生物質(zhì)燃燒機是燃油氣鍋爐的關(guān)鍵部件，它決定燃料的著火及燃燒狀態(tài)等，它的穩(wěn)定運行是決定鍋爐經(jīng)濟性和可靠性的主要因素，因此在設(shè)計上燃燒機必須具備組織良好空氣動力場的能力。計算流體動力學(xué)是通過利用流體仿真軟件來求解控制流體流動的數(shù)學(xué)方程，進而研究流體的運動規(guī)律。隨著計算流體力學(xué)的發(fā)展，CFD已經(jīng)成為流體仿真的主要工具。在工程設(shè)計中，首先建立數(shù)值模擬，然后用數(shù)值算法求解，并將結(jié)果可視化。經(jīng)過計算結(jié)果與實驗結(jié)果對比，數(shù)值模擬在時間和精度上均具有一定優(yōu)勢，能夠比試驗更全面地了解流場的變化情況03。通過數(shù)值模擬的方法來輔助燃燒機的設(shè)計將有利于保證燃燒機的性能。本文通過對40 t/h鍋爐用生物質(zhì)燃燒機進行三維數(shù)值模擬研究，為燃燒機優(yōu)化設(shè)計、改造提供了參考依據(jù)。

1  燃燒機概述

    圖1為40 t/h生物質(zhì)燃燒機口型分體式結(jié)構(gòu)）的局部示意圖。該燃燒機有12根燃氣管，包括外環(huán)8根伏口徑出口和斜邊小口徑出口各4根）、中間4根及中間管部夾層。它們均勻地分布在燃燒機噴嘴處，與助燃空氣良好混合，保證天然氣穩(wěn)定、高敖燃燒。該系列燃燒機助燃空氣曲風(fēng)機提供）由四個部分供給：第一部分從燃燒機風(fēng)箱由軟管引入到中心導(dǎo)管，用以降低火焰的中心溫度曲于此處進氣量非常小，故忽略不計，不進行網(wǎng)格化）；第二部分被導(dǎo)入內(nèi)層中心區(qū)（中心低速空氣區(qū)）；第三部分被分配到中間層的旋流區(qū)；第四部分速度增大并完全沿穩(wěn)焰盤的軸向流動；內(nèi)層中心穩(wěn)定區(qū)配有一個可調(diào)節(jié)的空氣進口。

2數(shù)值模擬計算

2.1  物理模型

    為了真實反映燃燒機噴嘴處燃燒情況，特意在燃燒機出口后面加入一個3 mx3 mx9 m的假想爐膛。實際流場是一個復(fù)雜的多通道區(qū)域，很難通過一種單域貼體網(wǎng)格來模擬，即使生成了也不能保證格質(zhì)量，影響流場數(shù)值求解的效果。因此，目前常采用區(qū)域法或分區(qū)網(wǎng)格，基本思想是，根據(jù)外形特點把復(fù)雜的物理域或復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)分成若干個網(wǎng)格區(qū)域，分別對每個子區(qū)域生成拓撲結(jié)構(gòu)簡單的網(wǎng)格鮚構(gòu)塊網(wǎng)格）圈。