《循環流化床鍋爐數值優化設計與運行》是在浙江大學熱能工程研究所/能源清潔利用國家重點實驗室近十余年有關大型循環流化床鍋爐數值模型研發和數值試驗研究結果積累的基礎上完成的學術專著。
本書主要包括三部分內容：一是國內外大型循環流化床技術發展和發展中的問題；二是模型基礎，包括循環流化床氣固流動、傳熱、磨損、燃燒、燃燒產物、受熱面沾污結渣模型與模擬，大型循環流化床鍋爐三維整體數值模型與二維當量快算數值模型；三是針對實際大型/超/超超臨界循環流化床鍋爐設計、運行中的問題開展的數值計算、結果與討論。
本書可供從事循環流化床鍋爐和熱能動力研究、設計、運行和管理的人員參考，也可作為高等院校有關專業研究生、大學生的參考資料。書末有相關文獻資料目錄，供讀者參考。
第1章大型循環流化床鍋爐發展001
1.1大型循環流化床鍋爐發展003
1.1.1國外大型循環流化床鍋爐發展003
1.1.2中國大型循環流化床鍋爐發展010
1.2大型循環流化床鍋爐發展中的問題018
1.2.1爐內氣固混合流動特性019
1.2.2床料平衡及翻床控制020
1.2.3多分離器循環物料分配特性020
1.2.4降低爐膛燃燒污染物021
1.2.5水冷壁磨損與防磨梁防磨021
1.2.6床存量、粒徑對爐膛壓降的影響021
1.2.7受熱面熱流分布特性022
1.2.8超臨界循環流化床鍋爐的水動力特性022
1.2.9回料系統受阻時對爐膛運行的影響023
1.2.10高堿煤燃燒堿金屬遷移與受熱面沾污023
1.2.11多元燃料燃燒023
1.2.12靈活性運行024
參考文獻024
第2章循環流化床氣固流動、傳熱、磨損模型與模擬028
2.1循環流化床氣固流動模擬029
2.1.1半經驗方法029
2.1.2數值模擬方法031
2.2循環流化床氣固流動雙流體模型035
2.2.1控制方程036
2.2.2本構方程037
2.2.3雙流體模型的應用特點039
2.2.4高濃度氣固兩相流的氣固曳力041
2.3循環流化床傳熱模型045
2.3.1傳熱系數的影響因素045
2.3.2床內氣固間換熱048
2.3.3氣固對壁面間換熱049
2.4循環流化床水冷壁磨損055
2.4.1水冷壁磨損機理及影響因素056
2.4.2水冷壁磨損及防磨梁057
2.4.3單顆粒撞擊磨損模型和顆粒摩擦模型059
2.4.4理論多顆粒磨損模型065
2.4.5磨損經驗公式/單顆粒磨損模型與DPM/DEM數值計算結合066
2.4.6能量耗散磨損模型和顆粒動力學磨損模型067
參考文獻069
第3章循環流化床燃燒、燃燒產物和受熱面沾污結渣模型與模擬077
3.1煤燃燒模擬078
3.1.1循環流化床爐內燃燒078
3.1.2煤燃燒模型發展079
3.1.3水分蒸發083
3.1.4揮發分析出083
3.1.5氣相反應084
3.1.6焦炭燃燒085
3.1.7爆裂和磨損090
3.2燃燒污染物生成和控制092
3.2.1硫氧化物092
3.2.2氮氧化物094
3.3堿金屬遷移與沾污結渣096
3.3.1沾污結渣機理096
3.3.2堿金屬析出遷移100
3.3.3循環流化床堿金屬遷移104
3.3.4堿金屬析出模擬106
3.3.5沾污結渣模擬107
參考文獻113
第4章大型循環流化床鍋爐三維整體數值模型與二維當量快算數值模型127
4.1模型總體構架128
4.2流場模擬131
4.2.1模型封閉方程133
4.2.2組分輸運方程135
4.2.3二次風口矯正135
4.2.4穩態判斷與瞬時時均處理137
4.3煤燃燒模擬138
4.3.1水分蒸發模型138
4.3.2揮發分析出模型138
4.3.3氣相均相反應模型139
4.3.4焦炭燃燒模型140
4.3.5燃燒產物生成與控制141
4.4氣固傳熱模擬144
4.4.1顆粒團更新模型145
4.4.2輻射模型146
4.4.3熱工水動力計算148
4.5水冷壁磨損151
4.5.1水冷壁磨損模型152
4.5.2水冷壁磨損模型計算參數157
4.6堿金屬鈉遷移模型159
4.6.1堿金屬鈉析出模型159
4.6.2氣相堿金屬鈉均相反應160
4.6.3氣相堿金屬鈉非均相反應162
4.6.4堿金屬鈉蒸氣凝結模型163
4.6.5顆粒沉積模型164
4.6.6顆粒脫落模型167
4.7二維當量快算法與二維變參數分析168
4.7.1二維當量快算法168
4.7.2二維當量快算法計算域構建168
4.7.3二維當量快算法計算邊界條件設定169
4.7.4二維當量快算法計算模型調整與驗證169
參考文獻172
第5章大型循環流化床氣固流場與其設計、運行176
5.1循環流化床爐型與主回路氣固流場177
5.1.1爐膛2側墻布置6分離器主循環回路氣固全流場177
5.1.2爐膛單側墻布置4分離器主循環回路氣固全流場185
5.1.3環形爐膛循環流化床鍋爐爐膛氣固流場190
5.2高濃度氣固相中的二次風穿透特性195
5.2.1某300MW循環流化床鍋爐的二次風穿透特性195
5.2.2爐膛2側墻布置6分離器600MW循環流化床鍋爐的二次風穿透特性201
5.2.3爐膛單側4分離器循環流化床鍋爐的二次風穿透特性205
5.3多分離器爐膛出口流率與氣固均勻性206
5.3.1爐膛2側墻布置6分離器206
5.3.2爐膛單側墻布置4分離器207
5.4中隔墻布置對爐膛顆粒濃度分布的影響208
5.4.1中隔墻對爐膛顆粒濃度的影響209
5.4.2中隔墻左右側氣固相質量交換率212
5.5爐膛懸吊屏氣固流場213
5.5.1某600MW循環流化床鍋爐不同懸吊屏布置對爐膛流動特性的影響213
5.5.2某330MW循環流化床鍋爐懸吊屏壁面顆粒流動特性及其運行參數影響215
5.6防磨梁對爐膛氣固流場的影響218
5.6.1某330MW循環流化床鍋爐防磨梁設置對爐膛氣固流場的影響218
5.6.2某600MW循環流化床鍋爐防磨梁設置對爐膛氣固流場的影響227
參考文獻228
第6章大型循環流化床鍋爐受熱面傳熱230
6.1330MW亞臨界循環流化床鍋爐231
6.2350MW超臨界循環流化床鍋爐236
6.3600MW超臨界循環流化床鍋爐241
6.3.1水冷壁傳熱系數分布242
6.3.2中隔墻傳熱系數分布244
6.3.3懸吊屏傳熱系數分布247
6.3.4鍋爐爐膛受熱面傳熱系數影響因素討論248
6.4水冷壁防磨梁設置對傳熱的影響255
6.4.1氣固流場257
6.4.2傳熱系數與熱流分布257
6.4.3對爐膛溫度的影響258
6.51000MW超臨界環形爐膛循環流化床鍋爐259
6.5.1爐側傳熱結果260
6.5.2運行參數的影響263
6.6爐膛單側墻布置4分離器660MW超超臨界循環流化床鍋爐267
參考文獻268
第7章大型循環流化床鍋爐燃燒、污染物生成與控制270
7.1爐膛內組分與溫度場分布271
7.1.1300MW亞臨界循環流化床鍋爐271
7.1.2330MW亞臨界循環流化床鍋爐274
7.1.3350MW超臨界循環流化床鍋爐277
7.1.4爐膛2側墻布置6分離器660MW超超臨界循環流化床鍋爐280
7.1.5爐膛單側墻布置4分離器660MW超超臨界循環流化床鍋爐282
7.2基于二維當量快算法的參數優化286
7.2.1基準工況288
7.2.2過量空氣系數影響291
7.2.3二次風比例影響293
7.2.4二次風高度影響294
7.2.5床溫影響296
7.3二次風交變運行對爐膛燃燒與產物的影響297
參考文獻300
第8章大型循環流化床鍋爐運行問題數值分析討論301
8.1雙布風板/褲衩腿型循環流化床的翻床與控制302
8.1.1褲衩腿爐膛翻床特性302
8.1.2避免翻床的控制運行306
8.1.3褲衩腿運行平衡狀態分析308
8.1.4褲衩腿循環流化床鍋爐防止翻床的設計與運行平衡策略311
8.2床存量、粒徑對爐膛壓降的影響312
8.3多分離器循環回路回料失衡對氣固流場的影響314
8.3.1單條循環回路中斷受阻的影響316
8.3.2異側兩條循環回路中斷受阻的影響317
8.3.3同側兩條循環回路中斷受阻的影響317
8.4布風板布風對回料流率的影響319
8.5受熱面磨損與防磨梁布置324
8.5.1某330MW循環流化床鍋爐典型工況下水冷壁磨損速率分布特性324
8.5.2某600MW循環流化床鍋爐加裝防磨梁后的水冷壁磨損分布特性329
8.5.3大型循環流化床鍋爐防磨梁布置建議332
8.6高堿煤燃燒堿金屬遷移與受熱面沾污334
8.6.1氣固流場336
8.6.2氣相堿金屬鈉分布336
8.6.3堿金屬鈉沉積速率337
8.6.4飛灰沉積速率339
8.6.5實測結果對比341
參考文獻341
附錄1符號說明343
附錄2作者在本領域部分相關文獻349
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