發(fā)布時間：2020-11-15 01:54

　　 基于我國富煤、少油、貧氣的能源結(jié)構(gòu)特點以及燃油、燃氣昂貴的價格,使用燃煤熱風爐來干燥農(nóng)產(chǎn)品不僅能夠節(jié)約成本,而且燃料來源更廣。然而,目前燃煤熱風爐存在燃燒不充分、熱效率低、污染物排放嚴重等問題,所以如何改進現(xiàn)有燃煤熱風爐結(jié)構(gòu),使之高效燃燒、降低排放污染,對于保護環(huán)境具有重大的意義。針對上述熱風爐存在的問題,本文研制了一種多回程反燒結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生熱風無污染的小型干燥用臥式燃煤熱風爐,旨在使煤燃料高效燃燒、降低污染物排放,實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保、低成本的農(nóng)產(chǎn)品干燥。本文利用FLUENT軟件對熱風爐燃燒室進行了燃燒數(shù)值模擬計算,同時搭建了實驗臺并用實驗驗證了數(shù)值模擬計算的合理性;最后又通過數(shù)值模擬計算的方法對熱風爐燃燒室進行了結(jié)構(gòu)改進。(1)小型燃煤熱風爐系統(tǒng)的設(shè)計與實驗樣機的搭建。首先,對燃煤熱風爐的工作原理與基本組成進行了研究,然后對熱風爐設(shè)備進行了設(shè)計與選型,包括燃料燃燒系統(tǒng),空氣換熱系統(tǒng)及脫硫除塵系統(tǒng)等,燃料燃燒系統(tǒng)設(shè)計為臥式多回程反燒結(jié)構(gòu),空氣換熱系統(tǒng)設(shè)計為翅片管殼式換熱器,脫硫除塵系統(tǒng)選用濕式脫硫除塵器,并搭建了實驗樣機。(2)對燃煤熱風爐燃燒室進行數(shù)值模擬計算和驗證。本文采用FLUENT軟件對燃煤熱風爐燃燒室內(nèi)燃燒狀況進行數(shù)值模擬分析。建立了熱風爐燃燒室?guī)缀文Ｐ?并對計算模型進行網(wǎng)格劃分,選用湍流模型、組分模型、離散相模型、輻射換熱模型、顆粒相燃燒模型進行了煤在熱風爐燃燒室內(nèi)燃燒過程的數(shù)值模擬,通過對溫度分布云圖、流場分布云圖、組分濃度分布云圖、壓力分布云圖及顆粒濃度分布云圖進行了分析研究,得出結(jié)論:燃燒高溫區(qū)位于爐排底部與第二擋板頂部之間區(qū)域,第三燃燒室內(nèi)的溫度不斷降低;第一燃燒室與第二燃燒室內(nèi)氣流湍流強度較大,在第三燃燒室內(nèi)煙氣流動較為平緩;大部分顆粒物主要集中分布在爐排底部區(qū)域,隨著氣流繞擋板流動,顆粒物濃度逐漸減少;整個燃燒室都處于負壓狀態(tài)下運轉(zhuǎn)。對數(shù)值模擬進行了測溫驗證實驗,得出模擬的結(jié)果與實驗值基本一致,并且兩者的相對誤差均在10%以內(nèi),從而證明了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性,為后文對熱風爐結(jié)構(gòu)的研究與改進提供了堅實的參考依據(jù)。(3)對燃煤熱風爐燃燒室結(jié)構(gòu)進行改進。通過改變第三擋板的長度、增加二次風口等形式,對燃煤熱風爐的燃燒室結(jié)構(gòu)進行了改進,使用FLUENT軟件對改進后的熱風爐燃燒室進行模擬,通過查看爐內(nèi)溫度場、爐內(nèi)顆粒濃度、爐內(nèi)可燃氣體(CO+H_2+CH_4)的平均質(zhì)量分數(shù),并與上一小節(jié)模擬后得出的結(jié)果進行對比分析得出結(jié)論:減短第三擋板長度30mm可以得到爐膛出口最高溫度;增加第三擋板的長度40mm可以更有效降低了爐膛出口處顆粒物的排放;爐膛增開二次風口可以更有效降低爐膛出口處(CO+H_2+CH_4)的平均質(zhì)量分數(shù)。綜合多種因素對比分析,得到了熱風爐燃燒室內(nèi)第三擋板的長度為280mm。
【學(xué)位單位】：陜西科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TS203
【部分圖文】：

口 3.煙 出口 4.熱風出口 5.冷風門出風口接干燥 8.助燃風 9.冷空圖 1-1 JRF 熱風爐結(jié)構(gòu)簡圖. 1-1 Structural sketch of JRF hot blast s于間接加熱方式的熱風爐，采用多，主要性能指標達到國內(nèi)先進水

燃燒室爐排結(jié)構(gòu)

15圖 2-3 熱風爐燃燒室結(jié)構(gòu)圖 2-3 Structure diagram of hot blast stove combustion ch爐排，它是由6根條桿狀爐條拼湊起來的，爐排高度為 30～40mm，每根爐條兩端較厚，其余方面可以節(jié)省材料，又有利于堆放燃料，避免之間留有足夠的通風空隙（大概為 15mm）,為 30mm 左右的鋼筋，爐條均勻的擺放在鋼筋鋼筋條構(gòu)成了一個聯(lián)動裝置；通過抖動搖動桿顯的優(yōu)勢：通過抖動爐排不僅能夠控制一次風
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本文編號：2884195