[发明专利]基于CFB锅炉的三维流场模拟方法

说明书

本发明公开了一种基于CFB锅炉的三维流场模拟方法，包括以下步骤：建立用于模拟基于CFB锅炉的冷模试验台流场的计算模型，选用了标准k‑ε湍流流动模型模拟冷模试验台流场；对所述计算模型进行网格划分，得到对应的网格模型；设置所述网格模型的初始边界条件，初始边界条件包括物料的组分及物态、发料速率、流化风速；根据设置了初始边界条件后的网格模型，采用CPFD数值模拟算法模拟出三维流场；将三维流场与冷模试验台流场进行对比，若两者偏差大于预定值，则重复上述步骤。该三维流场模拟方法，采用先进的CPFD数值模拟算法模拟出基于冷模试验台的三维流场，为CFB锅炉的优化提供技术上的指导。

技术领域

本发明涉及CFB锅炉模拟试验技术领域，特别涉及一种基于CFB锅炉的三维流场模拟方法。

背景技术

循环流化床(简称CFB)锅炉是近三十年来发展起来的一种新型洁净煤燃烧设备，具有污染物排放及控制成本低、燃料适应范围广、调峰能力强、燃烧效率高等优点，特别是对于劣质煤的燃烧，具有很好的节能和环保效能。循环流化床燃烧技术是洁净煤技术中最具商业化潜力、污染排放控制成本最低的技术，同时由于煤种适应性强，也是消纳煤炭生产带来的大量煤矸石的最有效手段，因此得到了广泛的使用。为了实现循环流化床锅炉的优化，必须对循环流化床锅炉内的流场进行研究，因而设计出一套方便流场研究的试验装置尤为必要。

发明内容

基于此，本发明在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于CFB锅炉的冷模试验台，能模拟出CFB锅炉的流场，便于流场研究的进行。

其技术方案如下：

一种基于CFB锅炉的冷模试验台，包括测试箱体、发料装置、分离装置、返料装置、鼓风机、引风机，所述测试箱体包括依次连通的进风室、密相区室、稀相区室、出口室，所述发料装置与密相区室连通，且通过调节发料装置能改变发料速率，所述分离装置的进气口与出口室连通，所述分离装置的回流口与返料装置的入口连通，所述分离装置的排出口与引风机连接，所述返料装置的出口与密相区室连通，所述鼓风机与进风室连接，且通过调节鼓风机能改变流化风速。

在其中一个实施例中，所述密相区室、稀相区室的侧壁采用透明或半透明材料制成。

在其中一个实施例中，所述密相区室、稀相区室的侧壁采用有机玻璃制成。

在其中一个实施例中，所述基于CFB锅炉的冷模试验台还包括若干玻璃微珠，玻璃微珠的密度为2.4-2.6g/cm³，玻璃微珠的直径小于8mm。

在其中一个实施例中，所述分离装置为旋风式分离器。

在其中一个实施例中，所述返料装置为U型返料器。

在其中一个实施例中，所述进风室与密相区室、密相区室与稀相区室、稀相区室与出口室之间通过法兰可拆卸连接。

在其中一个实施例中，所述基于CFB锅炉的冷模试验台还包括支撑结构架，所述测试箱体竖直安装在支撑结构架上。

在其中一个实施例中，所述基于CFB锅炉的冷模试验台还包括控制装置，所述控制装置分别与发料装置、返料装置、鼓风机、引风机电性连接。

本发明还提供一种基于CFB锅炉的三维流场模拟方法，能模拟出基于冷模试验台的三维流场，得到颗粒的动态化流动过程。该方法包括以下步骤：

建立用于模拟冷模试验台流场的计算模型；

对所述计算模型进行网格划分，得到对应的网格模型；

设置所述网格模型的初始边界条件；

根据设置了初始边界条件后的网格模型，采用CPFD数值模拟算法模拟出三维流场；

将三维流场与冷模试验台流场进行对比，若两者偏差大于预定值，则重复上述步骤。