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生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法和系统
申请号	CN201310370198.8	申请日	2013-08-22	公开(公告)号	CN103454105B	公开(公告)日	2016-06-08
申请人	广东电网公司电力科学研究院;			发明人	李德波;
摘要	本发明提供一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法和系统，其方法包括步骤:获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型;对二维模型进行分区后的各区进行网格划分得到网格模型 ;选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型;设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量;根据这些初始参数以及数学模型、网格模型模拟的热态过程;通过模拟的流动过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性，不需要进行现场试验，省去了试验装置开支，相比传统的试验方法降低了测量成本，缩短了测量周期，并降低了测量难度。
权利要求	1.一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法，其特征在于，包括如下步骤：获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型，其中，所述二维模型包括一次风入口、二次风入口、物料入口、炉膛出口；对所述二维模型进行分区，对分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型；选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型；设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量，其中，在初始参数的设置过程中选择一次风的温度和进入炉膛后的一次风温度相等；根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程；通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性；其中，所述对所述二维模型进行分区，对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型包括步骤：沿所述二维模型的炉膛高度方向划分上区域、下区域；利用预设的网格划分方法分别对所述上区域和所述下区域进行网格划分，得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型，其中，所述网格划分方法根据计算结果的精确程度以及计算过程的效率设定。 2.根据权利要求1所述的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法，其特征在于：所述数学模型包括k-ε湍流模型、P-1 辐射模型；所述根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程包括步骤：根据所述k-ε湍流模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气-固两相之间的湍流；根据所述P-1辐射模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的对流和辐射换热。 3.一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，其特征在于，包括：建立模块，用于获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型；划分模块，用于对所述二维模型进行分区，对分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型；选取模块，用于选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型；设定模块，用于设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量；模拟模块，用于根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程；处理模块，用于通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性。 4.根据权利要求3所述的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，其特征在于，所述划分模块沿所述二维模型的炉膛高度方向划分上区域、下区域，利用预设的网格划分方法分别对所述上区域和所述下区域进行网格划分，得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型。 5.根据权利要求3所述的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，其特征在于，所述二维模型包括一次风入口、二次风入口、物料入口、炉膛出口。 6.根据权利要求3所述的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，其特征在于：所述数学模型包括k-ε湍流模型、P-1辐射模型；所述模拟模块根据所述k-ε湍流模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气-固两相之间的湍流；根据所述P-1辐射模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的对流和辐射换热。
说明书全文	生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法和系统技术领域 [0001] 本发明涉及生物质循环流化床锅炉技术领域，特别是涉及一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法和系统。背景技术 [0002] 生物质循环流化床燃烧技术从实验室规模到大规模的商业化应用仅仅用了短短十几年时间，对于燃烧生物质循环流化床锅炉而言，其工业化进程更是迅速异常，正因为如此，在生物质循环流化床的运行过程中会出现各种各样的问题，国内运行的循环流化床机组的常见故障有磨损、布风板泄漏、制粉系统和除灰渣系统故障等。在锅炉各系统和辅机的运行问题中，炉膛水冷壁故障占17％，对流受热面问题占到22％，气固分离机构占9％，风烟系统占7％，而这些问题的产生都与循环流化床内的气-固两相的流动特性以及炉膛内的燃烧特性密切相关。 [0003] 因此，对于循环流化床锅炉的热态特性的研究就显得至关重要，它直接关系着循环流化床的参数的选择和运行工况的设计，影响着辅机的能耗、床内的受热面的磨损、床内传热以及温度分布等各方面的问题。 [0004] 然而，现有方式中还没有针对生物质循环流化床锅炉热态特性的研究，若采用实验手段进行生物质循环流化床锅炉热态特性测量的方式，一方面在锅炉点火状态(锅炉热态为锅炉点火状态)下，由于锅炉炉膛内温度非常高，不容易测量到所需的数据，测量难度大，另一方面，采用实验手段周期长、投资高、难以准确地描述生物质循环流化床锅炉的热态特性。发明内容 [0005] 基于此，本发明的目的在于提供一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法和系统，可以降低测量难度、降低测量成本、缩短测量周期。 [0006] 本发明的目的通过如下技术方案实现： [0007] 一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法，包括如下步骤： [0008] 获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型； [0009] 对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型； [0010] 选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型； [0011] 设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量； [0012] 根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程； [0013] 通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性。 [0014] 一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，包括： [0015] 建立模块，用于获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型； [0016] 划分模块，用于对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型； [0017] 选取模块，用于选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型； [0018] 设定模块，用于设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量； [0019] 模拟模块，用于根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程； [0020] 处理模块，用于通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性。 [0021] 依据上述本发明的方案，其是获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型，对该二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型，选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型，设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量，根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程，通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性，由于建立了二维模型，可以在进行了网格划后，并设定了初始参数(一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量)后，模拟生物质循环流化床锅炉内的热态过程，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性，通过改变初始参数，可得出不同初始参数条件下生物质循环流化床锅炉的热态特性，对指导生物质循环流化床运行提供了依据，且不需要进行现场试验，省去了试验装置开支，相比传统的试验方法降低了测量成本，缩短了测量周期，并降低了测量难度。附图说明 [0022] 图1为本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法实施例的流程示意图； [0023] 图2为炉膛的二维模型(左)及网格模型(右)的结构示意图； [0024] 图3为炉膛温度沿炉膛高度方向(55MW生物质循环流化床锅炉)分布曲线图； [0025] 图4为炉膛温度沿炉膛高度方向(53MW生物质循环流化床锅炉)分布曲线图； [0026] 图5为不同的炉膛高度截面处O2质量份额分布曲线图； [0027] 图6为不同的炉膛高度截面处CO2质量份额分布曲线图； [0028] 图7为不同粒径生物质固相颗粒燃烧中O2消耗量的曲线图； [0029] 图8为不同粒径生物质固相颗粒燃烧中CO2消耗量的曲线图； [0030] 图9为本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统实施例的结构示意图。具体实施方式 [0031] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步阐述，但本发明的实现方式不限于此。 [0032] 参见图1所示，为本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法实施例的流程示意图。如图1所示，本实施例中的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法包括步骤： [0033] 步骤S101：获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型； [0034] 本发明实施例中的结构参数是指反映生物质循环流化床锅炉的炉膛实际尺寸与结构的参数，例如，炉膛的结构，或者炉膛的前后前墙的长度、炉膛的左右墙的长度、炉膛的高度等，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型具体实现方式可以是：对所述炉膛的结构进行简化后再建立生物质循环流化床锅炉的二维模型，即由所述结构参数获得反映炉膛实际尺寸与结构的主要参数，根据这些主要参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型，二维模型为一多边形，在该二维模型上设置有一次风入口、二次风入口、炉膛出口、物料入口等，由于生物质循环流化床锅炉热态特性主要是沿炉膛高度方向变化比较明显，建立二维模型，并基于该二维模型进行后续步骤，既能反映生物质循环流化床锅炉热态特性，又能降低计算的复杂度，提高测量效率； [0035] 步骤S102：对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型； [0036] 数值计算结果的精确程度以及计算过程的效率，受网格质量的影响是非常大的，只有当生成的网格模型与选定的求解算法很好的匹配时，才能得到成功而高效的计算结果，为了对炉膛进行计算，网格划分采用分区的方法，即所述二维模型被分成不同的区，对每个区采用不同的网格划分方法(主要包括划分密度)，可以提高网格质量； [0037] 在其中一个实施例中，所述对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型具体可以包括：沿所述二维模型的炉膛高度方向划分上区域、下区域；利用预设的网格划分方法分别对所述上区域和所述下区域进行网格划分，得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型，其中，网格划分方法可以根据计算结果的精确程度以及计算过程的效率设定，采用本实施例中的方式获得网格模型，可以提高网格质量，进而提高数值计算结果的精确程度以及计算过程的效率； [0038] 本实施例中的二维模型及网格模型的结构示意图可见图3，其中，Y方向炉膛高度方向； [0039] 步骤S103：选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型； [0040] 本实施例中的热态特性主要根据包括炉膛内温度场的分布规律、组分浓度场的分布规律的等分布规律获得，其中，组分浓度场的分布规律包括不同粒径颗粒组分浓度场分布规律，选取合适的数学模型，可以提高模拟效率，该数学模型可以根据实际需要选取； [0041] 在其中一个实施例中，所述数学模型可以包括用于模拟所述炉膛内的气-固两相之间的湍流的k-ε湍流模型、用于模拟所述炉膛内燃烧时的对流和辐射换热的P-1辐射模型； [0042] 数值模拟过程中对炉膛内的气-固两相之间的湍流计算选择标准的k-ε湍流模型，即选择非预混燃烧模型，其中，气相湍流燃烧根据燃料的性质确定其混合组分，对PDF表进行计算，通过双匹配速率模型(Two Competion Rates Model)来描述挥发分的产生释放，通过动力学/扩散控制反应速率模型对焦炭的燃烧模型进行描述，对颗粒射流的定义运用离散型模型，即拉格朗日随即颗粒轨道的方法；炉膛内燃烧时的对流和辐射换热采用P-1模型； [0043] 采用k-ε湍流模型的优点有： [0044] (1)湍流粘度计算公式发生了变化，引入了与旋转和曲率有关的内容： [0045] (2)ε方程发生了很大变化，方程中的产生项不再包含有k方程中的产生项Gk，能更好地表示光谱的能量转换； [0046] (3)ε方程中的倒数第二项不具有任何奇异性，即使k值很小或为零，分母也不会为零，这与标准k-ε模型和RNG k-ε模型有很大区别； [0047] (4)Realizable k-ε模型能有效地应用于各种不同类型的流动模拟，包括旋转均匀剪切流、包含有射流和混合流的自由流动、管道内流动、边界层流动，以及带有分离的流动等； [0048] 由于P-1辐射模型中的辐射换热方程是一个计算相对较小的扩散方程，同时模型中包含了散射效应，在燃烧等光学厚度很大的计算问题中，P-1模型的计算效果都比较好； [0049] 步骤S104：设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量； [0050] 一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量的设定为计算过程中初始参数的设置，合理的设置初始参数，可以提高模拟速度，例如，为了使得计算结果尽快收敛，在初始参数的设置过程中选择一次风的温度和进入炉膛后的一次风温度相等； [0051] 在一具体示例中，假设一次风从布风板底部均匀进入炉膛，风量为111510Nm3/h，一次风温度为163℃，在计算过程中为了使得结果尽快收敛，初始条件的设置过程时选择一次风的温度和进入炉膛后的一次风温度相等；二次风从炉膛前后墙两侧进入炉膛，在此二维模型中，一次风入口、二次风入口、炉膛出口、物料入口布置位置如图2所示，二次风量为91236Nm3/h，二次风温度为180℃；燃料消耗量48118.043kg/h； [0052] 需要说明的是上述步骤S101、步骤S103、步骤S104可以采用先后顺序进行，但不限于上述的先后顺序，也可以同时进行； [0053] 步骤S105：根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程； [0054] 在上述数学模型包括k-ε湍流模型、P-1辐射模型的情况下，本步骤可以具体包括根据所述k-ε湍流模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气-固两相之间的湍流；根据所述P-1辐射模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的对流和辐射换热，其中，模拟热态过程包括模拟湍流以及模拟对流和辐射换热； [0055] 步骤S106：通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性； [0056] 可以根据测量得到的炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律得到生物质循环流化床锅炉的热态特性。 [0057] 本发明可以采用ANAYS FLUENT 14.0 软件，对生物质循环流化床锅炉进行了的热态特性进行数值模拟。 [0058] 据此，依据上述本发明实施例的方案，其是获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数对所述炉膛的结构进行简化后建立生物质循环流化床锅炉的二维模型，对该二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型，选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型，设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量，根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程，通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性，由于建立了二维模型，可以在进行了网格划后，并设定了初始参数(一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量)模拟生物质循环流化床锅炉内的热态过程，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性，通过改变初始参数，可得出不同初始参数条件下生物质循环流化床锅炉的热态特性，对指导生物质循环流化床运行提供了依据，且不需要进行现场试验，省去了试验装置开支，相比传统的试验方法降低了测量成本，缩短了测量周期，并降低了测量难度。 [0059] 下面通过一具体实施例阐述本发明的应用过程。 [0060] 在本具体实施例中，采用上述方法对亚洲最大的50MW的生物质循环流化床锅炉的热态特性进行了模拟。 [0061] 1)燃料特性 [0062] 此生物质循环流化床锅炉可以利用的燃料包括桉树砍伐加工产生的树皮、枝叶；木材、家具加工产生的废料如边角料、木段、刨花、锯末、碎板等；甘蔗收割和制糖过程中遗弃的蔗叶、蔗渣以及其它可能的当地农业生产废弃物。同时，因为燃料可收集量不同，并且燃料的收集具有一定的季节性，生物质燃料的含水率有变化较大。为了控制燃料入炉燃烧的品质，保证机组安全稳定的运行，锅炉的设计原料组合如下： [0063] 设计燃料：50％的甘蔗叶(12％水分)+20％树皮(25％水分)+30％其他(25％水分)，各种燃料折算后的品质分析情况如表1所示，燃料的粒径分布范围如表2所示。 [0064] 表1 燃料元素分析表 [0065] [0066] 表2 粒径大小 [0067] [0068] 根据上表计算平均粒径的分布范围介于0.6mm～1mm之间。 [0069] 2)数学模型 [0070] 数值模拟过程中对炉膛内的气-固两相之间的湍流计算选择标准的k-ε湍流模型，即选择非预混燃烧模型，其中，气相湍流燃烧根据燃料的性质确定其混合组分，对PDF表进行计算，通过双匹配速率模型来描述挥发分的产生释放，通过动力学/扩散控制反应速率模型对焦炭的燃烧模型进行描述，对颗粒射流的定义运用离散型模型，即拉格朗日随即颗粒轨道的方法；炉膛内燃烧时的对流和辐射换热采用P-1模型。 [0071] 3)模拟对象和网格划分 [0072] 如图2(左)所示，对生物质循环流化床锅炉的炉膛进行简化并建立二维模型，在X方向上深5500mm，在Y方向上高29200mm，二次风入口位于炉膛两侧炉高4.6m和5.6m处，一次风从炉膛底部布风板进入，炉膛出口处于炉膛后墙右上侧。 [0073] 为了对炉膛进行计算，网格划分采用分块的方法，炉膛被分成两部分，下部分炉膛的密相区为一个区，炉膛的其他部分为一个区，对每个区采用不同的网格划分方法，从而提高网格质量。网格划分示意图2(右)所示。 [0074] 假设一次风从布风板底部均匀进入炉膛，风量为111510Nm3/h，一次风温度为163℃，在计算过程中为了使得结果尽快收敛，初始条件的设置过程时选择一次风的温度和进入炉膛后的一次风温度相等；二次风从炉膛前后墙两侧进入炉膛，在此二维模型中布置位置如图1所示，二次风量为91236Nm3/h，二次风温度为180℃；燃料消耗量48118.043kg/h。 [0075] 4)计算结果和讨论 [0076] 4.1)温度场分布 [0077] 图3为炉膛温度沿高度方向分布曲线，可以明显的看出在炉膛4m左右的位置温度分布出现了最大值，这是因为在炉膛的这一位置生物质燃料的浓度很高，生物质燃料中含量比较高的挥发分迅速析出并和一次风剧烈的混合、燃烧，从而达到了较高的温度。随后炉膛的温度因为氧气含量不足开始下降。直到y＝5.6m处二次风开始通入炉膛，未燃尽的固相颗粒在充足的氧气作用下开始燃烧，炉膛温度逐渐升高。随着炉膛高度的增加，炉膛其他部分温度水平比较均匀，总体上随着炉膛高度的增加而有所下降，原因在于炉膛水冷壁吸收沿途烟气的温度。图4为生物质循环流化床锅炉在53MW运行时炉膛内部的4个测点温度，从4个测点相对位置可以看出和对应高度的模拟结果有着良好的一致性。 [0078] 4.2)组分浓度场分布 [0079] 炉膛内的氧气和二氧化碳的含量是反映生物质流化床内燃烧状况的重要参考依据。图5和图6分别描述在不同的炉膛高度截面处O2和CO2的质量份额分布曲线图。 [0080] 由图5可以看出，当颗粒粒径为0.6mm时候，生物质燃料颗粒进入炉膛后所含有的挥发分与炉膛内的氧气迅速发生燃烧反应，炉膛下部4m左右高度处为燃烧反应最剧烈的位置，氧气浓度变化范围较大，此位置的氧气被大量消耗使得浓度出现极小值，约2％左右。而二次风口以上的位置随着氧气在二次风口得到补充，未燃尽的燃料继续燃烧，随着炉膛高度的增加氧气浓度逐渐减小。 [0081] 相对应的从图6中可以看出，生物质燃料颗粒与氧气发生剧烈燃烧反应的区域，也是CO2生成量达到极大值的区域。而在二次风口以上，随着二次风的通入，CO2的浓度在一定程度上被稀释，使得二次风口上面的一定高度范围内CO2的浓度呈现将趋势。随着二次风被加热而逐渐接近燃烧温度，燃烧反应逐渐展开，炉膛内的CO2质量份额又逐渐开始增加，直到炉膛出口位置，CO2的浓度逐渐生成积累，在炉膛出口位置处积累到最大值，相应的氧气的质量份额减小到最小值。 [0082] 4.3)不同粒径颗粒的组分浓度场 [0083] 图7和图8为不同粒径生物质固相颗粒在炉膛内燃烧过程中的O2消耗量和CO2生成量的质量份额分布去西安体育。 [0084] 图7为不同粒径时炉膛内的氧气浓度分布，当生物质燃料颗粒较小时，生物质燃料颗粒进入炉膛后其挥发分便迅速与空气发生燃烧反应，在炉膛高度为4m左右的位置，0.6mm的颗粒在反应过程消耗的氧气比粒径为1mm的生物质燃烧颗粒高5％左右，从炉膛不同高度截面处的氧气消耗量可以看出，小粒径的颗粒相比于大粒径的颗粒将消耗更多，原因在于大粒径的颗粒在燃烧过程中生成的物质可能会包裹在颗粒表面从而在一定程度上抑制燃烧反应的进一步发生。小粒径的颗粒则更容易燃烧和燃尽。 [0085] 如图8所示，当生物燃料颗粒较小时，CO2生成量的质量份额比较高，相比于较小颗粒的粒径，随着颗粒粒径的增大，炉膛中CO2的浓度逐渐降低。因为在炉膛底部，颗粒粒径越大，水分析出时间越长，越不容易燃烧，燃烧过程中生成的CO2浓度将小于较小粒径的颗粒。随着炉膛高度的增加，在相同的流化风速下，颗粒粒径越大，进入炉膛上部的颗粒数目越少，也在一定程度上导致燃烧份额的相对降低。 [0086] 本具体实施例对50MW生物质循环流化床锅炉进行了二维热态数值模拟研究。研究了炉膛内温度场、组分浓度场以及不同粒径颗粒组分浓度场分布的规律。本文进行的50MW生物质循环流化床锅炉热态特性数值模拟，对于指导现场生物质锅炉运行，具有一定的指导意义。 [0087] 根据上述本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法，本发明还提供一种生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统，以下就本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统的实施例进行详细说明。图9中示出了本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统的实施例的结构示意图。为了便于说明，在图9中只示出了与本发明相关的部分。 [0088] 如图9所示，本发明实施例中的生物质循环流化床锅炉流动特性测量系统，包括建立模块201、划分模块202、选取模块203、设定模块204、模拟模块205、处理模块206，其中： [0089] 建立模块201，用于获取生物质循环流化床锅炉的炉膛的结构参数，根据所述结构参数建立生物质循环流化床锅炉的二维模型； [0090] 划分模块202，用于对所述二维模型进行分区，对所述分区后的各区进行网格划分得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型； [0091] 选取模块203，用于选取用于模拟生物质循环流化床锅炉热态特性的数学模型； [0092] 设定模块204，用于设定一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量； [0093] 模拟模块205，用于根据所述数学模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的热态过程； [0094] 处理模块206，用于通过所述模拟的热态过程，测量炉膛内温度分布规律、组分浓度场分布规律，得到生物质循环流化床锅炉的热态特性。 [0095] 在其中一个实施例中，划分模块202可以沿所述二维模型的炉膛高度方向划分上区域、下区域，利用预设的网格划分方法分别对所述上区域和所述下区域进行网格划分，得到所述生物质循环流化床锅炉的网格模型。 [0096] 在其中一个实施例中，上述的二维模型可以包括一次风入口、二次风入口、物料入口、炉膛出口。 [0097] 在其中一个实施例中，上述数学模型可以包括k-ε湍流模型、P-1辐射模型；模拟模块205可以根据所述k-ε湍流模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的气-固两相之间的湍流；模拟模块205可以根据所述P-1辐射模型、网格模型、一次风温度、一次风风量、二次风温度、二次风量、燃料消耗量模拟所述生物质循环流化床锅炉内的对流和辐射换热。 [0098] 本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统与本发明的生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法一一对应，在上述生物质循环流化床锅炉热态特性测量方法的实施例阐述的技术特征及其有益效果均适用于生物质循环流化床锅炉热态特性测量系统的实施例中，特此声明。 [0099] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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