节能一体式锅炉燃烧器的结构设计及优化

【摘要】：能源问题已成为影响经济社会发展的重要问题,我国已将可持续发展能源战略作为本世纪头20年能源发展实施基本方针。锅炉是化工、石化、冶金、轻纺、造纸等工矿企业主要动力和供热设备,是供热系统中热源产生的主要设备,也是能源工业发展主要组成部分火力发电站的三大主机之一。论文以“节能一体式锅炉燃烧器的结构设计及优化”为题,系统研究了节能一体式锅炉燃烧器的结构设计方法,对促进燃烧器向节能化发展具有重要的学术价值和实际意义。 论文对锅炉燃烧器进行概述和系统分析,总结锅炉燃烧器结构型式、节能型锅炉燃烧器、一体式锅炉燃烧器的国内外研究进展,分析了锅炉燃烧器向节能化发展存在并亟待解决的问题,并指出理论分析结合数值模拟是解决问题关键。论文主要工作包括:①针对锅炉燃烧器设计存在问题,分析与锅炉燃烧器结构设计相关的燃烧理论,探讨燃料燃烧计算,分析和阐述燃料燃烧所需空气量、产生烟气量、燃烧反应热平衡等计算问题,并就气体燃料和液体燃料的燃烧理论问题进行深入分析。②提出了节能一体式锅炉燃烧器的设计方案及技术路线,并就本文设计节能一体式锅炉燃烧器燃料燃烧进行详细计算,同时构建所设计燃烧器的结构系统框架。③利用UG结构设计技术,设计满足给定要求燃烧器功率的关键部件结构及燃烧器系统,给出燃烧器一些关键数据及部件的燃烧校核,并对所设计的节能一体式锅炉燃烧器整体特点进行分析。④应用CFD技术对所设计燃烧器关键部件进行数值模拟,利用得到仿真结果对所仿真部件结构进行优化,最后对整个节能一体式锅炉燃烧器系统进行优化,验证所设计节能一体式锅炉燃烧器具有实际价值。 【关键词】：节能 锅炉燃烧器 结构 优化
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK223.23
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 目录7-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题背景与意义10
• 1.2 锅炉燃烧器概述10-14
• 1.2.1 燃气燃烧器11-12
• 1.2.2 燃油燃烧器12-14
• 1.3 锅炉燃烧器的国内外研究现状14-16
• 1.3.1 锅炉燃烧器的结构型式发展14
• 1.3.2 节能型锅炉燃烧器发展14-16
• 1.3.3 一体化锅炉燃烧器技术的发展16
• 1.3.4 研究进展分析16
• 1.4. 论文研究的主要内容16-18
• 第二章 锅炉燃烧器设计基础理论18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 燃料的燃烧计算18-21
• 2.2.1 燃料燃烧所需空气量18-19
• 2.2.2 燃料燃烧产生烟气量19-20
• 2.2.3 燃烧反应的热平衡20-21
• 2.3 气体燃料的燃烧21-24
• 2.3.1 预混可燃气体中的层流火焰传播21-22
• 2.3.3 预混可燃气体中的湍流传播22
• 2.3.4 火焰的稳定性22-24
• 2.3.5 气体管道压力损失24
• 2.4 液体燃料燃烧24-27
• 2.4.1 燃油的燃烧过程24-25
• 2.4.2 油滴雾化25
• 2.4.3 油喷嘴25-26
• 2.4.4 配风比26-27
• 2.5 本章小结27-28
• 第三章 节能一体式锅炉燃烧器方案设计28-36
• 3.1 引言28
• 3.2 节能一体式锅炉燃烧器总体思路确定28-31
• 3.2.1 节能一体式锅炉燃烧器评价指标28-30
• 3.2.2 节能一体式锅炉燃烧器设计方案及技术路线30-31
• 3.3 节能一体式燃烧器燃料燃烧计算31-33
• 3.3.1 燃气消耗量31-32
• 3.3.2 燃气燃烧所需空气量32
• 3.3.3 燃气燃烧产生烟气量32-33
• 3.4 节能一体式锅炉燃烧器结构系统33-35
• 3.4.1 结构系统框架33-34
• 3.4.2 系统组件功能34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 节能一体式锅炉燃烧器结构设计36-46
• 4.1 引言36
• 4.2 UG 结构设计技术36-37
• 4.2.1 UG 技术及结构36
• 4.2.2 UG 优势36-37
• 4.3 节能一体式锅炉燃烧器关键部件结构设计37-41
• 4.3.1 燃气输送机构设计37-39
• 4.3.2 一次风、二次风机构设计39-40
• 4.3.3 稳焰盘设计40
• 4.3.4 燃烧器壳体设计40-41
• 4.4 节能一体式燃烧器燃烧数据及关键部件的燃烧校核41-43
• 4.4.1 燃气流速41
• 4.4.2 环形喷嘴机构压力损失41-43
• 4.4.3 火焰传播速度43
• 4.5 节能一体式锅炉燃烧器系统分析43-44
• 4.6 本章小结44-46
• 第五章 节能一体式锅炉燃烧器结构优化46-59
• 5.1 引言46
• 5.2 CFD 数值模拟概述46-48
• 5.2.1 CFD 概述46
• 5.2.2 CFD 问题的解决过程46-47
• 5.2.3 燃烧器CFD 数值仿真软件介绍47-48
• 5.3 节能一体式锅炉燃烧器关键部件 CFD 仿真48-54
• 5.3.1 环形喷嘴机构CFD 仿真方案48-51
• 5.3.2 环形喷嘴机构 CFD 仿真结果及分析51-53
• 5.3.3 中心输气管 CFD 仿真方案53-54
• 5.3.4 中心输气管 CFD 仿真结果及分析54
• 5.4 节能一体式燃烧器关键部件优化54-57
• 5.4.1 环形喷嘴机构优化55-57
• 5.4.2 中心输气管优化57
• 5.5 节能一体式锅炉燃烧器系统优化分析57-58
• 5.6 本章小结58-59
• 结论和展望59-60
• 参考文献60-62
• 攻读硕士学位期间成果62-63
• 致谢63-64
• 附件64

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