水煤浆流动模拟及水煤浆锅炉的应用研究.pdf

大连理工大学
硕士学位论文
水煤浆流动模拟及水煤浆锅炉的应用研究
姓名:张鲜俊
申请学位级别:硕士
专业:热能工程
指导教师:尹洪超
20090601
摘要能源是重要的战略资源,是保障经济社会持续快速健康发展的物质基础。随着世界能源资源的紧缺,环境污染的加重,节能减排已经成为世界经济和社会发展的重大任务。水煤浆作为一种新型煤基流体洁净环保燃料,既保留了煤的燃烧特性,又具备类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。水煤浆作为节约和替代石油以及洁净煤利用的示范与推广技术,对于发挥中国煤炭资源优势,既符合国情要求,又可保证能源安全,具有现实和长远意义。本文首先通过软件对水煤浆的流变特性进行了数值模拟研究,通过在不同管径及不同流速条件下对管道内水煤浆流动的模拟,印证了水煤浆的非牛顿流体特性,同时分析计算了水煤浆管道的阻力损失。然后,本文介绍了水煤浆的燃烧机理和燃烧技术,对水煤浆的着火和雾化技术进行了研究,并研究分析了水煤浆锅炉和水煤浆锅炉设备。本文最后通过分析比较燃煤锅炉、燃油锅炉和水煤浆锅炉的初期投资费用和供暖运行费用,得出水煤浆锅炉供暖要比其它几种供暖方式运行经济,对水煤浆锅炉供暖的研究提供了依据和指导。关键词:水煤浆;数值模拟;;水煤浆锅炉大连理工人学专业学位硕十学位论文
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衅:——.日期:—哔年丘月型作者签名..一整选盗菘悖砍得说辆ツ淅脊缢酷裒砬大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,学位论文题目:
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煤炭内含有较多的灰分、硫分,燃烧利用后会排放出大量飘尘、阻、龋绪论课题的背景和意义能源问题能源是重要的战略资源,是保障经济社会持续快速健康发展的物质基础。随着世界能源资源的紧缺,环境污染的加重,节能减排已经成为世界经济和社会发展的重大任务。党中央、国务院十分重视节能减排工作,国家“十一五婊僖C魅诽岢觯ā敖谠资源”与“保护环境”这两个约束性指标作为基本国策。我国能源结构以煤炭为主,煤炭资源蕴藏量丰富,煤炭占全国一次能源消耗的%左右,按中国工程院预测,蔓辏禾拷家淮文茉聪牡ィ辏禾咳越占一次能源消耗的%以上。与此同时,我国石油、天然气资源相对短缺,我国自年成为石油净进口国,每年净进口石油万吨,产需缺口不断增大。而在未来的—年,我国经济仍将高速发展,石油需求将呈现强劲增长趋势,供需将继续增加,据预测,至年左右,石油缺口将超过消费总量的%,因此煤炭是我国必须长期依赖的主要能源。就世界能源而言,若按目前的生产水平,煤炭、天然气、石油的可供开采年限分别为辍辍辏荽诵禄I绶⑽娜衔C禾渴侨死嗬狄陨娴闹饕D茉础緇】。生大气污染及严重的环境问题。因此,寻求一种新型的煤基洁净燃料,同时作为代油燃料,替代我国大量的燃油锅炉每年消耗的几千万吨燃料油,确保我国能源供应的稳定和社会经济的可持续发展,是当务之急的重大课题。.航亩ㄒ寮疤氐水煤浆甒虺艭且恢中滦兔夯魈褰嗑换繁H剂希缺A了煤的燃烧特性,又具备类似重油的液态燃烧应用特点,是目前我国一项现实的洁净煤技术。水煤浆作为节约和替代石油以及洁净煤利用的示范与推广技术,对于发挥中国煤炭资源优势,既符合国情要求,又可保证能源安全,具有现实和长远意义【。所谓水煤浆是对原煤经过洗选、筛分及磨碎,加水嘉和少量添加剂%左右苛Τ浞纸涟瓒瞥傻拿核较嗔鹘濉K航娜戎狄话阄~大卡褐什煌⑷戎狄膊痪∠嗤,即每使用吨水煤浆即可替换种油,而重油的价格是水煤浆的兑陨希虼擞盟航娲赜途哂泻芨叩木眯б妗大连理工人学专业学位硕士学位论文.
水煤浆具有一定的稳定性肽暌陨喜怀恋怼⒉环植和流动性娣攀闭扯群艽螅而流动时粘度小于厘泊梢韵裰赜鸵谎奖愕亟斜盟汀⒐苁洹⒋亍⒊邓和雾化燃烧。作为煤水混合物的水煤浆,浓度较小时,一般为牛顿流体,而浓度较大时为非牛顿流体,特别是添加剂的加入,改变了煤表面的物化性质,使得煤粉和水紧密结合,形成网状结构,成为均一体,表现为