生物质颗粒燃烧特性的数值模拟及实验研究

基于ICEM软件对燃烧室进行二维建模和结构化网格划分,并应用FLUENT软件对玉米秸秆、棉秆、木屑和稻秆4种生物质颗粒在燃烧室中进行燃烧仿真模拟,与煤粉燃烧进行对比。对比分析5种燃料燃烧时,燃烧室内不同位置中心截面的温度、O_(2)、CO_(2)和NO_(x)质量分数的变化曲线,同时分别对5种燃料做单独燃烧实验,结合对比分析结果将4种生物质颗粒分别和煤粉按照5.00%、10.00%、15.00%、20.00%的质量掺混比做混烧实验。研究结果表明,5种燃料中,煤粉在燃烧室中心截面上的温度最高,且最高温度比4种生物质颗粒高600 K以上,但生物质颗粒的温度分布均匀程度均优于煤粉;煤粉燃烧产生的NOx含量最高达到2.00%,而生物质颗粒产生的NOx含量基本为0.00%,且生物质颗粒的燃烧特性受一次风速、一次风温及自身含水率的影响较大;5种燃料燃烧时燃烧室最高温度的模拟值均高于实验值,但误差均小于20.0%,4种生物质颗粒与煤粉混合燃烧的质量掺混比不宜超过15.00%,当质量掺混比为15.00%时,燃烧室的最高温度比单独燃煤时降低150 K,但最大NOx质量分数能降低44%。