報告書番号

W03004

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2） -RANS法による燃焼条件最適化支援ツールの開発-

タイトル（英文）

Numerical Simulation of a Pulverized Coal Combustion in a Furnace - Development of an optimizing tool for combustion conditions using RANS method -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

近年，微粉炭燃焼条件の最適化を支援するためのツールとして数値シミュレーションが注目されている．本研究では，様々な石炭の最適燃焼条件を検討する上で役立つ，高精度な微粉炭燃焼数値シミュレーション技術を確立するため，当研究所が所有する石炭燃焼試験炉（100kg-石炭/hの単一バーナを具備）内微粉炭燃焼場を対象に三次元数値シミュレーションを実施し，その適用性を評価した．その結果，バーナ形状を詳細に模擬することによって，バーナ出口付近の大規模な再循環流，およびこれに伴う微粉炭粒子の滞留時間の延伸現象を厳密に再現できることがわかった．また，これにより，火炉内微粉炭燃焼諸特性のより高精度な予測が可能となった．さらに，瀝青炭ばかりでなく，高灰分炭や高燃料比炭など幅広い炭種に対する微粉炭燃焼場の特徴も概ね予測可能となった．

概要 （英文）

A three-dimensional numerical simulation is applied to a pulverized coal combustion field in a test furnace equipped with an advanced low-NOx burner called the CI-alpha burner, and its applications for bituminous coals, high ash coals, and high-fuel-ratio coals are investigated. The configuration of the burner is modeled by both the simplified and detailed models, and their results are compared. The results show that the present numerical simulation is generally applicable for the bituminous, high ash, and high-fuel-ratio coals. The accuracy of the numerical simulation is improved by faithfully duplicating the configuration of the burner, and by using this detailed model it can be verified that a recirculation flow is formed in the high-gas-temperature region near the CI-alpha burner outlet, and this lengthens the residence time of coal particles in this high-temperature region, promotes the evolution of volatile matter and the progress of char reaction, and produces an extremely low-O2 region for effective NO reduction.

報告者

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