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3、炉内还原剂分布数值模拟
3.1几何模型和网格划分
对某台循环流化床锅炉SNCR过程中的还原剂分布情况进行了数值模拟,锅炉型号DG130/9.8-4,蒸发量为130t/h,主蒸汽压力9.8MPa、温度540℃,单汽包自然循环,半露天形式布置,设置高温旋风分离器2个。
由于本文中SNCR喷射位置选为高温旋风分离器进口,因此将旋风分离器及进口烟道作为计算区域。旋风分离器进口高度3.2m,进口宽度1.2m,旋风筒总体积93m3。进口烟气温度为880~920℃。几何模型及网格划分如图1所示,旋风分离器深11193mm,筒径自上而下,分别为4.3m,2.3m和最底端的1.76m。采用非结构化的六面体、cooper方法对几何模型进行网格划分,总网格数目为33万。
图1数值计算几何模型与网格划分
3.2数值计算采用的理论模型
数值计算中,采用标准k-ε湍流模型模拟气相湍流输送,对辐射换热的计算采用P-1辐射模型,压力-速度的耦合采用SIMPLE法求解。采用离散相模型(dpm)跟踪还原剂液滴轨迹,考虑惯性加热、蒸发、沸腾和扩散等效应;采用随机轨道模型考虑湍流对液滴颗粒运动的影响。
3.3数值计算条件
数值计算时,高温旋风分离器进口烟气温度取900℃,进口烟气中固体颗粒浓度为3.1kg/Nm3。采用2支还原剂雾化喷枪,平均雾化粒径为100µm,喷射系统布置方式有两种,其中(1)布置在进口水平烟道两侧,如图2(a)所示;(2)布置在旋风分离器内部,如图2(b)所示。
共进行了3个算例的数值模拟,计算条件如下表所示。
表1数值计算采用的条件
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