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/> 2.1.1 整体及外形布置结构特点 4
2.1.2 燃气锅炉与燃煤锅炉的优越性 4
2.1.3锅炉的特性参数、型号、燃料特性 6
2.1.4 各系统的流程 6
2.2 锅炉的热力计算 7
2.2.1 燃烧器的热力计算 7
2.3 炉膛热力计算 9
2.4本章小结 9
第三章 数值模拟模型 10
3.1 解算的范围及应用领域 10
3.2 Fluent湍流模型选取 10
3.3 Fluent燃烧模型 12
3.4本章小结 16
第四章 燃烧器选型、模型的建立及网格的生成 17
4.1燃烧器的选型 17
4.2燃烧器和锅炉炉膛模型及网格的建立 18
4.2.1燃烧器和炉膛的模型建立 18
4.2.2网格生成技术 19
4.2.3 结构化网格与非结构化网格 19
4.2.4 锅炉炉膛网格建立 20
4.3本章小结 22
第五章 冷态过程数值模拟与分析 23
5.1冷态过程模拟结果与分析 23
5.1.1物理模型选择 23
5.1.2边界条件设定 23
5.1.3速度场分析 24
5.1.4压力场分析 25
5.1.5湍动能及耗散率 26
5.2燃烧过程数值模拟与分析 27
5.2.1物理模型选择 27
5.2.2燃烧条件和边界条件设定 27
5.2.3燃烧模拟分布云图 28
5.3本章总结 37
结论 38
致谢 41
参考文献 42
第一章 绪论
1.1引言
锅炉就是利用燃料燃烧所产生的热能或余热烟气加热水和油等冷却介质，使蒸汽、热水或者其他热介质达到规定的参数要求[1].在火电站系统中，锅炉是动力之源，在供热系统中，锅炉是供热之源。锅炉主要是通过煤、天然气、石油等燃料燃烧的化学能转化为蒸汽的热能与动能，产生的蒸汽经过管道输送到汽轮机等能量转换装置，将热能转化成机械能、电能或者直接使用锅炉蒸汽的热能。本课题所研究的D型锅炉称为工业发电锅炉。一般锅炉的工质有蒸汽和热水，只有特殊时才会使用到油。在现代化的生产生活中，工业锅炉使用的很广泛，比如在化工，机械，医药，建材等领域。
目前现代化发电用的锅炉的蒸汽压力一般都不小于4.5MPa，过热温度也比此压力下的饱和蒸汽温度450℃要高，且发展的方向是向大容量，高压和高温。
生产生活中，我们需要的使用蒸汽或热能，在建筑物里的供暖，通风，以及城市供应热水等需要的热能，都可以通过锅炉来提供[2]。在电站中，锅炉使用的非常广泛，并且锅炉是一项比较传统的机械，它技术较为成熟，能够保证长时间工作的性能稳定，在船舶领域、机车领域以及化工等行业有着很大的需求。最重要的是锅炉价比高，能够使用各种劣质燃料，成比较低，收益相对较大。
但是，传统锅炉毕竟是已成型多年的机械，优点不少，缺点也不少，在某些特殊情况下，缺点就会被无限放大，诸如：
因为体积庞大，金属耗材量大，制造的成本就大，周期也会变长；
因为系统复杂，使锅炉机组的灵活性比较差，开机、停机需要较长的时间，应变能力大不行；
锅炉使用煤、重油等燃料，成分比较复杂，增加了烟气排放的污染]。
总的来说，在许多环境友好型的大中城市，燃气锅炉正在逐步的取代传统的煤油锅炉。随着我国环保观念的日益提升，优化能源结构已迫在眉睫，国家也大力提倡锅炉煤改气、油改气的政策[3]。
1.2研究背景及意义
纵观锅炉的发展过程，社会经济的增长，人民生活水平的提升，科学技术的进步等等因素是锅炉行业技术更新换代的主要推动力[5]。锅炉是一种环境污染比较高和能耗高的重工设备，在工业4.0的大环境之下，其未来的技术方向又对能源和环境的承受力有很大的影响。同时，必须遵行的原则也要与其他设备一样，必须结构合理，运行安全以及操作维修比较方便和造价运行的费用相对低廉。因而，锅炉未来发展的方向必然是高效节能以及低污染环保。燃气锅炉就是一款既节能又环保的锅炉设备，所以对其进行燃烧模拟就显得迫在眉睫。
为了了解锅炉炉内的燃烧过程，分析D型锅炉炉膛内的速度场、温度场，以及气相浓度场，建立炉膛内的湍流流动、传热及燃烧模型来进行全面模拟就显得非常必要的。本课题以某电厂200t/h D型燃气锅炉炉膛为对象，利用计算流体力学软件Fluent，对锅炉内的烟气流动和各个组分进行燃烧模拟，为改善燃气锅炉的设计和生产运行提供一些必要的资料，同时也能给使用此款锅炉运行时一些技术层面的指导，避免锅炉运行产生的事故。

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