文档介绍：南京理工大学
硕士学位论文
燃气高温低氧燃烧温度场及NOx排放特性的研究
姓名:张瑞峰
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:许厚谦
20090510
摘要关键词:甲烷,高温低氧燃烧,温度场,氮氧化物,数值模拟本文对燃气高温低氧燃烧温度场及氮氧化物的排放特性进行了研究,建立了简易的燃烧室模型,模拟了燃烧室内的温度场及氮氧化物的浓度场。本文的主要研究内容如下:以甲烷纯气体为燃料,从简单化学反应假设入手,建立了受限空间内交叉射流扩散燃烧的数学模型,并结合商用软件,对甲烷高温低氧燃烧的火焰结构及温度场进行了数值模拟,得到了在不同空气预热温度、氧气体积浓度下的温度场,直观地反映了该条件下甲烷火焰的结构特征。将模拟得到的结果与实验的照片进行比较,两者大在甲烷高温低氧燃烧的计算过程中,加入了湍流模型和辐射模型,考虑了粘性和热辐射对燃烧室内流场及温度分布的影响,得到了更加真实的浓度场和温度场;以甲烷纯气体为燃料,对不同空气预热温度、氧气浓度下的氮氧化物的生成及分布情况进行了数值模拟,得到了燃烧室内氮氧化物的浓度场。通过对模拟结果的进一步分析,找出了温度场与氮氧化物浓度场的对应关系,以及氧浓度对燃烧效率及氮氧化物生成的影响。致吻合;硕士论文燃气高温低氧燃烧温度场及欧盘匦缘难芯
甌甒嘶:琇,甌:甋.、Ⅳ,,硕士论文—Ⅱ
研究生躲鎏造癣辍比年学位论文使用授权声明声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果,尽我所知,在本学位论文中,除了加以标注和致谢的部分外,不包含其他人已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档,可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容,可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文,按保密的有关规定和程序处理。研究生签名:
髀引言随着经济的飞速发展和人类生活质量的不断提高,人类对能源的需求量正在飞速上升。眼下,能源问题以及环境问题已经成为全世界关注的焦点。因此,保护自然环境,源结构中以煤炭为主,以其为主要燃料的工业锅炉和生活锅炉在社会生产和生活中仍占主导地位,截止年我国燃煤锅炉占.%【¨。煤炭燃烧所排放出的烟气中,含有二氧化碳、氮氧化物、硫氧化物以及烟尘等有害物质,造成了大气污染、固体废弃物、热污染、温室效应、水污染等环境问题,严重威胁着人类的生存条件。这样的能源结构,不仅能源利用率相对较低,而且长期的使用已经使得很多地区尤其是人口密集的城市的环境状况急剧恶化,制约了我国经济的进一步发展【】。所以,调整能源结构,开发优质环保型的清洁能源势在必行。我国的天然气资源十分丰富,天然气的预计储量为万亿朋。,约占全球天然气预计储量的%左右。截止年底,我国已探明的天然气储量有万亿∥,资源的探明深度为ァV泄曳⒄辜苹被崮茉囱芯克げ猓兰偷那晡夜奶然气和液化气的用量将大幅度增长,预计年产量将达蛰亿脚’。随着我国“西气得到充分的保障。与燃煤锅炉相比,燃气锅炉的热效率相对较高,排放的污染物相对较少,能够缓解环境的压力。另外,燃气锅炉还具有自动化程度高,运行稳定性好,启动停炉速度快,结构紧凑,体积小,质量轻等优点【。因此,燃气锅炉在我国的使用量将虽然与燃煤锅炉相比燃气锅炉有众多的优点,但是由于燃气锅炉的发展历史短,也存在着比较突出的问题】:燃气燃烧速度快,放出的热量大,因而在炉膛内容易产生局部高温现象,而局部温度的升高会加速氮氧化物等污染物的生成,同时也会降低炉膛内的换热效率:余热的回收利用较差。对工业燃烧炉而言,烟气带走的热量占总热量的比重很大,对工业的周期式加热炉、室式锻造炉等其排烟温度约为唐叩热量约占总热量的%%,造成了大量能源的浪费。燃气的高温低氧燃烧方式很好的解决了以上两个问题,将炉膛内排放出的高温烟气通入到蓄热式换热器中来加热助燃空气,使得空气的温度升高纱镏羒℃以上这样可以使得燃烧火焰变长,体积增大,燃烧室内温度分布均匀,减小高温面积。另外,还可以将一部分烟气混合到空气中,从而降低空气中的氧气含量,使得燃气和燃料的混减少污染物排放,合理利用能量和资源是走可持续发展道路的核心问题。我国现在的能东输ⅰ昂F锹健按佣砺匏挂烊黄却胧┑目U梗计娜剂献试纯梢大幅增加。硕士论文燃气高温低氧燃烧温度场及欧盘匦缘难芯
本课题的背景合更加均匀,提高燃烧效率,同时也会使得炉内的最高温度显著降低,温度差减小。因此,随着我国能源和环保要求的提高,研究适合我国国情的低成本低污染物排放的高效燃烧技术势在必行。而燃气的高温低氧燃烧技术在提高燃烧效率、降低炉内最高温度,增加炉内温度分布均匀性、减少污染物的排放方