| 【中文题名】 | 低压热脏煤气燃烧器的特性研究及工程应用 |
| 【英文题名】 | Study on Character of Combustor with Low-pressure Hot Dirty Gas and Engineering Application |
| 【学科专业】 | 化学工程 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2005-1-5 |
| 【中关键词】 | 热煤气,同轴射流,同轴旋转交叉射流,燃烧器,冷态实验,热态燃烧实验 |
| 【英关键词】 | hot gas,coaxial jet,coaxial swirling crossed jet,combustor,experimentation without ignition,burny experimentation,numerical analysis,turbulent diffused combustion,model,engineering calculation,kiln,detached brick, |
| 【分类导航】 | 工业技术>能源与动力工程>热力工程、热机>工业用热工设备>> |
| 【论文摘要】 | 随着油价飙升,燃料成本大幅增涨,如何充分地利用我国蕴藏十分丰富的煤矿资源替代油类燃料是工业界关注的焦点。同时为了保证中国能源环境的可持续性发展,减少燃煤对大气污染,应当积极发展洁净煤技术。实现发生炉产生的低压热煤气高效洁净燃烧,经济性高且环境友好,应用前景十分广阔。
本文就热煤气燃烧系统的核心部件——燃烧器进行冷态流动特性实验,通过测定模拟煤气与助燃空气流量以及压力变化关系,研究了同轴射流燃烧器的抽吸性能;热态点火实验考察了同轴射流燃烧器与同轴旋转交叉射流燃烧器的预混性能,并同轻柴油燃烧情况进行比较。此外,还对同轴射流燃烧器出口有限空间内的湍流燃烧过程进行了数值模拟,采用湍流扩散燃烧--模型得到了场内气流的压力、速度、湍流动能、湍流耗散能、温度和组分浓度等参数的分布及其变化。最后由工程计算设计热煤气工艺流程,提出了劈离砖隧道窑切实可行的油改气方案。
研究结果表明: 冷态实验中,切断模拟煤气风机电源并关闭煤气管道阀门,煤气管路测压点处出现真空度,并随助燃空气的流量而增大,对低压煤气具有抽吸作用;模拟煤气流量一定时,空气对低压煤气的抽吸作用与空气的流量有关,且当助燃空气的流量大于一定数值才能对煤气产... |
| 【论文题纲】 |
|
前 言 |
10-12 |
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第一章 文献综述 |
12-34 |
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1.1 煤气工艺 |
12-16 |
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1.1.1 概述 |
12 |
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1.1.2 热煤气气化工艺和流程 |
12-13 |
|
1.1.3 热煤气的组成及热效率 |
13-15 |
|
1.1.4 热煤气的工业应用现状 |
15-16 |
|
1.2 热煤气燃烧装置 |
16-19 |
|
1.2.1 概述 |
16 |
|
1.2.2 燃烧器分类与特性 |
16-17 |
|
1.2.3 扩散式煤气燃烧器 |
17-18 |
|
1.2.4 大气式煤气燃烧器 |
18 |
|
1.2.5 混合式煤气燃烧器 |
18-19 |
|
1.2.6 无焰煤气燃烧器 |
19 |
|
1.2.7 红外无焰煤气燃烧器 |
19 |
|
1.3 燃烧器的流动及燃烧特性研究 |
19-33 |
|
1.3.1 概述 |
19-20 |
|
1.3.2 实验研究 |
20 |
|
1.3.3 湍流流动模型 |
20-27 |
|
1.3.4 湍流燃烧模型 |
27-33 |
|
1.4 课题的产生背景及主要研究工作 |
33-34 |
|
第二章 实验部分 |
34-40 |
|
2.1 实验装置与方法 |
34-37 |
|
2.1.1 冷态实验 |
34 |
|
2.1.2 热态实验 |
34-35 |
|
2.1.3 燃烧器 |
35-37 |
|
2.2 主要设备及测试分析仪器 |
37-38 |
|
2.2.1 冷态实验 |
37-38 |
|
2.2.2 热态实验 |
38 |
|
2.3 实验数据的测定原理 |
38-40 |
|
第三章 实验结果与讨论 |
40-47 |
|
3.1 同轴射流燃烧器的冷态实验 |
40-43 |
|
3.2 热态燃烧实验 |
43-45 |
|
3.2.1 燃油 |
43-44 |
|
3.2.2 燃气 |
44-45 |
|
3.3 小结 |
45-47 |
|
第四章 同轴射流的湍流燃烧模型 |
47-64 |
|
4.1 数学模型 |
47-52 |
|
4.1.1 模型与坐标系 |
47-48 |
|
4.1.2 基本方程 |
48-52 |
|
4.2 数值计算方法 |
52-64 |
|
4.2.1 流场网格划分和交错网格系统 |
52-54 |
|
4.2.2 微分方程的离散化 |
54-56 |
|
4.2.3 速度和压力校正 |
56-58 |
|
4.2.4 方程的求解 |
58-59 |
|
4.2.5 边界条件 |
59-61 |
|
4.2.6 欠松弛算法与收敛性判别 |
61-63 |
|
4.2.7 计算步骤 |
63-64 |
|
第五章 数值模拟结果与讨论 |
64-74 |
|
5.1 气体流动特性 |
64-69 |
|
5.1.1 流场压力分布 |
64-66 |
|
5.1.2 流场速度分布 |
66-68 |
|
5.1.3 湍流动能 |
68-69 |
|
5.1.4 湍动能耗散率 |
69 |
|
5.2 流场温度分布 |
69-70 |
|
5.3 各组分的浓度分布 |
70-73 |
|
5.4 小结 |
73-74 |
|
第六章 劈离砖隧道窑油改气工程 |
74-93 |
|
6.1 隧道窑流程 |
74-76 |
|
6.1.1 工作原理 |
74-75 |
|
6.1.2 工作系统及分带 |
75-76 |
|
6.2 柴油燃料系统 |
76-82 |
|
6.2.1 柴油工艺参数 |
76-77 |
|
6.2.2 柴油燃烧计算 |
77-82 |
|
6.3 油改气方案 |
82-84 |
|
6.3.1 引言 |
82 |
|
6.3.2 劈离砖隧道窑燃用热煤气工艺流程 |
82-83 |
|
6.3.3 工艺设计参数 |
83-84 |
|
6.4 热煤气工艺计算 |
84-92 |
|
6.4.1 燃料燃烧计算 |
84-87 |
|
6.4.2 煤气燃烧器基本结构的尺寸设计 |
87-88 |
|
6.4.3 煤气发生炉及配套装置的选择 |
88-90 |
|
6.4.4 热煤气站除尘及切断装置 |
90-91 |
|
6.4.5 主要风机的确定 |
91-92 |
|
6.5 热煤气工艺设备选取概览 |
92-93 |
|
主要结论 |
93-95 |
|
符号说明 |
95-97 |
|
参考文献 |
97-99 |
|
发表论文 |
99-100 |
|
声 明 |
100-101 |
|
致 谢 |
101 |
|
| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.130420 |
