第28卷第26期中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)vol28No.26Sep.15,20082008年9月15日Proceedings of the CSEE@2008 Chin. Soc for Elec Eng. 29文章編號(hào):02588013(200826002906中圖分類號(hào):TQ54文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A學(xué)科分類號(hào):47020采用簡(jiǎn)化PDF模型分析分級(jí)氣流床氣化爐的氣化特性吳玉新,張建勝,岳光溪,呂俊復(fù)清華大學(xué)熱科學(xué)與動(dòng)力工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京市海淀區(qū)10004Analysis of the Gasification Performance of a Staged EntrainedFlow Gasifier by presumed PDF ModelWU Yu-xin, ZHANG Jian-sheng, YUE Guang-xi, LU Jun-fu( Key Laboratory for Thermal Science and Power Engineering of Ministry of Education, Tsinghua University,Haidian District, Beijing 100084, China)ABSTRACT: n order to study the character of the flow field phased model,DPM)和隨機(jī)軌道模型( stochastic trackingand the gasification performance of staged gasification method,sTM分別模擬顆粒氣化過程和考察顆粒受湍流脈technology, numerical simulation for a staged entrained flow動(dòng)的影響;計(jì)算根據(jù)簡(jiǎn)化PDF模型建立燃燒表以建立溫度、coal gasifier located in Shanxi province was conducted based組分等標(biāo)量同混合分?jǐn)?shù)間的關(guān)系,并由此計(jì)算同相氣化反應(yīng)on Fluent. Body fitted hexahedron mesh was used to minimize過程。除此之外,還引入用戶自定義函數(shù)改進(jìn)了焦炭異相反the numerical diffusion due to mesh quality. Realizable kε應(yīng)模型,通過對(duì)分級(jí)氣化爐流場(chǎng)特性和溫度等值面特征的分model was adopted to make a closure for turbulence equations.析,發(fā)現(xiàn)分級(jí)氣化爐中由于二次對(duì)沖給氧射流的引入,造成dispersed phase model(DPM) and stochastic tracking method了二次卷吸效應(yīng)以及沖擊射流效應(yīng),加強(qiáng)了爐內(nèi)混合過程( STM)were used to describe the coal particle gasification有利于碳轉(zhuǎn)化率的進(jìn)一步提高。process and to predict the turbulent disturbance effects關(guān)鍵詞:數(shù)值模擬;分級(jí)氣流床氣化爐:簡(jiǎn)化PDF模型particle motion. A combustion table was built by presumedPDF model to describe the relationship between mixture0引言fraction and the scalars of temperature, species, et al. InGE氣化工藝(原德士古氣化工藝)采用下噴式tion, User Defined Functions was used to modify the單噴嘴水煤漿氣化技術(shù),具有進(jìn)料簡(jiǎn)單,運(yùn)行穩(wěn)定,碳轉(zhuǎn)化率較高等優(yōu)點(diǎn),也是目前氣流床煤氣化爐中analysis of the flow field and the contours of temperature of thestaged entrained flow coal gasifier show that the engulfment最成熟的技術(shù)。在該工藝中,由于氣化噴嘴長(zhǎng)期and the counter flow aroused by the secondary injection處于高溫高壓環(huán)境下,加之回流氣體的沖刷,噴嘴strengthen the mixing process in the staged gasifier. This had a壽命往往很短。另一方面,工業(yè)實(shí)際運(yùn)行過程中由positive effect on the improvement of coal conversion rate.于工況、煤質(zhì)變化、煤漿流動(dòng)不暢等原因會(huì)使氧煤KEY WORDS: numerical simulation; staged entrained flor比瞬間升高,從而造成近噴嘴區(qū)域溫度過高、火焰黑區(qū)變短,這也是導(dǎo)致噴嘴燒損的重要因素。月前工業(yè)運(yùn)行的GE氣化爐噴嘴壽命般為2個(gè)月左右,摘要:為詳細(xì)研究分級(jí)氣化技術(shù)的流場(chǎng)特點(diǎn)及氣化性能,采用 Fluent軟件對(duì)山西某分級(jí)氣化爐進(jìn)行:維數(shù)值模擬。計(jì)是造成GE氣化爐被迫停爐的主要原因之-15。為算采用貼體六面體網(wǎng)格劃分計(jì)算域以降低數(shù)值擴(kuò)散,采用保護(hù)氣化噴嘴,延長(zhǎng)單爐連續(xù)運(yùn)行時(shí)間,如何在降Realizable k模型封閉湍流方程,應(yīng)用離散相模型 (dispersed低噴嘴附近區(qū)埔淂度的回時(shí)保證爐內(nèi)整體氣化性能是關(guān)中國(guó)煤化工提出非熔渣-熔渣基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計(jì)劃項(xiàng)目(973項(xiàng)目2004CB分級(jí)CNMHG到工業(yè)應(yīng)用。217705)The National Basic Research Program of China (973 Program)實(shí)驗(yàn)室熱態(tài)實(shí)驗(yàn)和利用小室模型對(duì)分級(jí)氣化2004CB21705技術(shù)的模擬結(jié)果均表明,采用分級(jí)氣化技術(shù)能夠中國(guó)電機(jī)工程學(xué)有效降低主噴嘴附近區(qū)域的氣化溫度,二次給氧加(2)將煤漿看作燃料流股,O2和CO2混合氣入后氣化溫度迅速升高,保證了焦炭氣化反應(yīng)迅速體看作氧化劑流股,以便采用單組分簡(jiǎn)化PDF模型進(jìn)行,分級(jí)式氣化爐碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率均高于3)氣化爐內(nèi)任一點(diǎn)在任何時(shí)刻都保持化學(xué)GE氣化爐的設(shè)計(jì)值。這些優(yōu)點(diǎn)已在示范工程運(yùn)行平衡,只是受到湍流影響而偏離平衡狀態(tài),這一影結(jié)果中得到驗(yàn)證。為進(jìn)一步掌握分級(jí)氣化爐流場(chǎng)響可采用牌DF函數(shù)來(lái)表示。特性以及爐內(nèi)各組分、溫度的分布,進(jìn)而深入研究(4)由于微量元素氣體不是該模型的主要考其氣化機(jī)理,需要進(jìn)行更細(xì)致的數(shù)值建模研究。本慮指標(biāo),為簡(jiǎn)化起見,不考慮S元素在反應(yīng)平衡中文采用簡(jiǎn)化PDF模型對(duì)山西某分級(jí)氣化爐進(jìn)行三的作用,將S元素的組分并入N元素,認(rèn)為N元維數(shù)值模擬,并將模擬結(jié)果同某GE氣化爐的數(shù)值素只生成N;并假定揮發(fā)分主要由CHCO、N2計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較,通過對(duì)2種爐型下流場(chǎng)特點(diǎn)和和H2組成。溫度、組分分布特性的比較,討論了分級(jí)氣化爐的(5)假定水煤漿被充分霧化,水煤漿滴的粒運(yùn)行特點(diǎn)。徑分布和煤粒的粒徑分布規(guī)律一致,充分霧化后的1研究對(duì)象及模型假設(shè)煤漿粒度分為30、60、110和175m四檔,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為45%、25%、25%和5%該分級(jí)氣化爐操作壓力為40MPa,煤氣化爐6)假定煤漿氣化過程按如下理想狀態(tài)進(jìn)行結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1所示。氣化劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)占85%的即依次發(fā)生水分蒸發(fā)、熱解及焦炭燃燒與氣化反應(yīng)O2和15%的CO2,主噴嘴通入部分O2和所有CO(7)忽略湍流脈動(dòng)對(duì)焦炭異相反應(yīng)的影響將剩余O2從距爐體頂部約1/3處的2個(gè)對(duì)沖噴嘴引計(jì)算焦炭異相反應(yīng)速率時(shí),反應(yīng)物和生成物濃度可入。氣化用煤為神府煤,水煤漿濃度為591%,氧-按時(shí)均值計(jì)算煤比為0930(氧-碳元素質(zhì)量比為1.25),煤的工業(yè)根據(jù)以上假定,便可基于簡(jiǎn)化PDF模型建立完分析及元素分析如表1所示。整的熱態(tài)模型O/水煤漿2數(shù)學(xué)建模及計(jì)算步驟2.1基本模型描述非熔流段基于簡(jiǎn)化PDF方法建立的三維數(shù)值模型已在對(duì)GE氣化爐的數(shù)值模擬中得到應(yīng)用,這里僅熔渣段對(duì)模型作簡(jiǎn)要介紹,詳細(xì)的模型請(qǐng)參閱文獻(xiàn)[0根據(jù)對(duì)不同湍流模型在模擬氣流床煤氣化爐冷態(tài)流場(chǎng)計(jì)算結(jié)果的比較⑨,本文選用 RealizablekE模型來(lái)封閉湍流方程12。根據(jù)假設(shè)(2)、(3)和圖1分級(jí)氣流床煤氣化爐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖Fig. 1 Sketch of a staged entrained flow coal gasifier(4),采用單組分簡(jiǎn)化PDF模型計(jì)算湍流對(duì)同相氣表1水煤裝原料煤的工業(yè)分析和元素分析(干燥基)化反應(yīng)過程的影響,并采用數(shù)米計(jì)算不同混合Tab. 1 Proximate and ultimate analysis of分?jǐn)?shù)下各標(biāo)量的時(shí)均值。盡管氣化爐內(nèi)溫度很高,the coal for slurry(as dry base但一方面由于整個(gè)爐體溫度比較均勻,壁面可近似工業(yè)分析看作絕熱條件,另一方面爐內(nèi)氣體CO2和HO占發(fā)分%固定碳%灰分隔高位發(fā)熱撒M/g很大比重,因此選用較簡(jiǎn)單的P1模型來(lái)計(jì)算爐內(nèi)26.163元素分析%輻射傳熱根據(jù)假設(shè)(5),可采用離散相模型DPM)描述4.3913.08煤焦顆粒的氣化過程,并采用隨機(jī)軌道模型(SPM)為便于建立計(jì)算穩(wěn)定的數(shù)學(xué)模型,本文采用如來(lái)追蹤顆粒的運(yùn)動(dòng)并同時(shí)考慮湍流脈動(dòng)對(duì)焦炭運(yùn)下簡(jiǎn)化和假設(shè):中國(guó)煤化工次離散相計(jì)算約追(1)穩(wěn)態(tài)假設(shè):入口的氧氣和煤漿給入量不CNMHG既保證了計(jì)算結(jié)果隨時(shí)間而變化。實(shí)際工業(yè)運(yùn)行中,在某一不長(zhǎng)的時(shí)的準(zhǔn)確,也省計(jì)算盯段能夠保證該假設(shè)的成立。由于單組分簡(jiǎn)化PDF模型中,并不關(guān)心煤漿顆吳玉新等:采用簡(jiǎn)化PDF模型分析分級(jí)氣流床氣化爐的氣化特性粒釋放各組分的量,而僅關(guān)心煤漿在每一時(shí)刻的失致的單位時(shí)間消耗量為重量,故對(duì)煤漿顆粒的水分蒸發(fā)、熱解以及異相反應(yīng)過程的建模過程的精度要求不高。本文煤漿脫揮發(fā)分過程采用單步模型,如式(1)所示:式中:m為焦炭顆粒的單位時(shí)間消耗量,kgs;mp為焦炭顆粒質(zhì)量,kg:S為焦炭顆粒的比表面積,=-AB)m一n)()m/g22網(wǎng)格、邊界條件及計(jì)算步驟式中:m,和m分別為顆粒質(zhì)量和顆粒中除揮發(fā)計(jì)算采用以結(jié)構(gòu)網(wǎng)格為主的貼體六面體網(wǎng)格,分以外物質(zhì)的質(zhì)量,kg:t為時(shí)間,s:T為顆粒以減小數(shù)值計(jì)算中因網(wǎng)格因素而造成的數(shù)值擴(kuò)溫度,K:;A、和E分別為單步脫揮發(fā)分速率的指散,計(jì)算域?yàn)?2爐體,網(wǎng)格劃分和邊界條件設(shè)前因子和活化能,其值分別為320058和358X定分別如圖2和圖3所示,圖2為爐體計(jì)算域的網(wǎng)10* kJ/kmol l31格劃分及邊界條件設(shè)定,在主噴嘴及二次噴嘴附近煤顆粒完成熱解過程后,粒徑會(huì)發(fā)生膨脹,由劃分網(wǎng)格尺寸較小的六面體貼體網(wǎng)格,在遠(yuǎn)離火焰于這一過程會(huì)促使焦炭表面積發(fā)生變化,從而影響區(qū)的地方建立交界面,并采用插值方法對(duì)交界面處到后繼的氣化模型,因此需要考慮焦炭的膨脹率,傳輸量進(jìn)行求解,考慮到高速射流及氧氣的帶壓噴本文中神府煤的膨脹率為10814。加壓條件下,假定焦炭異相反應(yīng)同時(shí)受外擴(kuò)散外環(huán)氧入口處采用質(zhì)量入口邊界條件,如圖3所示和本征反應(yīng)共同控制,可用式(2計(jì)算焦炭顆粒同某計(jì)算域總網(wǎng)格數(shù)約為18萬(wàn),基本保證了網(wǎng)格質(zhì)量種氣體i的異相反應(yīng)速率和網(wǎng)格獨(dú)立性。R計(jì)算過程采用分步漸進(jìn)的方法,首先計(jì)算冷態(tài)R, d+Ri k流場(chǎng),待基本收斂后(約1100步)再加入顆粒相計(jì)算式中:R為單位表面積的焦炭顆粒與i種氣體的反熱態(tài)流場(chǎng)。計(jì)算時(shí)依次采用一階迎風(fēng)格式和二階迎應(yīng)速率,kg/m2shRd為擴(kuò)散控制的速率kg(m2s);Rk為本征控制速率,kg(m2s)模型采用壓力n次方經(jīng)驗(yàn)公式來(lái)計(jì)入壓力對(duì)焦次給氧炭異相反應(yīng)的影響,見式(3)和式(4)交界面+T)/2P壓力出口Rk=Aex(-n)P/10°)y(4)式中:C為i氣體擴(kuò)散控制常數(shù),假定各氣化反應(yīng)擴(kuò)散控制常數(shù)均為5×103sKk07;T為氣休溫度,K:d為顆粒粒徑,m;A1和E分別為焦炭同i氣圖2分級(jí)氣化爐計(jì)算域及六面體網(wǎng)格體本征反應(yīng)的指前因子和活化能,R為氣體常數(shù)Fig. 2 Calculation domain of the staged gasifier8314kJ/kmol;P為氣體i的分壓,Pa;n為反應(yīng)級(jí)數(shù)。焦炭同O2、CO2、H2O和H2反應(yīng)的活化能和指前因子,以及壓力影響因子n的值如表2所根據(jù)以上模型,焦炭顆粒同各種氣體反應(yīng)而導(dǎo)表2式(3和式(4中的常數(shù)外環(huán):質(zhì)量入LTab 2 Constants of Eq(3)&Eq-(4)內(nèi)環(huán):壁面條件參數(shù)C+O: C+CO C+H2o C+H中國(guó)煤化工A(kg/(m"s-Pa))CNMHG邊界條件FO/mol)13x1o32610154×10315×03rg. J Mesning ana Boundary definition of中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第28卷風(fēng)格式離散控制方程中的對(duì)流項(xiàng)。計(jì)算初期采用低松弛因子(顆粒源相松她因子為01),每疊代40步450控制方程進(jìn)行一次顆粒軌道計(jì)算,待結(jié)果穩(wěn)定后逐a2001573步增加松她因子以加速收斂。最終采用二階迎風(fēng)格式、能量松弛因子0.9,其余松弛因子從0.5到09不等(顆粒源相松弛因子05),每疊代200步控制方(a) Texaco氣化爐爐內(nèi)溫度分布程進(jìn)行一次顆粒軌道計(jì)算來(lái)得到最終結(jié)果。采用出D300B口入口質(zhì)量差(01%X入口質(zhì)量);氣化爐內(nèi)不動(dòng)點(diǎn)0x1510溫度及組分監(jiān)視(波動(dòng)<1%×平均值)以及控制方程1575殘差(能量方程峰值殘差<1×10,其他方程峰值殘差<5×10這3個(gè)變量判斷計(jì)算收斂。每一工況約(b)分級(jí)氣化爐二次噴嘴截面溫度的分布計(jì)算11000步,計(jì)算時(shí)間約為3d<13003結(jié)果分析14002001751510采用平衡模型、簡(jiǎn)化PDF模型對(duì)分級(jí)氣流400床出口溫度以及主要?dú)怏w組分的預(yù)測(cè)值同工業(yè)氣(c)分級(jí)氣化爐內(nèi)二次射流對(duì)沖面上溫度的分布化爐碳洗塔出口處主要組分的測(cè)試值以及爐內(nèi)出圖4 Texaco氣化爐及分級(jí)氣化爐的溫度等值面(K)口溫度T的測(cè)試值的比較如表3所示?？梢钥闯鯢ig. 4 Contours of temperature of the Texaco采用簡(jiǎn)化PDF模型同平衡模型的預(yù)測(cè)結(jié)果非常接gasifier and staged gasifier(K)近,均高估了氣化爐出口處CO的含量而低估了H2盡管GE氣化爐同分級(jí)氣化爐采用了不同的煤的含量,這說明湍流脈動(dòng)對(duì)氣化過程的影響在氣化種和氧煤比(GE氣化爐氧煤比為0874,氧碳質(zhì)爐出口處并不大。與此同時(shí),2種模型的預(yù)測(cè)值與量比為1.33但明顯可以看出,GE氣化爐的爐內(nèi)測(cè)試值相差并不大,說明氣化爐出口處基木達(dá)到了溫度場(chǎng)更單一,穹頂溫度與氣化爐出口溫度相差不平衡狀態(tài),因而采用簡(jiǎn)化PDF模型能夠準(zhǔn)確預(yù)測(cè)該大。相對(duì)GE氣化爐來(lái)說,分級(jí)氣化爐爐內(nèi)溫度分分級(jí)氣化爐的氣化特性布較不均勻,其一是分級(jí)氣化裝置的穹頂溫度相對(duì)表3平衡模型、簡(jiǎn)化PDF模型預(yù)測(cè)值與測(cè)試值的比較氣化爐出口溫度來(lái)說低了很多,這一方面是由于山Tab,3 Comparison of predictions using presumed PDF西氣化爐煤漿濃度較低,會(huì)有更多的水分在爐體穹model, equilibrium model and industrial measurement頂處富集,另外則主要是由于主噴嘴氧量降低導(dǎo)致參數(shù)測(cè)量值PDF模型預(yù)測(cè)值平衡模型預(yù)測(cè)值主下行火焰區(qū)變短,因此造成穹頂溫度較低。另5方面,從圖4(b)和圖4(c)的對(duì)比可以看出,分級(jí)氣aACOM%9CO2》%化爐內(nèi),二次給氧截面上和二次給氧對(duì)沖面(xy平面)上的溫度分布存在明顯差異。在次給氧截面H2)%30.6上,由于O2的加入,在二次噴嘴下游形成了對(duì)置事實(shí)上,由于二次給氧對(duì)沖射流的存在,分級(jí)的二次高溫火焰區(qū),在該高溫區(qū)內(nèi),未反應(yīng)完全的給氧的運(yùn)行方式改變了氣化爐內(nèi)局部流場(chǎng)和溫度焦炭顆粒會(huì)進(jìn)一步發(fā)牛燃燒及氣化反應(yīng),從而彌補(bǔ)分布特性,為比較分級(jí)給氧運(yùn)行方式同GE氣化爐主火焰較短而導(dǎo)致焦炭反應(yīng)不充分的缺點(diǎn)。由于運(yùn)行方式的差異,將本文對(duì)分級(jí)氣流床氣化爐爐內(nèi)該二次高溫區(qū)主要是由O2同CO、H2等氣體的燃燒溫度的預(yù)測(cè)結(jié)果同文獻(xiàn)10中對(duì)GE氣化爐爐內(nèi)溫造成的,高溫區(qū)的相對(duì)厚度比主火焰區(qū)的相對(duì)厚度度預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行比較,如圖4所示。也要大很多。受氣化爐壁面回流區(qū)及主噴嘴射流的圖4a)為GE氣化爐的溫度等值面,圖4(b)為影響,二次火焰略微向爐頂偏斜,火焰鋒面并非對(duì)分級(jí)給氧氣化爐中二次噴嘴截面(xz平面)上的溫稱形式中國(guó)煤化工火焰和二次火焰度等值面,圖4(c)為分級(jí)氣化爐中垂直于二次給氧的交CNMH《焰高溫區(qū)受二截面的縱切面(xy平面,即二次氧的對(duì)沖面)上的溫次火焰高溫區(qū)的加強(qiáng)并不明顯,總體來(lái)說,分級(jí)氣度等值面。化將GE氣化爐原有的一個(gè)高溫區(qū)變成了3個(gè)高溫第26期吳玉新等:采用簡(jiǎn)化PDF模型分析分級(jí)氣流床氣化爐的氣化特性區(qū),降低了噴嘴附近的溫度,明顯改變了爐內(nèi)溫度些。與此同時(shí),由于對(duì)沖面上在二次給氧截面下游的分布特征的區(qū)域同樣存在大量的高溫氣體,這使得對(duì)沖面上對(duì)比圖4(b)和圖4(c)可見,二次火焰對(duì)沖面上的高溫區(qū)范圍也要大一些的高溫區(qū)范圍比二次火焰截面上的高溫區(qū)范圍要為進(jìn)一步說明二次射流的卷吸作用以及對(duì)沖大一些,穹頂處的溫度也要高一些。造成這一差異火焰對(duì)分級(jí)氣化爐流場(chǎng)造成的影響,圖6比較了在的原因是二次給氧在氣化爐主軸處相匯發(fā)生碰撞GE氣化爐和分級(jí)氣化爐2種運(yùn)行方式下,對(duì)沖面后,加強(qiáng)了高溫氣體在對(duì)沖面上的徑向擴(kuò)散過程。上在二次噴嘴高度處徑向速度分布的比較。明顯可這一過程可根據(jù)圖5不同截面上的速度矢量分布來(lái)見在加入二次射流后,該高度處的徑向速度大大增進(jìn)行說明。在二次射流截面上,二次射流對(duì)周圍氣加,從而形成強(qiáng)烈的擴(kuò)散體形成一定卷吸效應(yīng),另一方面,二次射流的根部和末梢又分別受到氣化爐壁面回流流動(dòng)和主射流火焰卷吸作用的共同影響。這二方面因素共同作用兩段爐的效果是:二次射流火焰自身由于受到主射流火焰的卷吸作用以及氣化爐主回流區(qū)的影響而略微向上游偏斜:另一方面,二次火焰周圍的氣體由于同一段爐時(shí)受主射流火焰和二次火焰射流的卷吸作用,在二0次火焰左側(cè)區(qū)域和右側(cè)區(qū)域分別形成了2個(gè)逆時(shí)針0.4距中心線距離m方向的渦,如圖5a)所示。相應(yīng)地,壁面回流的形成使?fàn)t體下游溫度較低的氣體被卷吸至二次射流圖6 Texaco氣化爐和分級(jí)氣化爐在二次噴嘴高度處對(duì)沖面上的徑向速度分布比較區(qū),并和氧氣發(fā)生反應(yīng)生成高溫氣體,再進(jìn)入主射Fig.6 Comparison of radial velocity profile in the counter流區(qū),從而在二次火焰交匯處形成較為明顯的高溫flow section at the height of secondary jet in a Texaco區(qū),并呈現(xiàn)如圖4(b)所示的溫度特征。在與二次射流相垂直的對(duì)沖面上,二次射流的相匯和對(duì)沖加劇圖7為氣化爐內(nèi)軸向速度為0ms的等值面了該平面上氣流向壁面的徑向擴(kuò)散作用,因此使回通過該等值面可形象地看出二次射流對(duì)氣化爐局流區(qū)的區(qū)域縮小,如圖5(b)所示。由于回流區(qū)縮小部區(qū)域氣流的卷吸作用,以及二次射流對(duì)沖面上氣且二次射流對(duì)沖的氣體溫度較高,這部分氣體更多流向氣化爐徑向擴(kuò)展的效果。由此可見,二次射流地進(jìn)入穹頂區(qū)域,從而導(dǎo)致對(duì)沖面上穹頂區(qū)域的溫的引入,對(duì)氣化爐內(nèi)局部流場(chǎng)的改變是比較大的度比二次射流截面上穹頂區(qū)域的溫度稍微高無(wú)論是在射流縱切面還是在與射流縱切面相垂直的對(duì)沖切面上,局部混合過程都得到加強(qiáng),這同冷態(tài)測(cè)試得到的結(jié)論相一致21)。混合作用的增強(qiáng)對(duì)氣化過程是有利的,因此盡管相對(duì)GE氣化爐來(lái)說,該分級(jí)式氣化爐爐內(nèi)溫度并不算高,但碳轉(zhuǎn)化率反而要高一些(a)次給氧截面,中國(guó)煤化工(b)二次火焰對(duì)沖面CNMHGm的等值面圖5不同截面上的速度矢量Fig. 7 Iso-surface of 0 m/s of axialFig 5 Distribution of velocity vector in different sectionsvelocity in the staged gasifier第28卷4結(jié)論(in Chinese).1吳玉新,張建勝,岳光溪,等,用簡(jiǎn)化PDF模型對(duì)Texo氣化爐基于簡(jiǎn)化PDF模型對(duì)山西某非熔渣-熔渣分級(jí)運(yùn)行特性的分析,中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2007,27(32):57-62氣流味煤氣化爐進(jìn)行了三維數(shù)值模擬通過對(duì)該分mmm級(jí)氣化爐內(nèi)流場(chǎng)特性和溫度等值面特征的分析,發(fā)modelJ]. Proccedings of the CSEE, 2007, 27(32): 57-62(in Chinese)現(xiàn)分級(jí)氣化爐中由于二次對(duì)沖給氧射流的引入,造2 TSAN-HSing Shih,Loww, Shabbir a,cl, A new k-E eddy成了二次卷吸效應(yīng)以及沖擊射流效應(yīng),加強(qiáng)了爐內(nèi)viscosity model for high reynolds number turbulent flows[J]. Computers Fluids, 1995, 24(3): 227-238混合過程,有利于碳轉(zhuǎn)化率的進(jìn)一步提高13]張妮,曾凡桂,降文萍.中國(guó)典型動(dòng)力煤種熱解動(dòng)力學(xué)分析門太原理工大學(xué)學(xué)報(bào),2005,365):549-552,參考文獻(xiàn)Zhang Ni, Zeng Fangui, Jiang Wenping. Pyrolysis kinetics analysisof chinese typical steam coals. journal of taiyuan university of[陳家仁,加壓氣流床煤氣化工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題,煤化工,2006,34(6);1-7technology!J). Joumal of Taiyuan Uuniversity of Technology, 200536(5):549-552( in ChineseChen Jiaren. Technology status and problems in pressurized entrained[141 Liu Guisu, Niksa S. Coal conversion submodels for designflow coal gasification[J]. Coal Chemical Industry, 2006, 34(6): 1-7(inapplications at elevated pressures. Part L. devolatilization and charoxidation. 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