超临界循环流化床锅炉气固流动和结构布置优化实验研究的开题报告.docx

超临界循环流化床锅炉气固流动和结构布置优化实验研究的开题报告
一、选题背景
超临界循环流化床锅炉是目前燃煤发电最先进、最高效、最环保的一种锅炉。在其运行过程中，气固两相流动的特点直接影响着其燃烧效率、热转换效率和污染物排放等方面，因此对其气固流动及结构布置进行优化，对锅炉正常运行、节能降耗、减少污染物排放有着重要意义。
二、研究意义
1.提高锅炉燃烧效率和热转换效率。优化锅炉的气固流动特性，有利于提高煤粉燃烧的完全性，最大限度地应用煤中的含能成分，提高热转换效率。
2.保证锅炉稳定运行。气固两相流动的不稳定性容易导致流量、压力、温度等参数波动过大，甚至发生不必要的故障，影响锅炉的正常运行。
3.减少污染物排放。燃烧过程中，煤粉和空气的混合应足够充分，否则残留的煤粉和气体会导致排放物中的颗粒物和有害气体浓度升高。
4.提高运行经济性。优化锅炉结构布置，能够减少流阻，降低锅炉的能耗和维护成本。
三、研究内容
1.实验研究流化床锅炉的气固流动特性。通过模型实验，研究不同工况下锅炉的气固流动特性，分析气固两相流动的变化规律，揭示锅炉气固流动的本质特点。
2.研究锅炉结构布置的优化方案。根据气固流动的实验结果，探讨锅炉结构方案的合理性，并提出针对不同工况下的合理结构布置方案。同时，为了进一步提高运行效率和降低排放浓度，还需研究发射体和分布式风口的优化配置，以及背吹风速的适当调整等。
3.研究锅炉的节能措施。通过实验研究，探讨锅炉节能措施，如改进补煤方式、降低空气预热温度、优化燃烧掺混比例等。
四、研究方法
1.模型实验法。利用小型化的流化床锅炉进行实验研究，通过改变锅炉的参数，如燃烧掺混比例、氧含量、气固流速等，研究锅炉气固流动特性和结构布置的优化方案等。
2.数值模拟法。基于CFD软件，建立燃烧场和流化床床层过程的数学模型，对不同燃料和燃烧工况下的气固流动进行数值模拟，验证实验结果的可靠性和科学性。
五、预期结果
1.实验验证锅炉气固流动特性的本质特点，有助于提高锅炉燃烧效率和热转换效率。
2.通过优化结构布置方案，提高锅炉的运行效率和稳定性，减少污染排放。
3.综合考虑各种因素，提出锅炉的具体优化配置和节能措施，降低锅炉的能耗和污染排放，提高运行经济性。
六、研究展望
本研究将针对流化床锅炉气固流动特性和结构布置方案进行实验研究和数值模拟，为锅炉稳定运行、提高燃烧效率和降低排放浓度等方向提出优化措施。在今后的研究中，还可扩展到其他能源设备、其他能源类型的研究，为解决能源问题提供更多的研究思路和技术手段。