天然气助燃的无烟煤煤粉旋流燃烧器的设计开发开题报告模板(编辑修改稿)

天然气助燃的无烟煤煤粉旋流燃烧器的设计开发开题报告模板(编辑修改稿)内容摘要：

无烟煤的“挥发分”与烟煤的挥发分相当，从而保证无烟煤能像烟煤一样稳定燃烧。 （ 51） 其中， B 天然气 — 补入天然气的质量 ； B 无烟煤 — 单位时间内喷出燃烧器的无烟煤质量；Vdaf 无烟煤 — 燃烧器内 无烟煤挥发分 ； Vdaf 烟煤 — 烟煤挥发分 含量。 本公式通过将无烟煤转化为相对质量的烟煤，然后通过烟煤的挥发分含量，最终确定了需要补入天然气的质量。 这种质量所表明的是无烟煤依赖天然气助燃而稳定着火时，所需的最小补气量。 本文将对本公式进行进一步详细的解释和完善。 从能量传递角度计算。 煤粉气流要达到着火点需要吸收一定的热量，这部分热量成为着火热。 据研究，一般情况下，煤粉气流在着火过程中所吸收的辐射热，为其所需总着火热的 10%30%，所以其着火所需热量的主要来源是对流换热。 煤粉气流所需着火热的计算公式为： )]}373(2512[1)373([{))](1()1([11411i owwRarboiarfobTcMm MmM a rTicQMBTTMCqcVBQ （ 52） 011 VV  （ 53） 其中， Qi 为着火热； Bb 为每台燃烧器单位时间内烧掉的燃料量； V1 为一次风量，α 1 为一次风份额，α为燃烧器出口过量空气系数； V0 为理想空气量； co1为一次风比热容； q4 为机械不完全燃烧热损失； cf 为煤粉干燥基比热容； Mar 为煤粉应用基水分； Ti为着火温度； To1 为煤粉与一次风混合气流的初温 ； QR 为水分的气化潜热值； Mm 为煤粉的水分； cw 为水蒸气的比热容。 从式中可以看出一次风粉气流的出温影响煤粉着火所需的着火热。 事实上，当煤粉空气混合物的出温为 T0=573K 时，其着火热降低至 %。 着火热主要有三部分构成，其等式为： 332211i HHHQ  （ 54） 其中，Φ Φ Φ 3分别为燃烧室对煤粉的辐射热量，流经煤粉气流的回流烟气的放热量，燃烧天然气释放的热量； H H H3 分别表示辐射换热量，回 流烟气与煤粉气流的换热量，燃烧天然气与煤粉气流的换热量。 在时间τ内喷出燃烧器的天然气燃烧放出的热量为： D vQ T3 （ 55） 烟煤烟煤 无烟煤无烟煤天然气 ）（ ）（ da fda f da fV1 1 VVBB 其中， QT 为天然气的低位发热量， v 为天然气气流喷出的速度，τ为时间， D 为天然气出口管口横截面积。 在计算时，首先确定燃烧器工作时一次风粉气流的初始温度，煤粉气流的着火温度，一次风量等参数，然后根据式 52 求得煤粉气流达到着火点是的着火热。 着火热确定后，根据不同的燃 烧工况，再由公式 54 确定天然气放热量在总着火热中的比值，从而由 55确定天然气的喷入速度，即天然气的补充量。 本文将对本公式进行进一步的解释和完善。 （ 3） 对燃烧器进行初步理论设计，采用合理的结构保证天然气安全稳定地助燃。 选定燃烧器为旋流燃烧器，设置中心风管，中心管内设置补气管补入适当天然气。 中心风管有利于 回流区 的形成，增加了一次风气流与高温回流高温烟气接触和换热的周界，并为回流区的形成产生压力梯度分布条件。 中心风管出口设置扩口并与天然气补气管配合，加装扩口理论上能形成回流，充分扰动一次风形成的回流区，使煤粉快速 燃烧。 中心风管的扩口同时可以 增大一次风形成的高温回流区周界，扩口的 具体角度经经实验或模拟分析后确定。 由于福建无烟煤细粉含量高、着火温度高，在一次风管中加装煤粉浓缩装置，保证适当高的煤粉浓度，从而减低煤粉的着火温度。 由于福建无烟煤燃尽时间长，所以设置内外二次风，内二次风为旋流风，外二次风初步定为直流风，以保证煤粉在炉膛内充分扰动并增加燃烧时间以保证煤粉的燃尽。 （ 4） 用 CAD软件进行燃烧器的具体结构设计。 用 autoCAD， PRO/E等软件对理论的设计进行几何建模，参照标准对燃烧器整体进行设计， 提供各个部件的相应尺寸 、参数，为以后的数值模拟分析做基础。 分析相关资料及经验，提出风煤比、风气比、一二次风配比、一次风速度等合理方案。 （ 5） 对天然气燃烧特性及安全性进行分析，在保证适当补入天然气的同时，同时保证天然气的安全性。 因为天然气属于易爆炸类燃料，所以天然气与空气、煤粉的配比需要认真的分析并作出合理的方案，才能理论上实现其安全性。 天然气燃烧时的空气过量系数一般在 ,在此基础上对空气过量系数调整，避开混合气体在一定压力和温度下的爆燃点即可保证燃烧的安全。 天然气通过补气管时有中心风管的热空气进行加热，到达一次风回流 区是可以直接充当挥发分使用，并能及时着。