发展
旋流低 NOx 燃烧器改进发展低 NOx 旋流燃烧器是墙式锅炉施行炉内整体低 NOx 燃烧的关键设备 是国 燃烧的关键设备， 内外目前应用最广的低 NOx 燃烧技术之一， 也是实现空气分级与再燃低 NOx 技 术的基础。其发展按照 NOx 控制与燃尽效果可大致分为三代： 1. 2. 3. 传统湍流燃烧器：煤粉燃尽程度好和 NOx 生成量大 传统湍流燃烧器 初期低 NOx 燃烧器 高效低 NOx 燃烧器 燃烧器。1\湍流燃烧器的中心一次风粉混合物多为旋流 在旋转离心力的作用下，大 的中心一次风粉混合物多为旋流，在旋转离心力的作用下 颗粒煤粉浓缩在一次风旋流区域的外围，且在一次风的喷嘴后形成内回流区 颗粒煤粉浓缩在一次风旋流区域的外围 且在一次风的喷嘴后形成内回流区。大 颗粒煤粉在内回流区边缘与高温回流烟气接触被快速加热着火， 颗粒煤粉在内回流区边缘与高温回流烟气接触被快速加热着火 由此形成螺线形 火焰核，燃烧发生在火焰核的外边缘 传统湍流燃烧器的一次风旋流强度较大， 燃烧发生在火焰核的外边缘。传统湍流燃烧器的一次风旋流强度较大 快速扩展进入二次风区域，和二次空气接触为煤粉燃烧提供了充足的空气 快速扩展进入二次风区域 和二次空气接触为煤粉燃烧提供了充足的空气，由此 而形成的高温富氧湍流火焰 湍流火焰短而明亮(旋转强，火焰缩短，二次风 O2 充足，燃烧 充分，氧化性氛围，NOx 偏高)（图 3.1-2） NOx 。煤粉燃尽程度好和 NOx 生成量大是 这种传统湍流燃烧器的显著特点，即，对于传统湍流燃烧器，燃尽与 NOx 排放 这种传统湍流燃烧器的显著特 燃尽与 是一对矛盾体，且偏重于高效燃烧这个极端 且偏重于高效燃烧这个极端。图 3.1-2 湍流燃烧火焰 （1 代）图 3.1-3 低 NOx 旋流燃烧器原理示意图二次风过早与煤粉接触形成富氧燃烧条件是湍流燃烧器 NOx 生成量较高的主要 原因，而通过机械机构使二次空气分级 并使火焰的各层风的旋流强度由内往外 而通过机械机构使二次空气分级，并使火焰的各层风的旋流强度由内往外 逐渐增加，在径向形成分层旋流燃烧方式 推迟各层风的径向混合过程，形成稳 在径向形成分层旋流燃烧方式，推迟各层风的径向混合过程 定的富燃料还原性气氛火焰核（图 3.1-3） 使煤粉的驻留时间足够长以减少挥发 定的富燃料还原性气氛火焰核 ，使煤粉的驻留时间足够长以减少挥发 分燃烧产生的 NOx，这是旋流燃烧器控制 NOx 生成的关键。 这是旋流燃烧器控制 2 初期的双调风低 NOx 旋流燃烧器:自上世纪 80 年代开始， 初期的双调风低1旋流低 NOx 燃烧器改进发展NOx 旋流燃烧器采用机械方法 采用机械方法（如扩口等）强制一次风与两级二次风分离 强制一次风与两级二次风分离，在 燃烧器出口附近形成层流化流动，推迟径向的空气与煤粉混合过程 燃烧器出口附近形成层流化流动 推迟径向的空气与煤粉混合过程，营造出深度 欠氧低温燃烧条件。在燃烧器轴向 在燃烧器轴向，随挥发分的快速析出，氧浓度迅速降低 氧浓度迅速降低，在 挥发分完全析出时， NOx 与 HC 等烃类中间产物的生成量达到峰值 在随后的还 等烃类中间产物的生成量达到峰值； 原性气氛燃烧条件下，还原性烃类中间产物可有效还原已生成的 NOx，降低燃 还原性烃类中间产物可有效还原已生成的 烧初期的燃料型 NOx 的生成 的生成（图 3.1-4） 。这种早期的双调风低 NOx 旋流燃烧器 造成后期空气与煤粉混合不均匀，推迟了燃烧过程，降低了燃烧温度 造成后期空气与煤粉混合不均匀 降低了燃烧温度，形成典型 的狭长黯淡的火焰，其 NOx 控制是以牺牲燃尽为代价，容易引起燃烧不稳定 容易引起燃烧不稳定、 火焰飞边、 恶化结焦与腐蚀、 恶化结焦与腐蚀 增加 CO 与飞灰未燃碳含量、 限制了煤种适用能力。 限制了煤种适用能力 即，燃尽与 NOx 排放这对矛盾体非但没有解决 排放这对矛盾体非但没有解决，反而偏重于低 NOx 排放这个极 端。图 3.1-4 低 NOx 旋流燃烧器 NOx 生成原理 --2 代图 3.1-5 HTNR 型低 NOx 旋流燃烧器 3代新型高效低 NOx 燃烧器 燃烧器： 在充分利用轴向速度和切向速度产生的径向分层流动来形成还原性气氛核 心的同时，通过局部煤粉富集 局部煤粉富集或者火焰稳定环等措施强化煤粉着火条件 强化煤粉着火条件，以形成 早期的和强烈的高温欠氧燃烧 这是兼顾燃尽与 NOx 排放的新型高效低 NOx 旋 强烈的高温欠氧燃烧， 流燃烧器的主要设计理念。 流燃烧器的主要设计理念 新型高效低 NOx 燃烧器的火炬短而明亮 类似于传统湍流燃烧器，但其内 燃烧器的火炬短而明亮，类似于传统湍流燃烧器 在燃烧机理已发生了本质上的变化。 在燃烧机理已发生了本质上的变化 如图 3.1-5 高温低 NOx 燃烧器燃烧示意图显 示，耐高温与腐蚀的陶瓷火焰稳定环通过强化高温烟气回流 提高了火焰根部的 耐高温与腐蚀的陶瓷火焰稳定环通过强化高温烟气回流，提高了火焰根部的 温度，煤粉在喉口即开始强烈的燃烧 扩大了火炬中心的还原区域，不仅有利于 煤粉在喉口即开始强烈的燃烧，扩大了火炬中心的还原区域 抑制与还原 NOx，而且有效保证了煤粉燃尽程度 新型燃烧器的燃尽程度虽然 而且有效保证了煤粉燃尽程度。新型燃烧器的燃尽程度虽然 仍略逊于传统湍流燃烧器， 仍略逊于传统湍流燃烧器 但已使燃尽与 NOx 生成不再是不可调和的两个极端 生成不再是不可调和的两个极端， 且煤粉在火炬中心的高效强烈燃烧与外围的分级二次风的冷却保护作用， 且煤粉在火炬中心的高效强烈燃烧与外围的分级二次风的冷却保护作用 有利于2旋流低 NOx 燃烧器改进发展兼顾解决结焦与腐蚀，这为早期低 NOx 燃烧器的更新升级提供了可靠保障。 此外，为提高煤粉初期的加热速率，以增强火焰稳定性和增加挥发分氮的析 出速率与比例，部分旋流燃烧器还在喷嘴喉部采用如图 3.1-6 与图 3.1-7 的煤粉 局部富集与均分机构，进一步强化煤粉的均匀着火燃烧条件。图 3.1-6 梅花型煤粉浓缩与均分喷嘴图 3.1-7 FS/CF 圆形小喷口然而，有一个现实问题不能忽略，就是日常使用的煤种变化，对低 NOx 燃 烧技术稳定控制 NOx 的生成带来一定难度。目前我国的煤炭市场还存在着严重 的供需矛盾，电厂很难购买到设计煤种，或接近设计煤种的煤炭，这就会影响低 NOx 燃烧技术的改造效果；日常运行往往达不到性能保证值。这样的效果会引 发环保监管部门与电厂之间的矛盾。 解决这类问题主要途径是煤炭市场供需关系 的正常化，或者在机组的控制系统安装一些智能化控制软件和设备。墙式燃烧锅炉基本采用旋流燃烧器来燃烧煤粉， 燃烧器之间的独立性相对较强， 且单只 燃烧器的容量相对较大。 早期的湍流燃烧器由于一次风粉与二次风的强旋流， 一次风粉与二 次风很快混合，在回流高温烟气的作用下，强烈着火富氧燃烧，燃烧效率很高，但 NOx 生 成量也很大。 随着欠氧燃烧控制 NOx 生成理论的日臻成熟， F&W 与 B&W 公司于上世纪 70 年代相继开发了 CF 型与 DRB 型双调风低 NOx 燃烧器。 其特点是通过机械方式将燃烧器的二次风分成两股同心气流， 依次与一次风粉混合， 二次风 延迟混合可在火焰中心形成欠氧气氛，抑制与降低 NOx 的生成量。该类型的燃烧器推迟了 煤粉的燃烧， 火焰温度相对降低， 且火焰狭长而色泽黯淡， 易生成较高的飞灰未燃碳和 CO， 降低了燃烧效率，并在一定程度上恶化了炉内结焦与腐蚀。 至 80 年代中期前，这一时期的低 NOx 燃烧器还包括 CF/SF、DRB-XCL、以及德国巴3旋流低 NOx 燃烧器改进发展布克科的 WS 型和 DS 型等，这些燃烧器以推迟燃烧来降低 NOx 为理念，导致 NOx 排放与 燃尽成为一对严重的矛盾对立体。 上世纪 80 年代后期，研究发现高温欠氧条件更加有利于抑制 NOx 的生成，这促使低 NOx 旋流燃烧器的发展出现了质的飞跃。如日立巴布克科将火焰稳定环以及煤粉在喷嘴处 浓缩分离技术相结合， 分别发展了 HTNR3 型低 NOx 燃烧器。 而传承于 F&W 公司的美国先 进燃烧器技术（ABT）公司与三井巴布克科公司，也将这一理念用于其低 NOx 旋流燃烧器 的设计，并分别研制出带梅花型喷嘴的 Opti-flowTM 型低 NOx 燃烧器和 LNASB 型轴向旋 流低 NOx 燃烧器。这一类燃烧器的最大特点是，在通过欠氧燃烧降低 NOx 生成的同时，兼 顾燃尽与结焦等问题的处理。 燃尽风的设计变化： 燃尽风的设计变化： 为进一步降低炉内主燃烧区域的氧浓度，墙式锅炉还安装了火上燃尽风 OFA 系统。 早期的燃尽风喷射速度低， 与来流烟气的混合比较迟慢， 需要较长的燃尽区高度才能使 煤粉的燃烧比较充分，这无疑缩短了主燃烧区与 OFA 喷射位置之间的距离，减少了烟气在 还原气氛区的停留时间，影响了 NOx 的减排成效。 目前世界主要的锅炉设计与制造公司都发展了新型双级高速射流 OFA 喷射喷嘴，该喷 嘴不仅具有强大的穿透能力，而且拥有良好的横向混合能力。通过优化 OFA 喷嘴的布置方 式，提高与加快燃尽风与来流烟气的混合效果，就可以缩短燃尽区的高度，进而增加还原区 的高度，提高还原区内的 NOx 还原效果。 国内低氮燃烧器改造的案例如下表所示。主要的改造内容包括：使用最新型的低 NOx 燃烧器、燃烧器上方增设 SOFA 喷口或改造原有的 OFA 喷口、二次风箱改造、 ，煤粉平衡阀 等。4
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详尽描述,发现旋流燃烧器在同轴且分级 送风时的气体流动具有旋转,发展,再循环的...3. 旋流燃烧器布置和数值方法我们选择 Zhang et al 的旋流燃烧器中进行的强烈...实验三 旋流燃烧器阻力系数的测试_电力/水利_工程科技_专业资料。实验三一、实验目的 旋流燃烧器阻力系数的测试 初步掌握旋流燃烧器阻力系数的测定方法,并加深对旋流...3页 免费 三维旋流燃烧器数值模拟(中... 13页 2财富值如要投诉违规内容,请到百度文库投诉中心;如要提出功能问题或意见建议,请点击此处进行反馈。 ...表 4-9 旋转射流空气动力场测试报告实验编号 实验名称 力场试验 旋流燃烧器型式 实验日期 实验人员 实验报告编写人 一、实验目的 二、实验原理 三、实验结果与...3 当代燃烧器的发展 随着着火率与空燃比问题的解决, 设计者们继续迎接使火焰成形以适应特别工艺的挑战。 从 20 世纪 20 年代开始到 50 年代产生了许多有着高...二次风和三次风由各自的旋流器产生必要的旋转,通常 三次风的旋流器在燃烧器装配期间就被固定在燃烧器出口最前端的位置, 以便产 生最强烈的旋转。 要注意的是,...结构 中心给粉旋流煤粉燃烧器内二次风叶片采用 16 个轴向弯曲叶片,外二次风 叶片采用 12 个切向叶片, 去除了浓一次风口、 导流环和中心扩锥, 如图 3 所示...强旋流煤粉燃烧器项目可行性研究报告评审方案设计(2013年发改委标准案例范文)_调查...强旋流煤粉燃烧器项目可研 2、强旋流煤粉燃烧器市场前景 分析预测 3、强旋流...地改变燃烧器的旋流强度,达 到在较大范围内调节火焰形状,适应各种燃料燃烧的...背景技术 目前传统燃烧器经过了单通道、二通道、三通道的发展过程。 二通道燃烧...近年来随着我国电力事业的发展,电力工业对煤粉燃烧器提出了新的要求,即:高 ...[2]秦裕琨等.一种径向浓淡旋流燃烧器[P].中国专利,ZL3,1. [3]...
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330MW对冲燃烧锅炉炉内过程数值模拟
浙江大学 硕士学位论文 330MW对冲燃烧锅炉炉内过程数值模拟 姓名：由广大 申请学位级别：硕士 专业：工程热物理 指导教师：樊建人
浙江大学硕士学位论文摘要锅炉在我国应用较早，旋流燃烧器也早在５０年代开始使用。在８０年代后期， 我国引进了美国Ｂ＆Ｗ公司的对冲燃烧锅炉和漩流燃烧器的技术。它给我们带来 了很多新的设计思想，如喷水减温器和烟气挡板结合，是锅炉运行简单，新的旋 流燃烧器提高了锅炉效率，调节方便，炉膛出口盐纹偏差减少，同时对减低污染 排放有一定的好处。但美国技术不一定完全适应中国，这需要我们的研究人员去 理解和完善工作，这也在一定程度上阻碍了锅炉技术的发展。特别是燃烧劣质煤 的大容量机组，针对性的实验和数值计算都不多，很多问题没有被完全认识。 对冲燃烧锅炉有着自身的特点，对其性能和运行情况的了解是本文的一项重 要工作。数值计算是计算机辅助优化数值试验的重要环节之一，也是本文的重点 之一。本文从理论和部分运行数据上运用计算机辅助优化数值试验原理和方法并 且采用商业软件ＦＬＵＮＥＴ针对对冲锅炉的流场进行了初步的探讨。同时对温度 场、颗粒场以及污染物生成也进行了一定的研究。并对计算方法有了初步的认识。 本人对实际运行的３３０ＭＷ锅炉的不同运行负荷进行了流场计算，在ＢＭＣＲ工 况和ＶＰ５５％两个工况下对温度场、颗粒场以及污染物进行了研究并与部分运行 数据进行了对比，对理论进行了验证和延伸。结果比较满意。关键词：对冲锅炉旋流燃烧器流场数值计算ＮＯ。温度场＿Ｈ―－―――――＊＿＊＿―――――――――＿¨＿ ―――――＿Ｍ―¨―＿＿――――＿＿ ＂ｈ――――＿――――――＿Ｈ―――――――一一一漩强大学硕士学搜谂文ＡｂｓｔｒａｃｔＯｐｐｏｓｅｄ ｆｉｒｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｉｓ ａｐｐｌｉｅｄ ｉｎ Ｃｈｉｎａ ｅａｒｌｙ ａｎｄ ｓｗｉｒｌ ｂｕｒｎｅｒ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ １９５０ｓ ｔｏｏ． Ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ ｏｐｐｏｓｅｄ ａｎｄ ｓｗｉｒｌ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ｉｓ ｔａｋｅｎ ｉｎ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｏｆ １ ９８６．Ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄ ｗｉｔｈｄｅｓｉｇｎ ｉｄｅａ．ＳｕｃｈＢ＆Ｗ＇ｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．ｔｔ ｂｒｉｎｇｓａｇｒｅａｔ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆｎｅｗａｓｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｅａｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｉｓ ａｃｃｏｍｐａｎｉｅｄ ｂｙ ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｔｔｅｍｐｅｒａｔｏｒ ａｎｄ ｇａｓ ｄａｍｐｅｒ．１ｔ妇ｅａｓｙ论ｏｐｅｒａｔｅ ａｎｄ ｇｅｌｈｉ酶ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｍａｋｅ ａｄｊｕｓｔ ｆｌｅｘｉｂｌｅ ａｎｄ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｄｅｖｉａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｆｕｍａｃｅ ｅｘｉｔ ｇａｓｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｉｔ ｉｓ ｕｓｅｆｕｌ ｔｏ ｍａｋｅ ｐｏｌｌｕｔｉｏｎ ｌｏｗｅｒ．Ｂｕｔ ｉｔ ｉｓ ｎｏｔ ａｌｔ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｂｒｆｅｃｔ。 Ｏｔｈｅｒｗｉｓｅ，ｉｔ ｗｏｕｌｄ ｂｌｏｃｋ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆｂｏｉｌｅｒ，Ｔｈｅｒｅｔｅｓｔａｒｅ ｎｏｔ ｔＯｓｕｉｔ ｆｏｒ Ｃｈｉｎｅｓｅ Ｍａｒｋｅｔ，ＳＯ ｉｔ ｎｅｅｄｓＵＳｔｏ ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄａｎｄｍｏｒｅ ｄｅｔａｉｌｓ ｏｆｔｈｅａｎｄｔｈｅ ｎｕｍｅｒｉｃａｌ如ｒ￡ｈｅ ｏｐｐｏｓｅｄ ｆｉｒｉｎｇ．ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｒｇｅ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｂｏｉｌｅｒ．ａｒｅＳｏ ｔｈｅｒｅＩｔ ｉｓｏｎｅｍａｎｙ ｑｕｅｓｔｉｏｎｓｔｏｂｅ ｓｔｕｄｉｅｄ ｃｏｍｐｌｅｔｅｌｙ．ｏｆ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋｓ ｔｈａｔ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｔｈｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｏｆ Ｏｐｐｏｓｅｄ ｆｉｒｉｎｇｃｏｒｅｂｏｉｌｅｒ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｄｏｍｉｎａｔｉｎｇ ｐａｒｔ ｏｆ ＣＡＴ，ａｌｓｏ ｔｈｅ Ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ ｗｈｉｃｈ ａｉｍｓ ｔｏ ｇｅｔ ｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｏｎｏｆ ｔｈｉｓ ｗｏｒｋ，ｓｔｕｄｙ ｆｏｒ￡ｈｅ ｏｐｐｏｓｅｄ ｆｉｒｉｎｇ ｂｏｉｌｅｒ ｉｓ ｂａｓｅｄｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ａｎｄ ｔｈｅ ｐａｒｔ ｏｆ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｄａｔａ ｂｙ ｕｓｉｎｇ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｔｅｓｔ ａｎｄａｒｅｓｏｆｔｗａｒｅ ＦＬＵＥＮ Ｔ－Ｔｈｅ ｖａｒｉｅｄ ｌｏａｄｓ ｏｆ ｔｈｅ ３３０ＭＷ ｂｏｉｌｅｒｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．ａｎｄｔｈｅｎｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈｏｐｅｒａｔｉｎｇ，酶ｔｈ ａｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄＳＯ ａｓｔｏｖａｌｉｄａｔｅ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ 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为燃煤炉、燃油炉和燃气炉；根据燃烧和排渣的方式来分，可分为层燃炉、室燃炉、旋风炉、火炬一层燃炉和沸腾炉：根据工质在锅炉内的流动方式来分，可分为自然循环锅炉、多次强制循环汽包锅炉、直流锅炉和复合循环锅炉；根据燃烧室布置方式来分，可分为四角布置切园燃烧方式、ｗ型火焰燃烧方式和前后墙布置对冲燃烧方式。本文研究的对象是３３０ＭＷ对冲燃烧方式的煤粉锅炉。新世纪以来，随着世界各国对环境污染这个问题逐步重视，现代煤粉燃烧锅炉除了保证其燃烧效率和安全运行以外，还必须要实行洁净燃烧。煤粉燃烧的产 物中对环境能产生污染的主要是ＮＯｘ和ＳＯｘ。煤中的硫在燃烧中会生成二氧化硫 （ＳＯ：）和一部分三氧化硫（ＳＯ，）。三氧化硫会与烟气中的水蒸汽形成硫酸蒸汽， 硫酸蒸汽会使烟气的露点提高，在温度较低的受热面上结露而腐蚀受热面。二氧 化硫和三氧化硫（ＳＯ，）随烟气排入大气后，会污染环境，对人类健康、动物、 森林都有损害。因此，为保护生态环境，必须保持排烟中的ＳＯｘ含量不能过高， 因此在燃烧高硫煤时，需要做脱硫处理。在燃烧时，煤中所含的氮会氧化为氧化 氮（ＮＯｘ），它也是污染环境的有害气体。含氮高的煤排烟中ＮＯｘ含量也会高些， 有时需要采用脱硝装置。除燃料中氮生成ＮＯｘ外，在燃烧温度高、过量氧多时，也会生成ＮＯｘ。在现代燃烧设备中如何避免过多的ＮＯｘ生成也是考虑的主要问题之一。［２］［１．２］锅炉燃烧技术的发展浙江大学硕士学位论文本世纪２０年代推动锅炉燃烧技术发展的动力是电站设备单位容量扩大的需 要。它使燃烧技术发展到容量大的煤粉燃烧，这对于扩大电力工业的规模起了重要的作用。目前，由于世界上工业的发展，燃煤对环境的污染日趋严重，因而环保要求也日益严格。这也就是目前推动锅炉燃烧技术发展的主要动力，它要求发 展清洁而有效的燃烧技术。（１）低ＮＯｘ燃烧技术为了降低ＮＯｘ的排放量，使排放的ＮＯｘ符合环境保护的标准，目前已有的方 法可分为两类：一是控制在燃烧过程中ＮＯｘ燃烧技术，另一类是降低在烟气中已 生成的ＮＯｘ的烟气处理法。后一类方法由于价格昂贵，因此重点在发展低ＮＯｘ 燃烧技术。在煤粉燃烧过程中，氮氧化物的生成是燃烧反应的一部分。燃烧所生 成的氮氧化物主要是ＮＯ和ＮＯ：，统称ＮＯｘ。在通常的燃烧温度下，在锅炉排出的烟气中，Ｎ０占ＮＯｘ总量的９０％以上，而ＮＯ：只占５－１０％，因而在研究燃煤锅炉ＮＯｘ生成时，一般主要讨论ＮＯ的生成机理。根据ＮＯｘ产生的机理，通常采用以下基 本原则来控制ＮＯｘ的生成量：降低过量空气系数和氧气浓度，使煤粉在缺氧的条 件下燃烧；降低燃烧温度，防止产生局部高温区：缩短烟气在高温区的停留时间； 采用低ＮＯｘ燃烧器。具体有以下几种燃烧技术：ａ）烟气再循环法ｂ）分级燃烧法ｃ）低ＮＯｘ燃烧器随着各国环境保护标准对ＮＯｘ排放量的限制日益严格，各种新的更有效的低ＮＯｘ燃烧技术还在发展之中。以上介绍的几种方法是目前在电站煤粉炉中采用较 多、效果较好的几种方法。但是经验显示为了达到更低的ＮＯｘ排放量，往往同时 采用两种或三种低ＮＯｘ的燃烧技术。由于各种低ＮＯｘ燃烧技术，从技术经济比较 的观点看，都有缺点和优点，各种方法的要求也不相同，而且这些要求中有些是 互相矛盾的，因此，一台锅炉同时采用多种低ＮＯｘ燃烧技术时，必须符合相辅相成的原则，以达到充分发挥每种方法的作用。（２）低ＳＯ：燃烧技术 国内外现在发展的脱硫方法很多，总的来说可以分为燃烧前脱硫，燃烧中脱 硫和燃烧后脱硫等。燃烧前脱硫就是用洗涤的方法或其他方法在燃烧前将煤“净 化”。但价格昂贵，且水洗煤的方法也只能脱去煤中硫份的５０％左右。燃烧后烟气脱硫（ＦＧＤ――ＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｆｕｒｉｚａｔｉｏｎ）已经是比较成熟的技术，大部分烟气脱硫装置是利用石灰石、熟石灰做吸收剂来吸收烟气中的ｓ０：，它在工艺上有湿法石灰石一石膏法（ＷＬＧ）和喷雾干燥吸收法（ＳＤＡ），又称半干法，它们都可以达到９８％以Ａ的脱硫效率。但是，烟气脱硫是一种昂贵的脱硫方法。对于新建机组，湿法烟气脱硫设备投资在国外大约为锅炉机组建造费用的３０％左右。２浙江大学硕士学位论文在燃烧过程中脱硫，主要是石灰石直接喷射入炉膛内的脱硫方法（ＬＩＭＩ）。 当石灰石粉喷入炉膛后，石灰石受热分解成ＣａＯ，ＣａＯ和烟气中的ｓＯ：生成ＣａＳＯ。。 但是，实现上述反应最佳温度为８２０―８５０℃．而煤粉炉膛内的燃烧温度大大高于 这一最佳反应温度，这就使得脱硫效率大大降低。研究表明，当温度超过１２００ ℃时，ＣａＯ会被烧结，即其会再结晶而使颗粒中的微孔隙被破坏，从而减少了Ｓ０： 向ＣａＯ颗粒的微孔中的渗透和反应，使得ＣａＯ的反应活性大大降低。因此，采用 石灰石直接喷射法脱硫时，喷射点处的炉膛温度水平十分重要，应该选择在炉温 小于１２００℃处喷入石灰石粉。由于降低炉膛温度也是分级送风抑制ＮＯｘ生成的 必然结果，所以石灰石直接喷射脱硫常与ＮＯｘ的控制同时进行。尽管这样，在煤 粉炉膛内的反应温度还是比最佳反应温度高得多，但ＣａＯ颗粒在炉内的停留时间 又很短，因此即使在喷入的石灰石量和煤中含硫量的Ｃａ／Ｓ摩尔比值为３时，炉 内的脱硫效率也不会超过５０％。这种脱硫方法简单，投资及运行费用都很低，但 因其脱硫效率低，只在硫含量不太高时才能满足不同排放标准的环保要求。为了 进一步提高脱硫的效率和提高钙利用率，芬兰的坦伯拉（Ｔｅｍｐｅｌｌａ）公司开发了一种称为ＬＩＦＡＣ（Ｌｉｍｅｓｔｏｎｅ ＩｎｊｅｃｔｉｏｎＩｎｔｏｔｈｅ Ｆｕｒｎａｃｅ ａｎｄ Ｃａｌｃｉｕｍ ＯｘｉｄｅＡｃｔｉｖａｔｉｏｎ）的脱硫技术。它的基本原理是在喷石灰石粉进入炉膛脱硫的基础上， 为了充分利用大部分没有反应的ＣａＯ，在锅炉空气预热器和除尘器之间的烟气通 道上，安装一台“活化反应器”，在火化反应器里向通过的烟气喷水以增加烟气 的湿度，从而可以大大提高ＣａＯ反应的活性，提高钙利用率，因而提高了在反应器中进一步脱硫的效率。［１．３］煤粉锅炉内数值模拟的研究现状计算机模拟技术的飞速发展还是上世纪七八十年代开始的。目前为止，采用 计算机模拟技术研究燃烧室内过程已经是各国能源领域的研究者们普遍采用的 手段。 在七十年代是一个模型发展与完善的阶段。如Ｇｉｂｏｓｏｎ的化学动力学模型， Ｓｐａｌｄｉｎｇ的湍流燃烧模型，Ｇｒｏｗ等的气固两项模型，Ｐａｒｔｒａｎｋａｒ的ＳＩＭＰＬＥ算法等［３］。进入八十年代，一整套的燃烧室内的模型方法开始初步形成，燃烧室的模拟 开始走向大型的炉内模拟［４］。 １９８６年，英国的Ａｂｂａｓ和Ｌｏｃｋｗｏｏｄ［５］对四角切向燃烧和侧墙喷燃炉膛进行 了气相燃烧模拟，其中传热采用的是离散传播模型。８０ｙｄ和Ｋｅｎｔ［６］对５００ＭＷ 的四角切圆锅炉进行模拟，采用了轨道法，双反应热解模型，扩散一动力焦炭燃 烧模型和离散传播法的辐射传热模型，并与实测的温度作了比较。浙江大学硕士学位论文１９８８年，Ｆｉｖｅｌａｎｄ和Ｗｅｓｓｅｌ［７］对５６０ＭＷ的炉膛进行了流动传热、燃烧的模拟，得到了一些热态燃烧的的有益结果。１９８９年，Ｇｉｌｉｓ［８］对５ｍｘ １．５ｍ Ｘ１．３ｍ的冷态模型锅炉进行了模拟，并与实测的结果进行了对比。该文探讨了如何防止伪扩散的方法，提出了一种“节点迎风格式”。九十年代至今，炉内三维的流动燃烧，传热模型与方法正在走向成熟，开始向实际应用迈进，这一标志是开始与大型的冷模、实测的实验进行对照，模拟的 方向也趋向于实用的，如污染物模拟，结渣模拟，炭黑模拟。 １９９３年Ｃｏｉｍｂｒａ等［９］对３００ＭＷ的墙式三维炉膛中的ＮＯｘ的生成进行了模拟， 但是没有实验值作为比较。 １９９３年，Ｌｏｃｋｗｏｏｄ［１０］等对对冲燃烧锅炉内的ＮＯｘ生成进行了数值模拟。 国内的科学工作者也在炉内的数值模拟方面取得了很大的进步。如清华大学，浙江大学。［１．４］本文的工作 （１）对对冲燃烧锅炉的设计、结构和运行等特点进行初步研究。 （２）对３３０ＭＷ对冲燃烧锅炉炉内的流场在三个工况下进行数值模拟并与试验 数据进行了对比。（３）对已经运行的３３０ＭＷ对冲燃烧锅炉的温度场、污染物和颗粒轨迹在两个工 况下分别进行了数值模拟，并与现场数据进行对比。浙江大学硕士学位论文第二章模型综述【２．１】引言计算流体力学是－－Ｉ＇ｌ新兴的边缘科学，具有很强的理论性和应用性。随着电子计算机的发展，流体流动的计算机模拟已经成为流体力学理论研究和流体工程 设计的重要手段。理论分析，实验研究和数值模拟三者相互渗透，不仅推动了流 体力学理论的新发展，而且大大加强了流体力学的工程应用。同时，流场数值模 拟及气固多相流场的数值计算有了很大的发展。熟知的模拟的稳定性一直是令人 头疼的问题，对于线性方程可用Ｖｏｎ．Ｎｅｎｕｍａｎ方法来分析差分方程的稳定性。对 于非线性方程，目前只能做到：计算收敛，则认为稳定，否则不稳定。 绝大部分工程问题处于湍流粘性状态［１１］，湍流模型一直是最受关注的问题 之一。１８７７年，Ｂｏｕｓｓｉｎｅｑ提出湍流粘性系数的概念，即雷诺应力：‘；一胛＝“，罢 砂（２―１）此后用围绕粘性系数湍流即雷诺应力，提出混合长度模型、单方程模型、双方程模型、直接求解雷诺应力的代数应力模型和应力输运方程模型等。鉴于基于近似 的并不比模型改善好的极大的计算量，尽管模型在强旋流、浮力流动和各向异性 湍流等几种情形下不适应，近年来仍在工程中得到了广泛的应用。 对三维多相流动及燃烧过程的控制微分方程组，仔细分析，会发现它们都具 有如下特点：（１）非线性：方程中存在因变量或它们的导数的非一次项，主要表明在 对流项和化学反应源项：（２）（３） （４）多变量； 强耦合：各方程不相互独立，因变量交错的存在于各个方程之中： 定解条件复杂：实际情况是多种多样的。以上几个特点决定了这些微分方程不可能用解析法求解，而只能将微分方程 组离散化以后，以计算机所擅长的数值迭代法求解。 微分方程离散化成代数方程，其本质通常是用积分区域内有限数目的孤立点上的不连续的函数值取代函数定义域内的连续函数值。目前，常用的离散化方法有四种，即有限差分法、有限单元法、边界单元法和有限分析法。有限单元法在浙江大学硕士学位论文固体力学的分析中发挥了巨大威力，尤其是在处理不规则的边界问题时具有明显 优势，但在处理流体力学中的对流项时遇到了困难；边界单元法在求解较为简单的微分方程时只需将边界离散化，具有计算量小的优点，但在处理对流项和源项的问题时，还需在计算区域内部离散化，这样原来的优势也就不存在了：有限分 析法力图把微分方程的解析解与数值解联系起来，利用微分方程在计算区域内局 部的解析解，把函数在某一网格点的值与其相邻点上的值联系起来，构造离散化 的方程组，这种方法虽然较为准确，但耗费较多的计算时间，而且在求解局部解 析解时常会遇到困难；有限差分法目前被认为是处理流体力学问题时最有效的离 散化方法，它具有物理意义明确、计算简单、易于实现等优点，有限差分法愈来愈显示出强大的生命力而被广泛应用。目前国际上比较流行的商品化流体力学软件ＰＨＯＥＮＩＣＳ即是以次方法为基础。需要说明的是，对不同的实际问题，坐标系可以选取直角坐标系或圆柱坐标 系，处理这两种不同的坐标系可以采用统一的数值方法。考虑到ｗ型火焰锅炉炉 内流动的实际情况，本研究中采用的是直角坐标系。三维有限差分数值计算方法。【２．２】气相燃烧（１）概述描述湍流气相燃烧过程的模拟，主要有针对扩散火焰的Ｋ．￡一ｇ模型［１２］、 针对预混火焰的旋涡破碎模型（ＥＢｕ）【１３】、切拉滑模型［１４】、平均反应速率的输运方程模型、几率分布函数的输运方程模型、ＥＳＣＩＭＯ湍流燃烧理论等，这些模 型在实际应用中各有其特点。湍流扩散燃烧射流的Ｋ―ｅ―ｇ模型及预混湍流燃烧射流的旋涡破碎模型（ＥＢＵ），虽然都在不同程度上正确地体现了湍流燃烧过程的特点，能给出较为合 理和工程上能应用的解，但是它们都忽略了分子扩散过程随反应速率的变化以及 关于概率密度函数的假定带来的误差。此外，旋涡破碎模型（Ｅｄｄｙ－Ｂｒｅａｋ．ＵＤ） 认为化学反应的控制因素是湍流对未燃气团的破碎，在温度比较低的区域，没有 考虑温度对燃烧速率的影响，这可能会带来片面性。 对于ＥＢＵ模型的不足之处．Ｓｐａｌｄｉｎｇ等人于１９７６年提出了所谓”拉一切一滑动 模型（Ｓｔｒｅｔｃｈ＿Ｃｕｔ－Ａｎｄ－Ｓｌｉｄｅｅ）”，但是此模型没有给出湍流和化学反应之问相互 作用的物理图象。 ＥＳｃＩＭ０［１５】理论采用的是欧拉与拉格朗日法的结合，其特点是结合了湍流浙江大学硕士学位论文输运，分子扩散及湍流脉动的统计平均特性三个方面的特征。但可惜的是由于该 理论较为复杂，还很难应用于炉内燃烧过程的数值计算中去。虽然几率分布函数的输运方程模型对于简单的湍流火焰计算的结果与实验 基本相符，但在数值计算中对于计算机的存储量和所需的计算时间要求很高，因此在工程上很少得到应用。 平均反应速率的输运方程模型『１６］虽然在物理思想比较清楚，但由于需要模 化的增加以及要完全略去温度脉动对燃烧速率的影响，其结果在提高精度方面所做的努力也是很难实现的。（２）本文所采用的模型 气相物质在锅炉内的燃烧要受到化学反应和湍流输运作用的共同作用。本文采用的是旋涡破碎模型（ＥＢＵ）。旋涡破碎模型（Ｅｄｄｙ．Ｂｒｅａｋ．Ｕｐ）是描述湍流预混火焰的一个模型，可适用于电站锅炉炉内气相燃烧，其基本思想是：燃料和氧化剂预先充分混合，化学反应为一步不可逆反应，其速率为有限值，并认为在湍流燃烧区充满了已燃气团和未燃气团，化学反应则是在这两种气团的交界面上发生，而且认为平均的化学反应速率是由未燃气团在湍流作用下破碎成更小气团的速率，而破碎速率则与湍流脉动动能的衰变成正比。燃烧气体的反应速率为：％＝一ｍｉｎ０岷＇７『，ｆ％．。ｌＪ其中％，一取决于湍流混和化学反应率Ｗｓｒ＝一ＣＲ，０９２ｓ｛Ｋ（２．２）（２―３）Ｃ。一模型系数：而％．月则是按照Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ机理的反应率。 其中对挥发份的燃烧％．。的表达式为：Ｗｖ，Ａ＝－Ａｐ。－３ｗｃ芦ｃｏｅｘ一（兰芋］式中：Ｐ一压力（Ｐ。）：Ｔ。一气相温度（Ｋ） Ｃｏ一挥发份、氧的摩尔浓度（ｋｍｏｌ／ｍ３）。（２．４）Ｍｙ－－挥发份分子量（ｋｇ／ｋｍ０１）；Ｃｖ、其中对一氧化碳的燃烧Ｋ。。的表达式为：‰一枷”‰嘏砩（击ｒ唧（半］协ｓ，式中：ｐ－－压力（Ｐａ）：ｔ一气相温度（Ｋ）；Ｍｃｏ一氧化碳的分子量（ｋｇ／ｋｍ０１）浙江大学硕士学位论文／岛、／ｏ厶：。一一氧化碳、氧、水的摩尔份额；ｇ一为燃料浓度脉动均方值。ｇ的求法如下：ｇ＝蹀［（警］２＋（等］２＋（警）２］ｇ＝Ｃｒ２（２．６）【２．３】固相燃烧（１）炭的非均相反应在炉内，整个的炭的非均相反应包括如下过程：参加反应的气体向颗粒表面的扩散；在表面发生反应；燃烧产物的输运。 本文所采用的非均相反应模型［１６，１７】属于单膜（单层模型见文献［１８，１９］）的考虑多 个表面反应的总体反应速率模型：耻≠午――上――（２．７）ｋ，ｋｄ其中Ｐ。…一为氧气的分压力；ｋ。…一为表面反应系数；ｋ。…一为扩散系数。其中ｔ＝Ａｅｘｐ（一％丁）（２－８）Ｅ＝Ｉ．５）＜１０５Ｊ／ｍｏｌ?ｋｇ，Ｒ＝８３１７Ｊ／ｋｇ?ｍｏｌ?Ｋ，Ａ＝０．０８５９６ｋｇ／ｐａ．ｓ．ｍ２。其帆：害竽妥（２－９） Ｒ办（０＋瓦）“Ｄ为氧气的扩散系数，其定义如下：。＝．Ｄ，（Ｐ，ｏ∥Ｔｇ７５（２－１０）Ｔｏ参考温度１５００Ｋ。Ｄｏ＝３．１３×１０４ｍ２／ｓ：Ｐｏ为大气压，Ｐ为系统压力均取为１．０１３×１０５Ｐａ。Ｔｇ为当地气体温度；Ｍ为炭的分子量，Ｒ’为通用气体常数，８．３１３Ｐａ‘ｍ３／ｍｏｌ?Ｋ（或８２．０６ａｔｍ?ｍ３／ｍｏｌ?Ｋ），乃，％分别为颗粒、气体温度，中为机浙江大学硕士学位论文理因子，炭氧化产物全是Ｃ０２时取ｌ，全是ＣＯ时取为２。 上述的模型允许在颗粒表面生成ＣＯ和Ｃ０２，但是假设粒表的边界层以内没 有反应发生，根据文献［４１］，比率ＣＯ／Ｃ０２随着温度的升高而增加。忙器＝Ａｃｏ ｅｘｐｃ一惫，（２－１１）不同的研究者给出了不同前置因子和活化能的值。Ａｎｈｕｒ［２０】的前置因子为（２．１２）２．５１２×１０“，而活化能的值为１２４００ ｃａｌ／ｍｏｌｅ。Ｒｏｓｓｂｅｒｇ［２１］的前置因子为１．９９５ ×１０９，而活化能的值为１４３００ ｃａｌ／ｍｏｌｅ。Ｍｉｔｃｈｅｌｌ［２２】的前置因子为２．６３０×１０“，而活化能的值为７３２００ ｃａｌ／ｍｏｌｅ。（２）水分蒸发［２３】Ｒ。２Ｍ。批。ＣｇＤ。ＡＰ（Ⅳ”一Ｘｗ）／ｄＰ（１一ｘ”ＲＰ／Ｒ，）Ｍ。…一是水的分子量。舰一…是传质的平均努谢尔特数。Ｃ。…一为烟气的摩尔浓度。Ｄ。…－为扩散系数。 Ａ。…一颗粒的外表面积。Ⅳ。…?为颗粒表面的水分的摩尔份额。 ｘ。…一周围空气中的水分的摩尔份额。Ｒ。…一为颗粒质量的变化率。 （３）挥发分析出 当煤粒受到高温加热后，煤粒将发生热解反应，将生成挥发份物质，通常把 煤粒在高温环境下脱挥发份的过程称为热解过程。 粉煤热解通用模型：［２４】傅维标等人在煤热解研究中探索建立了粉煤的通用热解模型，该模型的基本思想是：（ａ）热解动力学参数Ｅ，Ｋ以及煤的导热系数均与煤种无关，只与煤的终温疋及 加热速率有关； （ｂ）挥发份的最终产量圪与煤种、煤粒尺寸及加热条件有关：９浙江火学硕士学位论文（ｃ）挥发份栅出总体速翠仍用Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式表不。（４）传热与传质本文采用几来计算对流传热率：Ｑｃｆ。２０，４。（瓦一Ｌ）。其中对流换热系数：０＝ＮｕＡ。，［ｄｐ，（２―１３）以一一为烟气的导热系数；彳。～一为表面积。Ｎｕ＝２－０＋０．６Ｒｅｌ７２Ｐ一７３（２―１４）考虑传质的影响［２５］，作如下修正：胁＝Ｍ?万Ｂ（２－１５）Ｂ为Ｓｔｅｆａｎ流参数，对小颗粒可以取为１。肚蕞地ｑ为烟气的谢‰在计算气体与颗粒间传质时，用表示传质的Ｓｈ替换Ｎｕ数［２６】。ｘｅ）６１－２（ ｐ归。。）一ｌ鼬：蒜“”’吒，２丽Ｒｐ（２－１８）Ｓｃ一施密特数；Ｄ。一扩散系数；Ｐ。一烟气密度。 辐射传热速率Ｑ，。女１３ Ｔ［２７］：砜＝２＋０．６５４Ｒ：”纠”（２―１７）Ｑ。＝蒯；（，一叫），＝盯（ｒ乙＋一疋．）４瓦?一局部气体温度：占一发射系数；室内的算术平均温度；Ｓｔｅｆａｎ．Ｂｏｌｔｚｍａｎ常数：（２―１９）（２―２０），一气体的平均辐射强度；乙一燃烧ｒ、一一辐射加权因子，现取Ｚ；一：０．５；盯一浙江大学硕士学位论文【２．４１气相控制方程对冲燃烧煤粉锅炉的炉内流动是一个十分复杂的三维湍流流动，全部方程组 应包括连续方程、动量方程、湍动能方程、湍动能耗散率方程、化学反应的质量分数方程和能量方程。在直角坐标系下，可写成如下统一形式：ｄｉｖ（ｐｖ≯）＝Ｓｆ＋‘．ｐ＋ｄｉｖ（Ｆｃｇｒａｄ妒）（２?２１）上式中左边一项为对流项，右边第三项为扩散项，右边一、二项为源项，其中中 代表通用的气相变量，对于气相流动来说对应速度分量ｕ，Ｖ，Ｗ，压力Ｐ，湍流动能ｋ，湍流耗散ｅ，Ｌ为扩散系数，ｓ。为气相流体的源项，ｓ。．，是指与煤粉颗粒有关的源项，即反映固相对气相的影响，具体的各项意义见表２．ｉ［２８］。表２．１≯ｌｒ三维气相方程式（２―４）中各项的具体含义Ｓ－Ｏ０甜“。”一言＋瓦Ｐ彬刮＋石Ｐ彬刮＋瓦Ｐ咿刮¨。”Ｖ∥硝Ｗ“吲一考＋丢（∥咿期＋号（％期＋暑（％刳＋％ 一害＋罢（砌刳＋号（峋韵＋罢（％期＋％。ｋ七ｕ。｛｜ｏＧｋ―ｐｓ占“ｉＨ沁。孚瞄Ｇ。一Ｃ２ｓ）尼这里Ｇ。为湍流动能的产生项，表达式在下面给出；∥。＝／１，＋∥，湍流粘性系数：∥，＝ｃ。肚２弦，湍流方程系数对于标准ｋ－￡：｝ＩＩＲＮＧｋ－￡各自不同，这将在下面给出。针对标准ｋ－￡模型在强旋流动，大曲率流动中的应用有着自身的困难，本文应用文献［２９］中提出的ＲＮＧ ｋ－ｅ模型，ＲＮＧ ｋ－ｅ模型正是通过引入尺度１７＝ＳＫ／ｅ参 量，使之可以很好地应用到有强曲率影响的快速畸变地流动中ｆ９】，可以用来处 理各向异性的湍流流动。再者ＲＮＧ ｋ－ｃ模型不仅适用于高Ｒｅｙｎｏｌｄｓ数的湍流，对浙江大学硕士学位论文十低Ｒｅ数区域，口Ｊ直援枞分剑壁皿，ｆ『Ｕ小必冢杯准ｋ一￡干吴型那样 采用相应的处理。以下简要地给出它的表达式： 湍流动能和耗散方程分别为：在近壁点必须“，考２ｑ吖＋毒№＋尝，聋（２．２２）叶考《妻只＿ｃ２譬＋毒№＋盟Ｏ＂ｃ，罢ＣＯＣｊ，ｔ＝瓦／２，ｓ＝∥瓦ＯＵｉ瓦ＯＵ，Ｏｘ¨＝ｃ，等．咖．’占（２．２３）（２．２４）这里Ｇ为湍流动能产生项Ｇ。＝２∥，巧万其中平均应变率张量为：（２．２５）写＝；ｔ妻＋》共有四个系数：ＣＩ，Ｑ，吼和盯。。对标准ｋ一￡模型（２．２６）巴＝０．０９，Ｇ＝１．４７，Ｇ＝１．９２，Ｏ－女＝１．０，吒＝１．３。对ＲＮＧ ｋ一￡模型，其系数取值来自重整化群理论［２９，３０］巴２。?。ｓｓ，ＣＩ２，?。ｚ一旦；；；；ｉ旦，Ｃ２＝１．６８，（ｒｋ＝０．７１７９，ｅ＝。．，－，，ｒｌ＝ＳＫ／ｃ，Ｓ＝（２夏，墨∥”，∥＝０．０１５，ｒ／ｏ＝４．３８。ｆ２．５】固相控制方程（１）脉动频谱随机轨道模型［３ｌ】陔模型的主要内容（以二维为例） 颗粒的Ｌａｇｒａｎｇｉａｎ型运动方程写成下列形式埘，百ｄｏｐ＝Ｃｔｇ，Ｏｇｄｐ掣皎呜）＋∑Ｆ沼：，，式中ｕ一是煤粉颗粒的瞬时速度，暖是气相的瞬时速度，∑Ｆ是煤粉颗粒所受的塑坚丕堂堡主堂垡堡苎――所有力之和，而气流的瞬问速度瓯又可以分解为时均值和脉动值，即Ｄ ｚ＝Ｕ｝＋Ｕｊｇ （２―２８）从气相流场中可以求解得％，用随机的富里叶级数来模拟气相的脉动速度嚷９－维流动为例，则两个方向的脉动速度分量为：“：：窆Ｒ。叩。ｓ‰，一Ｒ：口ｊ）（２―２９）ｕ：：窆凡叩。ｓ（ｆ甜ｉｔ－Ｒ。口？）式中Ｒ。、Ｒ：、Ｒ，及Ｒ。是四个正态分布的随机数，∞为不同的脉动角频率，ａ缔口口？’是脉动的相对角，而“，和ｕ，是根据湍流脉动频谱所确定的角频率为ＣＯ，下的湍流脉动幅值。它的确定方法：由气相流场计算所得到的ｋ和占值，由Ｂｏｕｓｓｉｎｅｓｑ假定求出订“和舀“，即＝ 一２一“ｑ｝ｔ ２―３（２．３０）ｔ一ｕ＝ 一２巴“一Ｐ“一Ｐ／，● ● ．、 ， ● ● ．、＼堕出生咖 、，●ｌ／、，●』＋２―３其中∥，＝ｃ，譬，ｃ，＝。．。９，ｃ．＝ｃ：＝ｌ。然后根据湍流脉动频谱，求出ｑ角频率下的湍流脉动能一分布百分比ｋ．，则以下式来计算湍流脉动幅值“．和ｕ“；２眨｝（２－３１） ｕ？＝七，西门Ｊ等＝毒¨≯小鲁ｆ誊阱¨＋姜｝㈦。：， 恺。３纠式中ｒｒ＝鲁等，．厂＝ｃ。，（嚣），ｃ。可采用式ｃｚ．ｚ。，颗粒阻力系数计算公式。上浙江火学硕士学位论文述的求解可采用五阶精度六级变步长的Ｒｕｎｇｅ－Ｋｕｔｔａ积分方法【３２】，积分时间取 出为随机旋涡的作用时间，即出＝ｍｉｎ［ｒ。、ｒ。］其中，ｏ和ｆ。分别为随机旋涡的生存时间和颗粒穿过随机旋涡的时间，Ｌ＝√吾ｃ∥妻靠＝一ｒ，ｌｎ（１一］二！。１）ｆ，Ｉ”ｇ一”ｐ０１（２―３３）（２―３４）旋涡尺度：ｆ，：ｃ：，?竺（２）随机轨道模型［３３―３４］（２．３５）随机轨道模型是颗粒轨道模型的一种，它在考虑气相湍动基本结构的基础 上，模拟气流湍动对颗粒扩散的影响。在湍流流动中，颗粒的扩散主要是由湍流 引起的。该ｆ，为颗粒驰豫时间，ｆ，为连续相湍流涡团的拉格朗日时间。该模型假定：一、当Ｚ＇ｐ＞＞ｆ，时，颗粒不受湍流影响，运动完全由平均流决定，颗粒无扩散： 二、而当ｆ。＜＜ｆ，时，颗粒完全跟随连续相湍流脉动，颗粒扩散亦与连续相相同。 然而在多数实际两相流动中，一般为ｆ。～ｆ，，即颗粒受连续相湍流脉动的影响， 其运动部分是由于与流体的对流作用，部分是由于其在开始穿越周围流体时与流 体的湍流扩散作用。如何确定涡的特性和涡与颗粒相互作用的时间是此模型的关键。假定涡的内部是均匀的基础上，定义涡的特长度１。和生存时间ｆ。分别为：，。＝ｑ“ｋ”２／占．（２―３６）铲∥（秽（２－３７）而颗粒穿越涡团的时间ｒ。分别为：矿＿‰（２－３８） 。一丽弼浙江大学硕士学位论文铲＾，ｎ（南］湍动能ｋ来确定。协，，，式中连续相瞬时速度咒由颗粒所在位置的连续相流场的平均速度乓和局部颗粒和涡的相互作用时间％。＝ｍｉｎ（ｒ。，『Ｉ）ｆ。一涡的寿命时间。（２．４０）如果在涡的生存时间内，颗粒就已穿越了涡，则颗粒和涡相互作用时间为颗 粒的穿越时间，如果在涡破碎前颗粒一直在涡内，则相互作用时间为涡的寿命。在锅炉中小颗粒比例较大，大颗粒较少，一般颗粒粒径在０－－３００∥ｍ内。计算中将煤粉的初始粒径分成０、２０、４０、６０、８０、１００、１２０、１４０、１６０、１８０、 ２００、２２０、２４０、２６０、２８０、３００Ⅳｍ等１６个尺寸组。每组颗粒需要模拟的个数 不相同，按照煤的筛分分布，较大的颗粒组较少，大部分颗粒集中在２０Ｉ－ｔｍ一８０ｔ．ｔｉｎ 之间，每个颗粒团在相同的位置要进行多次的模拟。１２．６】颗粒的受力颗粒在锅炉内运动过程中要受到多种力的作用，比如：Ｓａｆｆｍａｎ升力、Ｂａｓｓｅｔ 力、虚假质量力、热泳力、气相阻力，Ｍａｇｎｕｓ升力，重力及挥发份的喷射力等。然而在计算颗粒在锅炉内运动过程中受力时，我们仅考虑气相阻力，Ｍａｇｎｕｓ升力，挥发份的喷射力等主要的颗粒受力［３５．３７】。ｆ１）气固阻力 气固阻力表达式如下：昂＝孚ＣＤＰ。Ｉ吒一巧阮．．，，）这里Ｐ。…为气相密度；＿…可为煤粉颗粒的半径；（２－４１）露、ｖｖ…分别气体，颗粒的速度；ＣＤ…为阻力系数，ＣＤ主要与Ｒｅ有关：浙江火学硕士学位论文当Ｒｅ超过１０００时ｃＤ的值为０．４４；而当Ｒｅ的值介与１和１０００时ＣＤ＝（１＋Ｒｅ“３／６）２４／Ｒｅ（２－４２）这里Ｒｅ＝ｋ一口，Ｉ?ｄ，／ｖ，彩为颗粒直径，ｕ为运动粘度，由于煤粉在蒸发挥发和氧化时阻力系数会减小，所以要进行如下修正［３８】ＣＤ＝ＣＤｅｘｐ［－２ｒｈＣｐ．，／（Ｋ，ｄ。）］（２－４３）其中Ｃ。…为平衡比热； 廊…燃烧速率； 彤。…为边界层中气体的平均导热系数。 此外颗粒体积相同的球的表面／颗粒的表面积，即球形度，０＝Ｓ。／Ｓ，也是一个 影响气动阻力的主要参量。文献［３９１给出了一个参考值，指出对于颗粒直径小于 １００ｕｍ的颗粒，口取Ｏ．７较合理。（２）Ｍａｇｎｕｓ升力通常颗粒在炉内运动过程中会边运动边旋转，而且旋转的速度很快，这是由 于许多因素而引起的。颗粒表面各点所受到的气流冲刷的速度不同，会使颗粒整 体受力不均匀，表面不规则的形状，也使颗粒表面各点所受的力不同，颗粒与颗粒之间、颗粒与壁面之间因碰撞、摩擦会产生旋转，颗粒在质量变化时，如挥发 份的吸出、蒸发时也会产生旋转。由于颗粒旋转而产生的升力，就是ｍａｇｕｓ升力ｋ矿ｃ∥瓶吩（ｄ讲ｍ ｖ），ｍａｘ每）?◇。一％）（３）挥发份的喷射力（２－４４）ｄｍ，／ｄｔ为挥发份的析出速率，Ｃ。为经验常数取为Ⅱ／８，∞。＝１０００转／秒。挥发份的析出是以喷射的形式放出的， 挥发份的喷射对颗粒会产生反作用 力，挥发份喷射的作用力如下表示：瓦＝吮，．（－等）吃为挥发份相对于颗粒的喷射的合成速度ｆ２．７】污染物的生成ｒ２?４５）浙江大学硕士学位论文ＮＯ。有三种不同的生成机理，主要是： （１）快速氮又称“瞬发氮”是由燃烧时燃料中碳氢化合物分解生成的ＣＨ和Ｃ等 原子团，与空气中Ｎ２进行反应而生成氰化物。氰化物又与火焰中大量的Ｏ，ＯＨ 等原子团生成ＮＯ，它所占含量很少，可忽略。 （２）温度型ＮＯ。，它是在高温下氧气和氮气反应生成的，通常占总ＮＯ。含量的 ２０％左右。当温度在１８００Ｋ以下，“热力”ＮＯ生成量很少，因而要限制“热力” ＮＯ的生成，主要应控制温度。（３）燃烧型ＮＯ。，它是因为燃烧本身含有氮的有机化合物，在燃烧过程中与氧气 反应生成的，它与氧气浓度及燃烧燃料中氮的含量有关系，而与温度关系不大，它占ＮＯ。总含量的绝大部分，一般为８０％左右。目前ＮＯ。的主要防治手段［２７―２８］为：采用低Ｎ燃料：采用低Ｎ燃料可大大降低燃料ＮＯ的生成：改善操作条件：改 善操作条件主要是控制炉膛温度和氧气浓度：采用低ＮＯ。燃料方法及采用低ＮＯ。 燃烧器：采用低ＮＯ。燃烧方法和低ＮＯ。燃烧器可大大降低炉内ＮＯ。含量，其实 质就是根据所掌握的各类ＮＯ、的生成机理，采取相应的处理方法；排烟脱硝。 ＮＯ。生成的数学模型： ＮＯ生成［２９，３０］反应为：１１，、月。。，．．Ｍｗ＝７‘７。ｐ，匕：，）（２―４６）（２―４７）ＲＭｗ，Ｍ）＝１０“Ｐ。‰ｗ忆，，Ｐ。３”…７；Ｒ。，．。、。一由煤生成ＨＣＮ的反应速率：Ｒｍ，Ⅳ＿＋Ｍ一由ＨＣＮ生成ＮＯ的反应速率；圪，一煤中氮的质量分数；Ｓ，一煤在反应过程的质量变化率：ｒ一组分Ｉ的质量分数：而ＮＯ被还原的反应采用如下生成率：ＲｍⅣ：＝３×１０”Ｐｇ‰ｗ‰Ｐ”７…７ｊＲ心．Ｍ，＝３ｘ１０”尸：５％：誓：５ ｅｘｐ（－６５３００／Ｔｇ）ＷＮｏ／够，Ⅳ，陟尝５）（２―４８） （２―４９）Ｐ。一气体密度；‰一Ｎｏ的分子量；阡，Ⅳ２一Ｎ２的分子量：彬。一０２的分子量。而对于‰。及％，的求解可采用下式：∥¨旦缸扛ｌｌ㈨删 卜∥ ａ一缸ｐａ―ｍ ■弘瓦ａ一砂■％可ａ一瑟 ■嘭ｉ黾卜如浙江大学硕士学位论文‰。及‰的源项分别为ｓＹ∞Ｎ２Ｒ：ｊｄ＿ＨＣＮ―ＲＨｃｑ。ＮＯ―ＲＮＯ，Ｍｔ（２―５１） （２―５２）ｓＹ☆）２ ＲＨｃｑ÷ＮＯ―Ｒｍ÷Ｎｔ七ＲＮｔ，Ｎ０综合以上方程，利用颗粒燃烧所产生的源项、流场、组分场、温度场便可进行ＮＯ。生成的计算。浙江大学硕士学位论文第三章对冲燃烧锅炉工程应用１３．ＩＩ对冲燃烧锅炉简介对冲燃烧锅炉在我国应用较早，旋流燃烧器也早在５０年代开始使用，但这 些都是前苏联技术。使用美国的对冲燃烧锅炉和旋流燃烧器的技术是在８０年代 后期。美国Ｂ＆Ｗ公司的对冲燃烧锅炉被引进中国，它给我们带来了很多新的设 计思想，如喷水减温器和烟气挡板结合，使锅炉运行简单，新的旋流燃烧器提高 了锅炉效率，调节方便，炉膛出口烟温偏差减少，同时对降低污染排放有一定的 好处。本文计算的锅炉是采用美国Ｂ＆Ｗ公司ＲＢＣ（ＲａｄｉａｎｔＢｏｉｌｅｒＣａｒｏｌｉｎａ）自然循环锅炉，该锅炉是一种典型的对冲燃烧锅炉。如图３―１所示：图３－１３３０ＭＷ对冲燃烧锅炉总图【３．２】对冲锅炉尺寸本设计充分考虑到设计煤种和校核煤种的燃煤特性，兼顾稳燃、燃烧效率、 防止结渣以及高温腐蚀的要求，并考虑到本工程对场地限制的要求，设计选用适 当的炉膛断面即宽１４．１ｍ、深１２．３ｍ。炉膛高度达４９．８５ｍ（水冷壁下集箱中心到 炉膛顶棚）。上层燃烧器中及格心距离屏底为１８。６５ｍ，北京巴威公司对旋流燃 烧器的经验此值大于ｌｌｍ即可，故已留有充分余地。 在合理配置受热面、保证各项汽水参数的前提下，屏式受热面采用较大的横９――蝥塾至兰篓，兰要些黧曼－―――――――――――――～蠲节疆，鼯藩器遥热器毙１５００ｒａｍ，嚣攥：ｉ窭热嚣为６００ｒａｍ，郝怒防止炉塍如１２１ 戆焦豹肖簸缝拘摈蘧。遴入离激避热器（搂交节避３００ｒａｍ）熬炉鼗出舒设谤溺淤为１０２９。Ｃ（ＢＭＣＲ王凝）。１３．３｛对渖锅炉参数 袭３－１锅炉参数 ； 名称 蕈谴ｔ／ｈ数德ｉ００４ ９０６ ５４３ １８．４４ｌ过热蒸汽流黧（转?ＭＣＲ）Ｉ稀热蒸汽流蘩（转．ＭＣＲ）Ｉ ｊ建热器＆鞠滋瘦ｔ／ｈ℃｝涎热释出国蚕力褥热器避，毒鞠温液 掰热器避，出１２１压力 缭承滠魔镶炉效率（ｅＰ｛００％）Ｍｐａ℃３３６．３１５４３４．３２瑶。ｉ３ ２５７ ９２Ｍｐａ℃％表３．２设计煤静帮校骇漂葶孛躲澡臻发获成分分撰涤糕 校羧煤 耱６＋５２鼹霹受棼攀绽设计煤技孩燃释４．４０耱应鼷基鬣。熊冁７。７２盛怒基辙Ｃａａ％４９．１９Ｓｌ。６０４７＋３０波麓基氯｝｛ＡＲ％３．１ｌ３。４８２。８ｌ藏蹙基硫应餍鏊低僚发热量ＳＡＲ％Ｏ．？Ｏ０．９０１．Ｏ转ＱＮＥＴ，，ＡＲＫＪ／ｋｇ１９４６９２０３０６１８７６９废髑基缀ＮＡＲ％Ｏ，８２１．１０Ｏ．７６浙江大学硕士学位论文２塑坚盔堂堡主兰丝堡苎表３．３锅炉实物风口尺寸及入口设计参数（基本工况）一一校核煤种１１２０项目符号单位设计煤钟校核煤种变形温度ＤＴｏＣ１１１０１２００软化温度ＳＴｏＣ１１９０１２８０１２１０流动温度ＦＴｏＣ１２７０１３５０１３１０表３－３水循环计算汇总名称单位｜ ｔ／ｈ“ｈ ｜数值３．９４ ２７．２ ９．３２．０９循环倍率 每个旋风分离器实际最大水负荷 每个旋风分离器蒸汽负荷 系统截面与上升管解面比 下降管占连接系统截面百分比 供水管占连接系统截面百分比 引出管占连接系统截面百分比 封头的工质流速 筒身下降管内工质流速平均吸热量时最大出口重量含气 童 最大吸热量时最大出口重量含气蛊％％２１．８ ３３．３ ４４．９ ３．６６ ３．９９ ４０．１％Ｍ／ｓ Ｍ／ｓ％％５４．８燃烧器区最小工质流速 最小饱和水压头百分比 燃烧器区最小ＤＮＢ其它区最小ＤＮＢＫｇ／ｍ２．ｓ６００ ９９．９８ １．８９１．５５％｜ ｜表３－４热力计算汇总潺乏￡大学硬士掌往论文颂霆单缎｜ ｜ＢＭＣＲ１００４ １８。４４ ５４３ ９０６｜ＣＰ８２。５％ ｛７５６ＶＰ５５％５０４ １０，４２ ５４３ ４６３．３ ２．１５／２．０６ｉ建热蒸汽滤爨ｌ确ＭｐａｏＣ邀热蒸汽疆力 过热蒸汽温度褥热蒸汽滤量｜ｌ｛ｔ８。ｔｌ｛｛｜｜｛ｌ｜｛５４３ ６８７．６娩Ｍｐａ耄笋蒸汽压力‘进四７出｛翻）｜４‘３２惩１３ ｜｛ ｛ｌ２５７３’２７屈¨詈笋蒸汽温度‘避目７出｜妇）℃｜｜３３６。３巧４２｜３１５＿９，ｓ４２２４２ １３７３３３／５２７给永温度摊黧溢痰（来穆正）效率ｌ１ １ ｜ ｜屯｛｜ ｌ ｌ｜ｌ１４３｜｛１２２予灞气热损失％４，７８ 孬．４８４。７４４．７６ ０．４０ ０。２０ １．２７燃瓣中承分热损失警气中永分热臻失％ ％ ％｜０．４７ ｜０．２０ ｜ｌｌ１．２７｜０．２０Ｉ＋２７不完全燃浇热损失壤嚣摹缀％ＢＭＣＲ０。１８ ｌ。１３ ９ｌ。９６ １５２，４ ｝２３ＣＰ８２．５％０．２３ １．２碡 ９ｌ。８５ １１９。５ ｝２８ＶＰ５５％０．３４ １．２４ ９１．７９ ８２。３ ｌ。５ｌ数熬搂灸露ｌ遥褡庋帮来诗攥失锅妒效率１％ ％ｔ／ｈ７ｌ｝｜｜｜ｌ燃辩消糕繁蠢璨爨凌躲过剩奎气系｜ｌ数｜｜｛｜２４ ３９。７／０｝｜ｌ授运瘗煤粳台数投远燃烧器个数２４ ２９，Ｉ／０２道热器磺承漫（一级／二｜ｔ／ｈ缴）ｌ｜３３８１３５３ｌ｜３３３／３４３ ３１６８２３ｉ７彩ｌＯ热风瀑度（一次，二次）｜§口屏过热器ｏＣ烟气温发 （进Ｖｔ／如鞠） 工质温度 （避口强Ｂ肼）１３７３１１ １６２｜１２８９／１０８２ ３８８／４３６１１５３搏６８３４４／４２３ｆ３８３，４３２星篓整垫鐾王质温度 （进１１３ｔ波１２１）烟气温度（避口，出掰）ｌ｜。ｃ｜１１６２／１０５０４３５／５０１｜１０８２／９７４９６８／８７３ ４０７１４９４｜４３２／５０ｔ浙江大学硕士学位论文高温过热器 烟气温度（进口／出口） 工质温度（进口／出口） 高温再热器 烟气温度（进口／出口） 工质温度（进１３／出口） 水平再热器 烟气温度（进１３／出口） 工质温度（进口／出口） 水平过热器 烟气温度（进Ｈ／出口） 工质温度（进口／出口） 省煤器项目 单位ｏＣ ｏＣ ｏＣ ｏＣ ７２４／４５０ ３６８／３９９ ６６８／４２３ ３６７／３９３ ５７６／４１４ ３４６／４２３ｏＣ ｏＣ ｏＣ ｏＣ ｏＣ １ ０２９／９６９ ５０１／５４３９５４／８９９ ５０１／５４３８５６／８１０ ４９４／５４３９４５／７７６ ４１９／５４２８７６／７２２ ４２２／５４２７８８／６５４ ４０６／５２７ｏＣ７５６／４２２７０２／４０９ ３１６／４２２６３６／３７９ ３３３／４０６３３６／４１９ＢＭＣＲ４４８／３９３ ２５７／２７４ ４３７．３１７．９ＣＰ８２．５％４２ｌ／３６６ ２４２／２５８ＶＰ５５％４１２／３５６ ３３３／２５１烟气温度（进１３／出口） 工质温度（进口／出口） 炉膛容积热负荷 炉膛截面热负荷ｘ１０６ｋｊ／ｍ２ｈ ｘ１０６ｋｊ／ｍ２ｈ【３．４】制粉和燃烧系统鉴于用户的煤源构成和可能的变化，制粉和燃烧系统的选择极为重要。实践证明，Ｂ＆Ｗ的墙式燃烧、双调风旋流燃烧器的ＲＢＣ锅炉具有煤种适应性强的 优势。按ＤＬ５０００―９４《火力发电厂设计技术规程》，对大型燃煤机组推荐选用质 量可靠的中速磨煤机及直吹式制粉系统，并积累了丰富的经验。北京巴威公司再 燃用烟煤的ＲＢＣ锅炉上无一例外的采用了中速磨冷一次风机正压直吹式制粉系 统ａ按Ｂ＆Ｗ公司标准，兼顾较核煤种，要求采用ＥＩ．ＤＲＢ（Ｄｕａｌ ＲｅｇｉｓｔｅｒＢｕｍｅｎ型双调风旋流燃烧器。该燃烧器对设计煤种和校核煤种均具有及良好的适应性。 或内外的运行经验证明，ＤＲＢ―ＸＣＬ燃烧器对煤质变化的适应性极强，当燃烧器 的调风盘及内外二次风叶片调整到较佳的位置以后，只要煤质不发生特别大的变 化，燃烧器调风器的设置不需要作任何的调整，燃烧器仍然具有良好的着火、稳燃性能。当煤质变化较大时，可适当的调整调风盘位置及内外二次风叶片设置角 度，改变对高温烟气回流卷吸的数量和流场，以适应煤质的变化，使煤粉的着火与稳燃恢复到萨常水平。这台锅炉设有四台ＭＰＳ一２２５型中速磨，每台磨供一层燃烧器，整个锅炉共四层，没层前后墙各一派，每排四个燃烧器。正常运行使用浙江大学硕士学位论文三台磨，一台为备用。表３－８投运磨煤机、燃烧器数量与锅炉负荷的关系６９％６３０３ ２４锅炉负荷锅炉出力ｔ／ｈ５５％５０４ ２１００％９３７３ＢＭＣＲ１００４３投运磨煤机数量 投运燃烧器数量 煤粉细度（通过２００目）△口 口△１６ ７６２４ ７６２４ ７６％７６燃烧器一次风喷口将采用耐高温耐磨损的稀土高铬镍锰氮高温耐热铸钢ＺＧＳＣｒ２６ＮｉＭｎ３Ｎ。其寿命大于一个大修期。燃烧器结构充分考虑了检修的方便， 当一次风喷口需要更换时，只需再大风箱外侧切割支承套管，即可将一次风喷口抽出大风箱。当把大风箱上的外盖板打开以后，可以很方便的把整台燃烧器从大 风箱抽出。燃烧器的布置考虑了燃烧器间的相互影响，靠近侧墙的燃烧器与侧墙有足够距离，以免侧墙结焦及发生高温腐蚀。本燃烧器调风装置的最大特点是在 热态运行时调节方便、灵活、可靠并能有效的调整旋流强度，改变对高温烟气的卷吸数量和流场。每层燃烧器均位于彼此隔离的分隔风仓内。在分隔风仓侧面的 分支二次风道上装置调风挡板和风量测量装置，以调节进入该层燃烧器的二次风量。燃烧器的布置时，其水平方向和吹直方向的间距，与侧水冷壁的距离，上排燃烧器中心至屏底的距离以及下排燃烧器中心至冷灰斗拐点的距离均符合美国 Ｂ＆Ｗ标准，并留有充分的裕度。因而保证了煤粉颗粒的燃尽、火焰不冲刷过受热面、适当的燃烧器区域热负荷，以及火焰不冲刷水冷壁并避免结焦。 ＥＩ?ＤＲＢ型双调风旋流燃烧器自身构成一个独立的燃烧单元，其内、外二次风形成良好的空气动力场，卷吸着火稳燃所必需的高温烟气，并适时补充燃烧所需的氧气和产生必需的气流扰动。当锅炉负荷变化较小时可调整一层或数层燃烧 器的风、粉供给量。当锅炉负荷变化较大时，可切除或投入一层燃烧器。因此， 在锅炉负荷变化时，通过运行手段，本锅炉的燃烧器，总能在接近其设计工况下工作。例如在５０％锅炉额定负荷时，投入二层共八台燃烧器，则燃烧器的工况几 乎与其设计工况一致，极大地提高了低负荷时煤粉的着火稳燃和燃烬性能。这就是本锅炉燃烧器能够高效燃烧煤粉并且能够确保在３０％ＢＭＣＲ负荷下，不投油 稳燃的原因。 在锅炉前、后墙上的各四个分隔风仓构成两个大风箱，每个大风箱与水冷壁密封焊接，并随随冷壁一起膨胀。位于大风箱内的并由大风箱支撑的燃烧器，其浙江犬学硕士学位论文势二次贰骥Ｅ１与水冷壁上燃烧器开目豹联系采用ｊ＃焊接结车句，劳用硅酸锱耐火纤 维绳密封，以防止大风箱内的空气由连接处漏入炉膛。在犬风箱上的每个分隔风 仓豹分支二次双道上，装有二次风挡板及枧翼型侧速装置。二次风挡板操｛乍灵活，工作可靠，并带有传动装鬣用以实现二次风量的自动调节，本公罚将提供侧速装置豹动压傻与风擞的关系曲线。二次风挡板不需要关闭严密，因为即使该层燃烧 器停用时，仍需送入适当数量的冷却风，眩避免停糟该层燃烧器困高温烧坏变形。１３．５ｌ本章小节对渖燃浇锅炉在我国黪应弱莠不是缓多，对它掰进行游研究（笼萁对于较大 容量的机组）极为有限，它的典型代表就是ＲＢＣ（ＲａｄｉａｎｔＢｏｉｌｅｒＣａｒｏｌｉｎａ）锅炉，该锅炉是ｌ￡京巴簸公司予１９８６年获美嚣霉｜遴熬，主要矮予宅蘸大型镊炉，嚣兹 有二十多龠此类锅炉在运行。该锅炉对冲燃烧锅炉有以下几个特点：【４０】 ＜１）襄动容暴（２）容易着火和稳燃（３）墙式燃烧渡场秘湿度场均匀（４）墙式燃烧抗结焦性好（５）煤季中适应性好，燃烧经济性岗（６）实现清洁燃烧浙江大学硕士研究生论文第四章对冲燃烧锅炉数值模拟结果与分析本章研究的对象是北京Ｂ＆Ｗ公司生产的３３０ＭＷ对冲燃烧锅炉，该锅炉高４９．８５ｍ，宽１４．１ｍ，深１２．３ｍ。采用前后墙对冲燃烧方式，前后墙各有四排燃烧 器，每排四个，燃烧器采用的是双调风燃烧器。【４．１】对冲燃烧锅炉的网格 由于锅炉炉膛的几何结构不规则，只有用不均匀的网格才能较好的符合计算 的意图，面网格采用的是三角形网格，而体网格采用的是Ｈｅｘ厂ｎｉ网格，在燃烧 器和出口处网格比较密，而在其他处网格相对于前两处来说较疏，网格共有３０ 万多个。 【４．２】流场的数值模拟（Ｉ）入口速度处理方法本文在计算炉内空气动力场时是按照动量相等的原则来处理入口速度，也就 是模型的入口动量应同实炉相同。 单只燃烧器一次风量按下述计算： 一次风混合物密度：ｐ：堡垒塑查里：混合物体积旦：！：竺：！１＋硒。１。∥Ｉ／ｐ。：！生！！旦！１＋ｎ一／ｐ。（４．１）一般煤粉密度尸。＝１５００ｋｇ／ｍ３，远大于ｐ ｌ，故上式可简化为ｐ＝ｔｌ＋Ｈ）ｐｔ（４－２）ｐ２（１＋ｋ ｕ）ｐｔ（４?３）煤粉速度滑移比：ｋ＝Ｏ．８ 一次风煤风比：ｕ＝０．８１４ 一次风动量：Ｍ＝ｐ Ｇ１ｗＦ（１＋ｋ ｕ）ｐ ｌＧ｜ｗｉ７４。２０７（４－４）ｗ－为一次风速，Ｇ．为一个一次风喷口体积流量。 其余各风口的动量计算与一次风类似。结果见表中所列。塑坚奎堂堡主婴塑竺笙塞表４－１锅炉实物风口尺寸及入口设计参数（ＢＭＣＲ工况） 风速ｍ／ｓ动量Ｎ风口尺寸ｍｍ风温℃风量×１０３ｋｇ／ｈ一次风二次风（内）由５０５ 巾８６２ 由１０４６８２３４３ ３４３１６．９２０．８２２９．２ ３８６７４．０２７ ３６６．３４３ ３６６．３４３二次风（外）４０．８５７９表４―２锅炉实物风口尺寸及入口设计参数（ＣＰ８２．５％Ｉ况）风温℃风速ｕｄｓ１５．５ １５．７风量×１０３ｋｇ／ｌｌ２１１ ３０６ ４５９动量Ｎ５７．２０３ ２１８．７ ２１８．７一次风二次风（内）８２３３３ ３３３二次风（外）３０．７表４－３锅炉实物风口尺寸及入口设计参数（ＶＰ５５％Ｉ况）风温℃ 一次风８２３１３风速ｍ／ｓ１６ ４ １６．８风量×１０３ｋｇｍ１４２．３ ２５９．８ ３８９．８动量Ｎ６２．０１ ２９９．１ ２９９．１二次风（内） 二次风（外）３１３３３计算模型炉内的空气动力场不同于计算实物炉，主要因为其入口尺寸不同 这是因为在划分网格时要兼顾各网格的入口尺寸。各风口模型计算参数如下： 表４―４锅炉计算模型入口参数（ＢＭＣＲ工况）风温℃ 一次风ＯＯ风速州ｓ１９．１ ２０．５动量Ｎ７４．０２７ ３６６．３４３『二次风表４－５锅炉计算模型入口参数（ＣＰ８２．５％工况）风温℃风速ｍ／ｓ１６．７ １５．６动量Ｎ５７．２０３ ２１８．７Ｉ一次风０ Ｏｌ二次风浙江大学硕士研究生论文表４－６锅炉计算模型入口参数（ＶＰ５５％Ｉ况）Ｉ一次风 二次风风温℃Ｏ Ｏ风速ｒ“ｓ１７．８动量Ｎ６２．０１ ２９９．１１７．Ｏ（２）冷态流场数值模拟结果 首先对流场结果进行讨论，本计算的结果与讨论均是对于３３０ＭＷ的锅炉炉 膛来说的。 由于在国内对于对冲锅炉炉内过程的研究仍然是基本上处于空白，所以本文 为了给出详尽的描述，给出了图４．Ｉ至４．６、图４．７至４．１２和图４．１３至图４．１８这十八 张图分别是ＢＭＣＲＩ况、ＣＰ８２．５％Ｉ况和ＶＰ５５％－－个供况下在炉膛中由右到左截 得的纵截面。 在ＢＭＣＲ工况下从图４―１和４―２中我们可以清楚的看到前后墙的三层燃烧器 喷入炉内的情形，从三层燃烧器喷出的气流在炉膛中心相碰并形成分界线，绝大 部分向上流动，一部分向下。两侧燃烧器的一部分气流向侧墙冲刷，并形成一个 涡。此种锅炉一个显著的优点体现的淋漓尽致，即在采用墙式燃烧圆型燃烧器条 件下，低速直流的煤粉空气混合物处在两股强大的二次风包围之中，由于煤粉不可能从二次风中分离出来，因此，很少或根本没有接触炉壁的机会，当然就不会造成炉膛结焦。图４－６显示了某层燃烧器截面的流场情况，从图中我们可以看到： 从前后墙喷出的气流冲入炉膛中心相遇，可以看到它们之间碰撞后形成的分界 线，两侧燃烧器的一部分气流向侧墙冲刷，并形成一个旋涡。 图４―３是炉膛出口的一个横截面图。我们看到流场的流速较均匀，没有发现 大的偏流的现象。这正与浙江电力试验研究所的测试结果较吻合，见图ｂ。 图４―４和４－５为沿着炉膛的不同高度上截取的位于二个不同水平面的三维流 场图。从此图中，我们可以清楚地看到烟气在炉内的流动情况，在烟气的上升过 程中，不会向切圆燃烧锅炉那样有旋转存在，在炉膛出口更不会有残余旋转，因 此，在水平烟道不会引起过热器的温度偏差，这一点可以从图４．３炉膛出口的速 度分布及以后的温度分布中得出。 其余两个工况的情况与ＢＭＣＲ Ｉ况大致相同。 图ａ是所取的各个截面在图上具体位置的示意图。浙江大学硕士研究生论文２３４５６７８９１０ １１１２１３Ｉ｛从炉左到炉右位置（－）图ａ所取的截面在图上示意图图ｂ炉膛出口水平烟道截面速度分布图ｌＯｍｌ５竺幽４－１ ｚ＝４．７６平面流场分布图 （ＢＭＣＲ工况）图４－２ ｚ＝９．５２平面流场分布图 （ＢＭＣＲ工况）３０浙江大学硕士研究生论文０?１―２ －３４?５ －６ Ｎ?７ －８ －９ ?１Ｄ －１１ ?１２ －１３．１４瀵 ；｛；麓｜ｌｊ趱５ １０：！！：÷ ：：ｌ叫‘； ；ｌＯ一‘――――＞！！：≥冀ｊ嚣曩薹圣鍪０｝ｌＩＩ＿．，Ｉ１５５１０１５ＸＸ图４－３ ｙ＝５．５平面流场分布图 （ＢＭＣＲ工况）图４－４ ｙ＝１２．５平面流场分布图（ＢＭＣＲ工况）Ｎ鳓 嘲Ｘ１０一‘ ＮＸ图４－５ ｙ＝２５平面流场分布图（ＢＭＣＲ工况）图４－６ ｙ＝３０平面流场分布图 （ＢＭＣＲ工况）――――――――――――――――羔壁生鉴兰堡塑竺丝苎ｌＩＯｍ［ｓ图４－７ ｚ＝４．７６平面流场分布图（ＣＰ８２．５％：［况）图４?８ｚ＝９．５２平面流场分布图（ＣＰ８２．５％工况）ｌ叫ｌ―――――ｏ》聋嚣硝堆臻≯燕－１４ｉ ０ １５Ｘ图４?９ ｙ＝５．５平面流场分布图（ＣＰ８２．５％工况）图４．１０ｙ＝１２．５平面流场分布蹦（ＣＰ８２．５％工况１３２．－３２．－５４ ?６Ｎ ＪＯ―ｓ，Ｊｈ＾Ｎ：圳－９――――――专’Ｊ５ １０ １５１２ １３１４ＸＸ图４－１Ｉ ｙ＝２５平面流场分布图图４―１２ ｙ＝３０平面流场分布图 （ＣＰ８２．５％３５．况）（ＣＰ８２．５％Ｉ况）ｌＯｍ／ｓｌＯｍＩｓ图４－１３ ｚ＝４．７６平面流场分布图（ＶＰ５５％．Ｅ况）图４－１４ ｚ＝９．５２平面流场分布图（ＶＰ５５％Ｉ况１３３浙江夫学硕士研究生论文０Ｉ●．１－２ ．２ ．３ ．３．４ 一－５ ．５●．６ Ｎ－７－６ｌｈ『Ｉ，ｍ０’Ｎ?７ ．日 －９―――――――争．８ 冯 ?１０．１１ －１ ２：－－１０ －１１ ．１２ －１３ ，１４；●：；－ ＿．１ ３．似－｝０５１０１５０纛粼ＸｌＩｌ?．１Ｊ５Ｘ幽４－１５ ｙ＝５．５平面流场分布图图４―１６ ｙ＝１２．５平面流场分布图 （ＶＰ５５％１２况１（ＶＰ５５％３２况）．２ ．３４．５－６ｌＯ一‘ 、Ｉ吖Ｉ～ ，Ｎ－７－日 ?９ －加 ?１１―１２ －１３．１４０５’ＯＸＸ图４―１７ ｙ＝２５平面流场分布图 （ＶＰ５５％］：况）图４?１８ｙ＝３０平面流场分布图（ＶＰ５５％Ｉ况１３４浙江大学硕士研究生论文ｆ４．３ｌ温度场 ＢＭＣＲ工况：图４．１９、４．２ｌ、４．２２、４。２３、４．２５、４．２７分别是只考虑炉内的 辐射传热丽忽略对流传热方式时炉艟中心级截面、右墙壁颟、左墙壁面、燃烧器 截颇、炉膛某截面、水平烟道温度场分布情况。我们可以髫到温度场大致量现对 称豹分布形式，其中左墙黧瑟、右墙壁瑟的最高潺凄可这戮１６００Ｋ左右，在这 一点上也可以发现对冲燃烧锅炉的一个显著优点：即不易结渣。而炉膛中心的最 高滚疫可ｉ鑫爨１６００Ｋ左舂，并且我翻可激发瑰在燃烧器区域温度交亿不是缀大， 并鼠随着商度的增加，温度在缓慢的减低。 嚣图４，２７裂怒炉艟出嗣东乎方囊滠蹙分毒圈，歇餮中霹羧甓驻发褒漆着炉 膛宽度方向温度分布是相当均匀的，这也正是对冲炉的特点之一，并且也魑和现 场了鼹的镑｝兄援吻合，过热器摄少爨现超滋现象。 而图４―２３则怒位于不同高度上燃烧器截面的濑度分布的形状，此两个图中 湿度分布是均匀的，炉膛中心湿度珂达到１８００Ｋ左舂，藤毅壁温发荛１３００Ｋ左右。图４―２４和４－２６分别是图４―２３和４．２５中取出鲍一些离散点的漩度蓝线图。 图４．２４是图４―２３在ｘ＝６．３２ｍ处的湓度分布；图４。２６是图４．２５在ｘ＝７ｍ她的温 度分布。 ＶＰ５５％Ｉ况：淘４－３ｌ、４－３３、４―３４、４＊３５、４―３７和４－３９分别怒只考虑炉内 的辐射传热而忽略对流传热方式时炉膛各截丽温度分布图。 强４―３２、４―３６鞠图４―３８分澍是黼４―３ｌ、４，３５鞠４．３７中取盘的一些离散点的 温度曲线图。【４．４ｌ颗粒场与污染物 ＢＭＣＲ工况：潮４―２９帮淘４―３舀分别楚追踪鬏粒数量热２００秘１００颡粒轨迹 图。由图发现部分颗粒可随气流流出炉膛，而部分颗粒由于熏力作用会使颗粒落 良芡斗露未燃烬，这会造残７飞灰泰然损失，莛颥羧软迹分密是与滚场分东凝穗 对应的。 图４―２８是在基零受｛毒下炉内燃烧瓣ＮＯ。体积浓度在炉羰缀截甏上戆分毒。从氮的生成机理可知，ＮＯ。体积浓度与０２浓度和反应温度有关，饭本炉的最高温度在ｌ ６００Ｋ左右，所以主要以燃糙氮为主。在燃烧器区域至炉黢孛心这段距 离中，挥发分大量析出，氮化合物迅速被进口的大爨氧气氧化，生成ＨＣＮ等中 间产物，然厩进一步转化为ＮＯ，这个区域ＮＯ。浓艘大约农：８５０ｐｐｍ左右。在 这一区域中，由于氧气的消耗而导致浓度较低，而濡度逐渐升高ＮＯ。浓度也逐 渐升商。炉膛出口截面中心部分的ＮＯ。排放的算术平均值【￡（ＮＯ。），∑ｉ】平均为 ５３５．６ｐｐｍ。丽实澜稳为４６３．４ｐｐｍ。浙江大学硕士研究生论文ＶＰ５５％工况：图４．４１和图４．４２是追踪数量为２００和１００颗粒轨迹图；图４―４０ 则是ＮＯｘ体积浓度在炉膛纵截面上的分布，可以看出在燃烧区域ＮＯｘ浓度大约 是１０００多ｐｐｍ。ｆ４．５ｌ现场试验 数值试验的最终目的是要把以数学模型模拟的结果推广到实践中去，在这之 前理论模型应先要经过实验的检验，以增强模型的可信度。对于锅炉这样大型的 高温高压设备，我们一般采用的实验手段是冷态的模型实验，当然最为可靠的数 据还是来自现场的实炉测量。 为了取得最为可靠的现场试验数据，浙江大学热能工程研究所数值计算组与 煤粉组合作对台州电厂＃７号３３０ＭＷ对冲燃烧锅炉进行了实炉测试，得到了极有 价值的试验数据，本文的工作由于所研究的侧重，只涉及到一部分测量的结果。 且结果取自于钱力庚博士论文。 在现场所使用的工具是光学高温测温仪，测点位于沿炉高方向的看火孔的位 置，在基本负荷下连续测得九个温度值，其具体值请参见图４．２０。从图４―２０中 我们可以发现温度场计算值与实验值吻合的较好，从而可以很有力的证明本计算 结果的正确性。图４－１９炉膛中心纵截面温度分布图（距离右 墙位７．０５米，单位为Ｋ）（ＢＭＣＲ工况）图４－２０ ＢＭＣＲ工况下炉膛中心温度计算与试 验对比（温度单位：Ｋ）（ＢＭＣＲ工况）浙江大学硕士研究生论文图４?２Ｉ右墙截面温度分布图，单位Ｋ（ＢＭＣＲ工况）图４―２２左墙截面温度分布图，单位Ｋ （ＢＭＣＲ工况）图４－２３某层燃烧器截面温度分布图（高度为 １９．１５米，温度单位为Ｋ）（ＢＭＣＲ工况）幽４．２４左幽ｘ＝６．３２ｍ处的温度分布示意图３７浙江大学硕士研究生论文ＹＩ＇－０２４６８∞它枷图４－２５炉膛某截面温度分布图（高度是２５ 米，温度单位是Ｋ）（ＢＭＣＲ工况） 图４－２６左图ｚ＝７ｍ处的温度分布示意图图４－２７水平烟道温度分布图，单位Ｋ（ＢＭＣＲ工况）图４－２８炉膛某截面ＮＯｘ分布，单位ｌｘｌ０６ｐｐｍ （ＢＭＣＲ工况）浙江大学硕士研究生论文图４－２９ ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｔｒａｃｅｓ Ｃｏｌｏｒｅｄ ｂｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｍａｓｓ（ｓｕｍ＝２００）（ＢＭＣＲ工况）图４－３０ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｔｒａｃｅｓ Ｃｏｌｏｒｅｄ ｂｙ ＰａｒｔｉｃｌｅＭａｓｓ（ｓｕｍ＝１００）（ＢＭＣＲ工况）３９浙江大学硕士研究生论文０１０∞∞∞∞、州图４―３１炉膛中心纵截面温度分布图（距离右图４．３２左图ｙ＝６．０５ｍ处的温度分布示意图 墙位７．０５米，单位为Ｋ）（ＶＰ５５％］２况）图４－３３右墒截面温度分布图，单位Ｋ （ＶＰ５５％工况）图４－３４左墙截面温度分布图，单位Ｋ （ＶＰ５５％１况）４０浙江火学硕士研究生论文图４－３５某层燃烧器截面温度分布图（高度为 １９．１５米，温度单位为Ｋ）（ＶＰ５５％Ｉ况）图４．３６左图Ｚ＝７ｍ处的温度分布示意图Ｙ卜－图４－３７炉膛某截面温度分布图（高度是２５米， 温度单位是Ｋ）（ｖＰ５５％工况）图４－３８左图Ｚ＝７ｍ处的温度分布示意图４浙江大学硕士研究生论文图４－３９水平烟道温度分布圈ｔ单位Ｋ （ＶＰ５５％ＳＥ况）图４―４０㈣ＮＯｘ分布，单位ｌｘｌ０６ｐｐｍ（ＶＰ５５％工况）图４?４１Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｔｒａｃｅｓ Ｃｏｌｏｒｅｄ ｂｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ＲｅｓｉｄｅｎｃｅＴｉｍｅ（ｓ）（ｓｕｍ＝１００）（ＶＰ５５％工况）４２浙江大学硕士研究生论文图４－４２Ｐａｒｔｉｃｌｅ Ｔｒａｃｅｓ Ｃｏｌｏｒｅｄ ｂｙ Ｐａｒｔｉｃｌｅ ＲｅｓｉｄｅｎｃｅＴｉｍｅ（ｓ）（ｓｕｍ＝２００）（ＶＰ５５％工况）塑坚查堂堡主堂垡堡塞第五章全文总结本文主要对３３０ＭＷ对冲锅炉的炉内过程包括流场、温度场、颗粒场、污染物等进行了数值模拟研究。得出了一些有参考价值的数据，这些数据对于了解和优化大容量锅炉的设计及安全运行有着重要的参考价值。 在ＢＭＣＲ、ＣＰ８２．５％和ＶＰ５５％＝个工况下对流场进行了模拟研究，模拟的结果与Ｂ＆Ｗ公司提供的资料吻合的较好，从而为该锅炉的设计提供重要的参考依据。在ＢＭＣＲ、ＶＰ５５％两个工况下对温度场、颗粒场和污染物进行了模拟。本文运用Ｐｌ模型对炉内的辐射换热进行了模拟，得到了炉内温度场，模拟 结果与试验测量吻合的较好。同时对炉内过程的模拟方法和模型进行了概括和总结。此外本文采用拉格朗日法处理气固两相问的流动，燃烧过程在考察颗粒在炉内的历史轨迹中记入，其中包含两相流的模拟，水分蒸发模型，煤粉热解模型，碳的非均相反应模型，还包括气相的湍流燃烧，最终得到的结果物理上是真实的， 且对进一步研究炉内的煤粉的燃烧有着一定的作用。 ＮＯｘ的排放也进行了数值研究，得到了对锅炉运行有指导意义的结果。本文也存在一些明显的不足：缺少大量的实验数据，不能形成充分的试验与模拟对比，同时模拟的结果也应该与其它类型的锅炉综合起来进行对比，这样才 显得更有意义。此外模拟的结果也存在一定的误差，这是需要在以后的工作中进一步提高的。浙江大学硕士学位论文参考文献［１］冯俊凯沈幼庭锅炉原理及计算科学出版社１９９２．７ ［２］冯俊凯沈幼庭锅炉原理及计算科学出版社１９９２．７［３］Ｓ．Ｖ．帕坦卡１－ｌ １４传热与流体流动的数值计算［４】Ｆｉｖｅｌａｎｄ，Ｗ．Ａ．，ａｎｄ Ｗｅｓｓｅｌ，Ｒ．Ａ―Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆ Ｔｈｒｅｅ－Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ―Ｆｕｅｌ ｆｉｒｅｄ Ｆｕｒｎａｃｅ．Ｊ．ｏｆ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅｓａｎｄ Ｐｏｗｅｒ，Ｊａｎｕａｒｙ，Ｖｂｌ．１ｌＯ―１１７（１９８８１［５】Ｇｉｌｌｓ，Ｐ．Ａ．，Ｔｈｒｅｅ―ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ Ｆｌｕｉｄ Ｄｙｎａｍｉｃｓ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ ｉｎＩｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｆｕｒｎａｃｅ，Ｐｈ．Ｄ．ｔｈｅｓｉｓ．Ｄｅｐｔ，Ｃｈｅｎ．Ｅｎｇ．ＢＹＵ，１９８９［６】Ｃｏｉｍｂｍ，Ｃ．ＥＭ．，Ａｚｅｖｅｄｏ，Ｊ．Ｌ．Ｔ．ａｎｄ Ｃａｒｒａｌｈｏ，Ｍ．Ｇ．３－ＤＮｕｍｅｒｉｃａｌＭｏｄｅｌ ｆｏｒＰｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ＮＯｘ Ｅｍｉｓｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ａｎｄ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ Ｃｏａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｏｒ．Ｆｕｅｌ，Ｖ０１．７３，Ｎｏ．７（１９９４） ［７】Ｌｏｃｋｗｏｏｄ，Ｆ．Ｃ．ａｎｄ Ｒｏｍｏ?Ｍｉｌｌａｒｅｓ，Ｃ．Ａ．，Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，１ ０２ｐｐ：５７―８０（１ ９９４）【８］孙平６００ＭＷ电站锅炉炉内多相流动、传热、燃烧过程及炉内污染、结渣 工程气固多相流动理论及计算浙江大学出版社的数值实验研究浙江大学博士论文１９９９ ［９】岑可法樊建人【１０］陶文铨数值传热学西安交通大学出版社ａ【１１】Ｄ．Ｂ．Ｓｐａｌｄｉｎｇ．．Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ Ｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓ ｉｎＲｏｕｎｄ Ｆｒｅｅ ｉｅｔ，ＣｈｅｍｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ，ｖｏｌ ２６，ＰＰ：９５－１０７（１９７１）．［１２】Ｄ．Ｂ．Ｓｐａｌｄｉｎｇ．ＭｉｘｉｎｇＦｌａｍｅｓ，ｔｈｅ １３ｔｈａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｉｎ Ｓｔｅａｄｙ Ｃｏｎｆｉｎｅｄ Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ，ｔｈｅ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ（Ｉｎｔ．）ｏｎＰＰ：６４９（１９７１）．［１３】Ｄ．Ｂ．Ｓｐａｌｄｉｎｇ．Ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ＭｏｄｅｌｓＳｃｉ．ａｎｄ Ｔｅｃｈ．，Ｓｐｅｃｉａｌ ｉｓｓｕｅｏｎｏｆＴｕｒｂｕｌｅｎｔ Ｆｌａｍｅｓ，Ａ Ｒｅｖｉｅｗ，Ｃｏｍｂ． Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ．Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｆｌｏｗｓ，ｖ０１．１３．ｐｐ：１―２５（１９７６）．［１４】Ｓｐａｌｄｉｎｇ，Ｄ．Ｂ．，Ｔｈｅ ＥＳＣＩＭＯ ＴｈｅｏｒｙＣｏｌｌｅｇｅ，Ｒｅｐｏｒｔ ＨＴＳ／７２／Ｉ ３．１ ９７６ｏｆ Ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ．Ｉｍｐｅｒｉａｌ［１５］范维澄，万跃鹏，《流动及燃烧的模型与计算》，中国科技大学出版社，１９９２ ［１６】Ｆｉｅｌｄ，Ｍ．Ａ．，Ｇｉｌｌ，Ｄ．Ｗ．，Ｍｏｒｇａｎ，Ｂ．Ｂ．，ａｎｄＨａｗｋｓｌｅｙ Ｐ．ＧＷ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏ月ｏｆＰｕｌｖｅｒｉｓｅｄ Ｃｏａｌ．ｔｈｅ Ｂｒｉｔｉｓｈ Ｃｏａｌ Ｕｔｉｌｉｓａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ．（１ ９６７）．［１ ７】Ｂａｕｍ，Ｍ．Ｍ．ａｎｄ Ｓｔｒｅｅｔ．Ｐ．Ｊ．．Ｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇ ｔｈｅ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ＣｏａｌＰａｒｔｉｃｌｅｓ．Ｃｏｍｂｕｓｔ．ＳｃｉｏｆＴｅｃｈ．，、ｂ１．３．Ｐｐ：２３１－２４３ ｆ１９７１）．［１ ８】．Ｎ．Ｍ．Ｌａｕｒｅｎｄｅａｕ，Ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｃｏｕｓ ｋｉｎｅｔｉｃｓｏｆ ｃｏａｌｃｈａｒ ｇａｓｉｆｔｃａｔｉｏｎ ａｎｄ４５浙江大学硕士学位论文ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ．Ｐｒｏｇ．Ｅｎｅｒｇｙ．ｃｏｍｂｕｓｔＳｃｉ，４ ＰＰ：２２１―２７０（１９７８）Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．２１ｓｔ［１９］Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，Ｒ．Ｅ．ａｎｄ Ｍａｄｓｅｎ，Ｏ．Ｈ．．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｌｙ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄ Ｏｖｅｒａｌｌ ＢｕｍｉｎｇＲａｔｅｓ ｏｆ Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ―Ｃｏａｌ Ｃｈａｒ ｉｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｅｄ ０２ ａｎｄ Ｃ０２Ｓｙｍｐ．（Ｉｎｔ．）Ｏｉｌ Ｃｏｍｂｕｓｔ．．Ｔｈｅ Ｃｏｍｂｕｓｔ．１ｎｓｔ．，ｐｐ：１７３－１８１（１９８６）．【２０］Ａｒｔｈｕｒ，Ｊ．．Ｔｒａｎｓ，ＦａｒａｄｏｙＳｏｃ．，４７，ｐ：１６４（１９５１）．［２１］Ｒｏｓｓｂｅｒｇ，Ｍ―Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｒｅｓｕｌｔｓ ＣｏｎｃｅｒｎｉｎｇＴｈｅ Ｐｒｉｍａｒｙ Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅＣｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ｏｆ Ｃａｒｂｏｎ．Ｚ Ｅｌｅｋｔｒｏｃｈｅｍ，６０，ｐ：９５２－９６０．【２２】Ｍｉｔｃｈｅｌｌ，Ｒ．Ｅ―Ｏｎｔｈｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｈｅｔｅｒｏｇｅｎｅｏｕｓ Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ Ｒｅａｃｔｉｏｎ ａｔｔｈｅ Ｓｕｒｆａｃｅｓ ｏｆ Ｂｕｒｎｉｎｇ Ｃｏａｌ Ｃｈａｒ Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．２２ｎｄ Ｓｙｍｐ．（Ｉｎｌ．）ｏｎ Ｃｏｍｂｕｓｔ．ＴｈｅＣｏｍｂｕｓｔ．Ｉｎｓｔ．ｐｐ：６９―７８（１ ９８８）．［２３］Ｓｍｏｏｔ，Ｌ．Ｄ．ａｎｄ Ｓｍｉｔｈ，Ｐ．Ｊ．．Ｃｏａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，Ｐｌｅｎｕｍ Ｐｒｅｓｓ．Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，（１９８５）．【２４］Ｆｕ，ｗ．Ｂ．，Ｚｈａｎｇ，Ｙ，Ｈａｎ，Ｈ．Ｑ．ａｎｄ Ｗａｎｇ，Ｄ．Ｆ．．Ａ ｇｅｎｅｒａｌ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ＰｕｌｖｅｒｉｚｅｄＣｏａｌＤｅｖｏｌａｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｆｕｅｌ．Ｖ０１．６８．ｐｐ：５０５－５１０（１９８９）．［２５］Ｒａｎｚ，ｗ．ａｎｄ Ｍａｒｓｈａｌｌ，Ｗ．．Ｃｈｅｍ．Ｅｎｇ．Ｐｒｏｇ．，４８，ｐｐ：１４１－１４９（１９５２）． 【２６１Ｌ．Ｄ．Ｓｍｏｏｔ ａｎｄ Ｄ．ｔ Ｐｒａｔｔ，Ｐｕｌｖｅｒｉｚｅｄ Ｃｏａｌ Ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ ａｎｄ Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ＰｌｅｎｕｍＰｒｅｓｓ，１９７９［２７］常弘哲等，燃料与燃烧，上海交通大学出版社，１９９３【２８］ｔ致均，沈际群，锅炉燃烧过程，重庆大学出版社}