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随着社会的进步和电力工业的发展,发电机组朝着大容量方向发展。300MW和600MW机组已成主流机组。人们用电需求结构的变化造成电网电力负荷峰谷差不断扩大,大型火电机组也普遍需要担当调峰任务。大型电站锅炉的高效燃烧和低负荷稳燃成为亟待解决的问题。浓淡燃烧技术能较好解决煤粉燃烧的高效、稳燃、防结渣、低污染等问题,是一种优良的燃烧技术。进行新型浓淡燃烧器的开发是目前煤粉燃烧学领域的热点之一。 本文首先分析了浓淡燃烧的机理,指出了合理进行浓淡燃烧的方法:煤粉浓缩器应连续可调,使煤粉气流浓度适应煤种和锅炉负荷的变化;加强炉内的热回流和湍流扰动,构建稳定的着火区域;加强煤粉与空气的后期混合,保证燃烧的效率。并结合目前几种主要的浓淡燃烧器进行了分析。 本文对各种主要的气固两相流模型进行了介绍与分析,并对CFD的原理和进行数值模拟的工具——PHOENICS软件作了介绍。然后介绍了PHOENICS的使用和进行煤粉浓缩器数值模拟的方法。 本文根据我国浓淡燃烧器改造中出现的问题,提出了将弯头和百叶窗结合进行研究的思想。并以PHOENICS3.2软件为工具,对三种类型的浓缩器进行了气固两相流动的数值模拟。 1) 首先对单一弯头的气固两相流动进行了模拟并计算了浓缩性能指标。研究了弯头的浓缩作用和弯头后水平段中气固两相流动的混合特性。并对其浓缩性能进行了分析。 2) 对弯头和布置在风管水平段中的百叶窗浓缩器进行了整体模拟并计算了浓缩性能指标。分析了弯头对百叶窗浓缩器浓缩性能的影响;研究了弯头后百叶窗浓缩器的工作情况。 3) 对百叶窗加在弯头中的浓缩器进行了模拟并计算了浓缩性能指标。通过改变浓缩器的结构,如叶片个数,叶片角度,叶片位置以及加装隔板等,对不同结构的浓缩器进行了数值模拟。对各种结构对浓缩性能的影响做了定性分析。通过与前两类结构的浓缩器浓缩性能的对比分析,对其性能进行了评价。