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循环流化床锅炉炉内流动和燃烧特性的理论模型.pdf
第 19 卷 第 4 期 动 力 工 程 V o l. 19 N o. 4
1999 年 8 月 POW ER EN G IN EER IN G A ug. 1999 ·269 ·
( )
文章编号: 1999
循环流化床锅炉炉内流动和燃烧特性的理论模型
王勤辉, 骆仲泱, 李绚天, 倪明江, 岑可法
(浙江大学 热能工程研究所, 杭州 310027)
摘 要: 在对 1 台 12 循环流化床锅炉进行试验研究的基础上, 建立了能描述宽筛分循环流化床锅炉的
MW
炉内流体动力特性和燃烧过程的数学模型。循环流化床锅炉总体数学模型以所建流体动力特性模型为子模
型, 模拟了 12 循环流化床锅炉的运行, 模拟计算结果合理正确, 与试验研究结果吻合良好。图 11 参 6
MW
主题词: 循环流化床锅炉; 燃烧; 气固两相; 流动
中图分类号: T G 221 文献标识码:A
力特性及炉内燃烧过程模型。
0 前言
1 炉内流体动力特性的数学模型
循环流化床锅炉炉内气固两相流动及燃烧过
程是一个重要而非常复杂的过程, 对它的研究一 循环流化床锅炉炉内的流体动力特性很复
直非常活跃。目前已有许多有关理论模型, 但这些 杂, 至今仍没有被完全了解。但炉膛内存着下部密
模型还很难全面描述循环流化床内气固流动过程 相区和上部稀相区已被普遍接受[ 1~ 2, 4~ 5 ] 。炉膛内
及燃烧特性, 也存在着一定的局限性。循环流化床 流体动力结构示意图见图 1。炉膛沿高度方向可
锅炉是两种循环流化床技术中最典型的应用之 以分为 2 个区域: 底部密相区和上部稀相区。密相
一, 其流体动力特性与循环流化床技术另一典型 区接近于湍流床或鼓泡床, 密相区内气固两相混
应用 FCC 相比有其 自身的特点, 如宽筛分、方形 和剧烈, 但由于布风系统、给煤返料系统及底部区
截面、燃烧及不同的风速和循环物料量等。显然把 域的结构形状等因素的影响, 会存在固体颗粒浓
FCC 流体动力特性直接应用于循环流化床锅炉 度和气体浓度分布的不均匀性。颗粒被扬析离开
是不合理的。有关循环流化床锅炉炉内的流体动 密相区后, 经很短的过渡区进入具有核心边壁区
力特性的研究要比FCC 少得多, 而且一些针对循 的流动结构的稀相区。稀相区的流动结构会受炉
环流化床锅炉所建的流本动力特性模型常进行许 膛出口结构、二次风、矩形截面及其角落、膜式水
多过分的简化, 如一维分布的假设、不考虑颗粒宽 冷壁附近 的颗粒再分布、炉膛尺寸等因素的影
筛分及忽略气固两相流动过程和燃烧化学过程的 [ 6 ]
响 。
相互影响[ 1~ 2 ] 。另外, 部分研究者利用流体动力学 1. 1 颗粒特性
基本方程来描述循环床内气固两相流动, 但由于 循环流化床锅炉炉内颗粒不仅是宽筛分分
气固两相流方程组本身的问题及数值计算的复杂 布, 而且还有多种不同特性的颗粒。因此合理的颗
性, 这类模型的发展受到限制。就 目前研究状况而 粒特性描述及
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