fluent受限射流试验研究(2)
1 绪论 作为是我国重要的热力设备之一，燃煤链条锅炉使用广泛，但是效率却不高。在链条锅炉中，一直以来，对于传统的炉拱，乃至新型节能炉拱，如双人字拱等，在设计时，大多依靠工作人员经验。链条炉中的配风调节也多是锅炉的工作人员依靠经验进行调节优化， 这存在了很大的不稳定性， 对燃烧效率也有很大影响。 在燃烧优化中，有几个要素：停留时间，空气过量率，温度，混合，而通过调节配风和炉拱可以显著影响这几大要素。由此可见，我们可以通过优化配风和炉拱来提高链条炉燃烧效率。 封闭空间中的贴壁射流，是一类特殊的受限射流，有很多工程应用。其中，在火床炉的拱区配置贴壁二次风，是火床燃烧技术的一个新进展。通过冷态模化试验，测试各种结构和操作参数条件下，拱区贴壁射流的对拱区流场的影响，进一步优选出合适的结构参数和操作参数。这样，可以改善链条炉燃烧情况。
1．1 选题背景 我国工业锅炉大多使用煤作为燃料, 因此在工业锅炉的燃烧设备中层燃炉, 尤其是移动式机械化炉排炉（主要是链条炉）占了领导地位。我国工业锅炉用煤的特点是品种多、变化大、质量差，且原煤细末含量多且难以做到先期筛分使用而只烧统煤，这给层燃炉燃烧带来很大的困难，以致使原来燃烧设备中的某些常规结构难以适应, 导致长期来我国工业锅炉燃烧不良、燃烧效率低下、锅炉出力达不到额定值, 乃至连着火都成了问题[1]。源]自=优尔-·论~文"网·www.youerw.com/ 另外, 烟气的消烟除尘问题也日趋复杂化。由于上述燃烧问题是由我国的国情所决定的, 因此理应由我们自己来解决。事实上国外在这方面的经验甚少，无从借鉴。 而据我们了解，在移动式层燃炉中，引燃主要依靠于炉拱的设计，如果设计恰当,将十分有利于炉内的烟气混合。良好的混合对燃尽十分有利，煤燃尽必然可以提高燃烧的效率。同时，烟气的良好混合对增高炉温也十分有利，这样便进一步强化了煤层的引燃。综上所述, 要提高燃煤锅炉的效率，改善煤的燃尽情况, 我们应当着重考虑炉拱的设计。 我们把以对流方式起作用的拱称之为对流型炉拱[2]。对流拱主要是后拱和中拱。对流拱有如下作用：1、引燃作用：对流拱的引燃作用属于“ 间接引燃” ，其实质是将拱内强烈燃烧区中所产生的高温烟气入拱外燃烧区，以维持那里的高温，强化那里的燃烧， 使之产生高温, 从而加强前拱的辐射引燃。 2、保温促燃作用：火床上的燃烧，特别是尾部的燃尽一般处于动力燃烧区或过渡区。因此，至少对火床的燃尽区而言，提高燃烧温度是第一位的。 3、混合作用：在一些没有对流的炉子中， 由于混合不好, 化学不完全燃烧损失高达 3 % 左右， 甚至更高。这应当引起我们的严重关注。这也表明，利用对流拱对烟气的混合作用具有十分重要的意义。由此可见，在火床炉的拱区配置贴壁二次风，改变对流情况，对于链条炉燃烧情况有改善促进作用。 但是，直到目前为止，无论在国内外都缺乏对炉拱的全面和系统的研究，甚至对拱的工作机理都还存在着严重的误解和含糊不清。近年来, 由于小型移动火床锅炉大量出现，特别是锅炉用煤的品质有所下降，国内锅炉界越来越意识到炉拱的重要性，并进行了一些认真的试验研究[3]。在这种背景下，我们开始关注在拱区配置贴壁二次风对链条炉燃烧的影响。
1．2 研究现状 在链条炉生产过程中，根据锅炉用户周期性用汽、水的要求，需要经常开、停炉，在闷炉启动时，经常冒黑烟；然而，这种状况在过去并没有引起足够的重视，随着环境保护意识的增强，研究并控制链条炉闷炉启动时的黑烟排放有重要意义[4]。 王清成，罗永浩两人，建立单元体模型试验，对闷炉启动的链条炉的模拟，在有无二次风等四种工况的下，考察二次风对产生黑烟的影响，通过实验，并对实验数据处理后，他们对比各种工况下的黑烟程度，他们发现，通入二次风，可以减少黑烟的产生，加强炉内煤层燃烧，提高燃烧效率。实验证明，二次风对链条炉产生黑烟有明显改善作用。 关于二次风送风问题，黄祥新在《层燃炉中的推迟配风法及空气二次利用原理》中，详细讲述了几种送风配风方法：1、尽早配风法：这是一种根据燃料层的空气消耗能力而尽早送风，通俗来讲，就是当燃料层有空气消耗能力时就开始送风， 文献综述在燃料燃尽之前，如果燃料层温度提高、燃烧情况加强，此时，又加大送风；2、推迟配风法：按需求送取风量，通俗的讲，即是燃料层有多大的空气消耗能力就送入多大二次风；3、强风后吹法：一种极端送风方法，在开始时刻，对前端炉排，不送入二次风，在中后部送风，由于煤层加热至高温，即会遇风燃烧。黄祥新在该文中也对各种方法进行了分析及风的二次利用机理[5]。