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双鸭山木皮燃烧机用户现场双鸭山木皮燃烧机
生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟
摘要：对生物质燃烧机出口的湍流流场进行了深入的数值模拟研究。经过对不同旋流强度的旋转射流的计算，比较了对目前应用较多的尼玉模型、重正化群(rn g)的k-x模型及雷诺应力模型在实际求解中的优劣o在弱旋气相流动时，rn g后鬟漠型可以满足工程上的精度需求。在强旋流动中，基于“有效粘性”的各个模型的计算结果和实验相差很远，只有采用雷诺应力模型才能得到较为满意的结果。
    太部分的实际燃烧过程都伴随着气体湍流流动，因此研究气体湍流流动是研究湍流燃烧过程必不可少的内容。燃烧器是火力发电厂中燃烧系统的核心部件生物质燃烧机因为能够形成中心回流区，卷吸高温烟气，促进煤粉的着火等特点，在工程上已经得到了广泛的应用。为了揭示气流流经生物质燃烧机数值模拟和实验研究后的湍流流动特性。本文对殴w公司的双调风旋流燃烧器出口附近区域的冷态流场进行了数值模拟试验研究针对目前应用较多的k式馍型重正比群( rn g)的k-xy~型及雷诺应力模型，经过对不同旋流强度的旋转射流的计算。比较了它们在实际求解中的优劣。第1期倪建民，等：生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟
4)随着当量比的增大，污染物的排放量增加，并且同一当量比下，流量越大，气体在多孔介质内的滞留时间越短，出口处co的排放量越多，no，n02的排放量越少． 其中燃烧头用于原油在燃烧头处和压缩空气混合，并使原油雾化后将雾化后的原油喷射出去，借助点火系统点燃原油；管汇用于提供原油、压缩空气、喷射水的通道和导向；点火系统用于电源通过点火系统形成高压，在点火头处的火花塞放电作为点火源点燃石油液化气、天然气或柴油用以引燃原油；支架用于将燃烧头、点火头、喷水嘴、管汇等固定在一起，形成一个整体起支撑作用，同时设计转盘可以根据风向适当调节燃烧方向；辅助水喷淋装置用于将水泵泵来的水按两个方向喷射，一个径向喷射形成水幕，隔离热辐射，防止热辐射对设备的损害，另一个向前喷射包裹火焰，起到助燃作用。双鸭山木皮燃烧机
1物理模型
  本文在计算弱旋流动时采用了参考文献[1所采用的模型，计算强旋流动时采用的是殴w公司的双调风生物质燃烧机( drb-dual register bruner)，其示意如图1，燃烧器尺寸参见参考文献[2]
采用了部分均匀网络，中心回流区附近的网格较其它区域密。弱旋流动计算区域参见参考文献[1];强旋流动计算区域参见参考文献[2]
  作者通过计算比较了rng k-xt~型和标准的尼3模型在模拟弱旋流动时的区别(算工况和实验数据来自参考文献[1]l图2表示的分别是在4个截面上的气体轴向速度(u)和切向速度(w)的分x为截面到燃烧器出口的距离可以看出：rn g尼3模型和标准的k鬟馍型计算得到的结果和实验结果都符合得较好。主要的区别在于：
  (1)在中心回流区附近，rng k-x模型计算的轴向速度比标准后3模型计算的结果要更加符合实验值。标准k3模型计算得到的中心回流区比实际的要短：在中心回流区外的区域，2个模型对轴向速度的计算精确度区别不大
  (2)在计算切向速度的时候，rn gk-x模型比标准尼鬟模型优越
    不过，标准后3模型计算结果也已经可以满足工程上的需求了。因为弱旋湍流动的各向异性不是特别明显o所以，可以用基于“有效粘度”的各种模来计算这一类的湍流流动。从图3可以很明显看出：
燃料风布置在喷口外侧，从热力性能分析可知：由于一次风喷口下部煤粉浓度高，着火温度低，一旦着火后，燃料风立即能补充进去，使燃烧趋于强化，温度急剧升高，起到稳燃作用，而向火侧燃料风少，这样不影响卷吸热烟气而能急剧加热一次风主气流。 富氧微油生物质燃烧机是利用气化燃油富氧燃烧产生的有利于着火的高温回流区，使火焰传播速度加快，提高了火焰的稳定性，同时由于氧浓度的提高也大大加快了火焰的传播；另外，回流区低区的存在使得具有较低火焰传播速度的燃烧介质的着火火焰能够稳定存在，提高了火焰的稳定性。回流区外层是温度较低的二次风，起助燃作用。对煤粉的着火起决定作用的是煤粉气流与高温烟气的接触与热交换，因此本文重点研究一次风的流场特性。双鸭山木皮燃烧机
rn gk-x模型和rsm模型之间的区剔，由于雷诺应力模型考虑了湍流脉动的各向异性。所以其计算结果比基于“有效粘度”的rn gk-xt~型要更加准确此外，在具体的计算的时候。雷诺应力往往比基于尼ⅸ双方程的各个模型不容易收敛。对计算机容量和速度的要求也很高经过作者具体的计算比较发现：对同一个工况。当用雷诺应力模型计算的时候，计算到相同精度收敛所需要的时间往往是rng尼j模型的几倍甚至十几倍这也是rsm模型至今没有得到更加广泛应用的一个重要原因。
    图4给出的是bw双调风生物质燃烧机f实验    相比与实验的差别也要大得多。  rng后闽莫型计算数据来自参考文献[2]）强旋流动时的4个速度分布    的切向速度在y>0.2m时的值也和实际差别较大图，旋流数s=3.4可见，用rngk3模型计算的时    因而，在相同的初始条件和边界条件下，rsm模型候，结果和实际情况有较大的出入。在x= 50mm截    预报的结果比rng k-xtr型要好得多。可以从强旋面上。当y>q 2时。rng后ⅸ馍型计算的轴向速度    湍流的特点来分析产生上述差异的原因：已经开始明显的偏离实际情况在x= 250mm截面    (1)在强旋流动中，由于轴线上有逆向的压力上，rng kj摸型在计算轴向速度时和rsm模型    梯度存在，并且不能被正向的流动所克服，从而会得第1期倪建民，等：生物质燃烧机出口湍流流场的数值模拟。
1.3 wr型生物质燃烧炉设计原理 eno嗜火理论。在煤粉着火前，一次风煤粉主要靠从高温吗获得的辐射热和对流热而升温。随着靠近油处的煤粉气流温度的升高，其从高温cq获得的热能减少，则温升趋缓，当温升快的煤粉气流达到一定温度，挥发分开始析出着火，则煤粉气流温升逐渐加剧，从此处（即温度曲线的拐点）起，煤粉气流开始着火。该点的数学条件‘8为：双鸭山木皮燃烧机
4结论
    在计算弱旋湍流流动的时候，完全可以应用rn gk-x模型，而不用精度高但是计算量大很多的雷诺应力模型o对于强旋的湍流。用基于“有效粘度”的k-xxx方程模型是不能满足要求的。即使经过修正的k-x模型，也不能够很好地反映出湍流脉动各向异性的特性，必须使用雷诺应力模型
油量调节达到30%，一次空气量由手柄联锁调节。另外生物质燃烧机为铰链式，便于检查雾化杯，风嘴及炉内情况。 多数双调风燃烧器的内外二次风均为旋流，通道内装有可调轴向旋流叶片，以适当调节旋流强度和配风比；棂据煤种和不同要求，也有内二次风为旋流、外二次风为直流的结构，国外还有内二次风直流、外二次风旋流的设计。双鸭山木皮燃烧机