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本文在建立广东沙角C厂某型号660MW四角切圆燃烧锅炉的炉内流动、传热及燃烧过程的物理、数学模型及数值模拟方法的基础上,对分层混煤燃烧过程进行了多个方案的计算分析,以期对锅炉的优化运行提供有益的指导。 在冷态速度场模拟方面,从减小伪扩散的角度出发,比较不同网格类型,网格密度,及差分格式在流场计算中对伪扩散的抑制作用,选择了一种能有效抑制伪扩散的方案进行热态燃烧模拟,建议在建立几何模型和网格划分阶段,对炉膛横截面采用Paving方法划分网格,生成与四角喷射方向较一致的网格,网格密度可根据四角喷射方向进行调整。 热态模拟方面,本文采用非预混燃烧模型,挥发分的气相湍流燃烧用混合分数法来模拟,用标准k-ε湍流模型模拟气相湍流输运,用DO辐射模型计算辐射传热,对气相流场采用SIMPLE差分方求解,对固体颗粒湍流扩散的求解则采用随机颗粒轨道模型。颗粒的挥发分析及焦炭的氧化过程是颗粒反应的模拟重点,颗粒挥发分析出过程的模拟采两步竞争速率模型;焦炭燃烧过程模拟则采用动力学/扩散控制反应速率模型。通过模拟,其结果表明:其速度场、温度场、及组分浓度场是较合理的,不同混煤成分及分层燃烧方案计算结果表明:印尼煤(40%)伊泰煤(60%)的组合燃烧情况最好,其整体温度水平及燃烧器段温度水平最高,伊泰煤(40%)俄煤(60%)与伊泰煤(60%)俄煤(40%)的燃烧情况几乎一样,伊泰煤(40%)优混煤(60%)的混煤和伊泰煤(60%)优混煤(40%)的组合表现出不同的结果,伊泰煤(60%)优混煤(40%)混煤在燃烧器段温度水平较高,而整个炉膛的温度水平较低。印尼煤(40%)优混煤(60%)混煤燃烧情况是所有工况中前期燃烧最不充分的一组。以上分析结果将给工程实际提供相应的参考,对于本课题,所建物理、数学模型及数值方法是适合的、可靠的,基本可以满足工程应用需要。