大容量燃煤锅炉掺烧污泥燃烧特性的数值模拟研究开题报告

 2022-01-05 19:46:11

全文总字数:7664字

1. 研究目的与意义(文献综述)

1.目的及意义(含国内外的研究现状分析)

我国是一个富煤少油少气的国家,截至2019年,我国能源消费总量464000万吨(标准煤),其中煤炭占比59.0%,石油18.9%,天然气7.8%,一次电力及其他能源14.3%。相比历年,煤炭的占比虽然是呈明显下降趋势,但从数据上可以看出,煤炭仍然占据我国能源的主导地位,并且在未来很长的一段时间内其重要位置依旧无法被取代。

污泥是污水处理后的产生的固体沉淀物质,是一种由细菌菌体、无机颗粒、有机残片、胶体等组成的极其复杂的非均匀质体。随着我国城镇化的发展,城镇污水处理行业的兴起,以及污水处理率的提高,污泥产量也随之不断增加。污泥焚烧是实现最大体积减小的污泥处置方法之一,而将较好燃烧特性的其他燃料(如煤)与污泥进行混合燃烧也是污泥焚烧方式的一种[1],对于煤和污泥的混合燃烧,国内外有众多学者进行了实验研究和数值模拟研究。

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2. 研究的基本内容与方案

2.研究(设计)的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1研究(设计)的基本内容

此次研究以大容量四角切圆燃煤锅炉(初拟300mw燃煤机组锅炉)为研究对象,采用实验和数值模拟的方法,利用catia建模软件建立锅炉炉膛的三维模型,并利用icem cfd(或gambit)软件,对炉膛模型进行网格划分,最后在fluent软件中形成可求解的数值模型,利用科学计算方法进行数值模拟计算,并将得到的结果和现有实验效果相比较,以此来验证模型的可靠性和网格划分的合理性以及计算模型选择的科学性。本研究以开展实验或前人研究结果为基础,研究污泥污泥混煤的共燃特性,明确燃料的燃烧动力学参数,在充分假设的基础上对现有复杂现象进行简化,建立描述灰斗区,燃烧区和燃尽区各处的速度、温度及组分变化的物理数学模型,最终模拟计算出在不同工况下掺入污泥对燃烧锅炉的速度场、温度场和组分场的影响,并研究锅炉的经济性(锅炉效率)和污染物(nox)的生成特性。最后在模拟研究结果的基础上,提出最优配比方案。

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3. 研究计划与安排

3.进度安排

此次毕业设计的进度安排的总体内容,如下表所示:

周 次时间

工作内容

毕业设计预备周

(2019.12.26-2020.1.10)

确定指导教师人选,对未选好导师的学生进行调剂分配。确定选题志愿、校内搜集资料、消化资料。

第1周(2020.2.24-2.29)

学生提交文献检索摘要。

第2~3周 毕业实习周

(3.1~ 3.14)

赴校外实习、搜集设计资料,并提交实习日记、实习报告。

第4~5周(3.16~3.29)

撰写开题报告。并完成网上提交开题报告。整理论文提纲、设计概要。

第6周(3.30~4.5)

进行外文翻译,并提交外文翻译译文。

第 7周(4.6~ 4.12)

设计类,下达绘图任务,开始绘图。

研究类,制定试验方案或下达编程任务,开始试验及编程。

第8周(4.13~ 4.19)

继续完成绘图、试验或编程任务;

撰写毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)。

第9 ~ 11周(4.20~ 5.10)

完成绘图、试验或编程;

完善毕业设计说明书、毕业论文;

第12周(5.11~ 5.17)

网上提交毕业设计说明书、毕业论文、绘图等附件材料;提交答辩申请。

第13~14周(5.18~ 5.31)

教师审阅毕业设计说明书(设计类)或论文(研究类)和(图纸),审查确定学生答辩资格并予以公示。

第15周(6.1~6.7)

根据评阅意见修改毕业设计说明书、毕业论文,并网上提交;准备答辩PPT。

第16周(6.8~ 6.11)

毕业设计答辩。

备注:

此表是拟定时间。如有变化,以实际为准。

4. 参考文献(12篇以上)

4.阅读的参考文献不少于15篇(其中近五年外文文献不少于3篇)

[1] 吴江, 余凌洁, 张会, 等. 污泥与煤炭掺烧的特性及其研究进展[j]. 上海电力学院学报, 2019, 35(02): 107-110 148.

[2] 邵志伟, 黄亚继, 严玉朋, 等. o2/co2气氛下市政污泥混煤燃烧及动力学特性[j]. 环境工程学报, 2015, 9(09): 4519-4525.

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