報告書番号

M08003

タイトル（和文）

火炉内における微粉炭燃焼場の数値シミュレーション（その5）- 揮発分放出挙動詳細モデル（TDPモデル）の微粉炭炉内燃焼場に対する適用性 -

タイトル（英文）

Numerical Simulation of a Pulverized Coal Combustion in a Furnace (Part 5) - Applicability of TDP model for combustion field of pulverized coal combustion furnace -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

本研究では、当所で開発した微粉炭燃焼場を対象としたCFDシミュレーション用の揮発分放出モデル（TDPモデル）を用いて当所保有の石炭燃焼試験炉内の微粉炭燃焼CFDシミュレーションを行い、実用的な微粉炭燃焼ボイラと同様の旋回流による保炎機構を用いたバーナによって形成される微粉炭燃焼場へのTDPモデルの適用性を検証した。また、NOx生成・還元モデルの検討も行った。その結果、TDPモデルを用いることにより、微粉炭燃焼炉内の火炎および粒子挙動の再現性が飛躍的に向上することが明らかとなった。また、炉内のNOモル分率について、定量的な値は実験と差異があるものの、揮発分Fuel-NO反応モデルとしてMitchellらのモデルを用いることにより、シミュレーション結果の定性的な傾向が実験結果と良く一致することが分かった。

概要 （英文）

In this research, the CFD simulation of a pulverized coal combustion field formed by the burner that is employing flame stabilizing mechanism by swirling flow is performed using the model employing tabulated devolatilization process (TDP model), which can take into account the effect of the particle heating rate on the amount of volatile and devolatilization rate. The applicability of the TDP model for such a combustion field is verified. NOx production/reduction models are also examined. As a result, it is clarified that reproducibilities of the flame and particle behaviors are dramatically improved by employing TDP model. It is also clarified that qualitative tendency of NO mole fraction in the furnace from the simulation result become consistent with that from the experimental result by employing the model proposed by Mitchell et al. as a volatile Fuel-NO reaction model, although there is some discrepancy of quantitative value between those results.

報告者

キーワード