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电站锅炉风粉流场数值模拟的中期报告
一、研究背景和意义
火力发电是中国电力行业最主要的发电方式之一，电站锅炉作为火力发电的核心装置，其燃烧过程对全站稳定运行和环保减排具有关键意义。风粉系统作为电站锅炉燃烧系统中的关键设备，其运行状态直接影响着锅炉的燃烧效率和环保排放。而风粉流场的形成和运行过程相对复杂，传统实验方法难以真实反映风粉流场的分布和运动状态，数值模拟技术成为研究该问题的重要手段。
本研究采用数值模拟的方法，基于现有电站锅炉风粉系统实验数据，对其风粉流场的构成和运动状态进行模拟和分析，旨在为锅炉运行的优化和环保排放的控制提供科学依据。
二、研究现状
近年来，国内外学者在电站锅炉风粉流场数值模拟方面做了大量的工作。其中，研究方法主要包括基于常规数学模型的CFD模拟和基于人工神经网络的数据驱动模拟等。常规数学模型基于流体动力学、热传导、物质传输等物理学原理，通过数值方法求解流场运动状态，能够较真实地反映风粉流场的分布和运动状态。而数据驱动模拟则能够利用大量实验数据构建神经网络模型，模拟出较为精确的风粉流场状态。
三、研究方法和进展
本研究采用ANSYSFluent软件对电站锅炉风粉流场进行数值模拟，建立真实的三维数值模型，对风粉流场的分布和运动状态进行模拟和分析。主要工作包括以下内容：
1.构建锅炉风粉数值模型：根据电站锅炉的实际参数，建立三维的数值模型，并对其中的燃烧室、风粉系统、传热设备等关键部位进行了细致划分和网格化处理。
2.确定模拟计算条件：据实际情况，为模拟建立合理的初始和边界条件，确定模拟计算的整体运行参数和各设备的工作状态。
3.进行数值计算和结果分析：采用基于流体动力学、传热学和物质传输的物理模型，对风粉流场的分布和运动状态进行了模拟和分析。通过对计算结果的分析，揭示了锅炉风粉系统存在的问题，并提出了改进措施。
目前，研究已完成关键技术的实现和相应模拟计算，并得到一定的结果。进一步研究将在计算误差控制、因素分析和实验验证等方面开展。