基于Fluent UDF的炉排炉床层燃烧全耦合模拟方法开发

陈文俊; 罗艳珍; 张智; 张汉威

doi:10.13205/j.hjgc.202607002

基于Fluent UDF的炉排炉床层燃烧全耦合模拟方法开发

doi: 10.13205/j.hjgc.202607002

瀚蓝环境股份有限公司, 广东佛山 528200

基金项目:

国家重点研发计划"多源固废智能配伍与协同掺烧技术研究及示范"（2024YFC3909402）

详细信息

作者简介:
陈文俊（1994—），男，工程师，主要从事焚烧炉设计、仿真模拟等研究。chenwenjun@grandblue.cn

通讯作者:
张汉威（1967—），男，博士，主要从事固废处理和垃圾焚烧领域的研究。zhanghanwei@grandblue.cn

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出版历程
- 收稿日期: 2026-03-09
- 网络出版日期: 2026-09-01

Development of a fully coupled bed combustion simulation method for grate-fired furnaces using Fluent UDF

Grandblue Environment Co., Ltd., Foshan 528200, China

摘要

摘要: 在垃圾焚烧仿真模拟领域中，传统FLIC-Fluent耦合方法通常存在多工况迭代周期长、跨软件边界误差大等问题。开发了一套基于Fluent User-Defined Function（UDF）的床层燃烧全耦合模拟程序。该程序通过颗粒发射率动态调控、炉排分区运动管控、床层拖拽屏蔽、壁面碰撞破碎4个模块，在Fluent单平台内实现了固废颗粒运动-床层燃烧-炉膛流场的全耦合计算，可完全替代FLIC软件的床层计算功能。选取国内某垃圾焚烧厂750 t/d逆倾斜顺推式炉排炉为工程校核对象，采用现场12个测点的连续运行实测数据完成了模型校核。结果表明：该方法单工况计算时长较传统FLIC-Fluent耦合方法缩短71.4%，炉膛温度模拟值与现场实测值相对误差均≤4.10%，优于前者9.68%的最大相对误差，为多源固废协同焚烧的工况优化与方案筛选提供了可靠的工程化仿真解决方案。
- 炉排炉 /
- Fluent UDF /
- 床层燃烧模拟 /
- 工程校核 /
- 数值仿真
Abstract: To address the limitations of the traditional FLIC-Fluent coupling method in municipal solid waste （MSW） incineration simulation，specifically， long iteration cycles across multiple operating conditions and significant errors caused by data mapping at the FLIC-Fluent coupling interface，this study developed a fully coupled bed combustion simulation program based on Fluent User-Defined Functions （UDF）. By integrating four modules—dynamic regulation of particle emissivity， zonal motion control of the grate， bed drag shielding， and wall collision-induced fragmentation—the program achieved a fully coupled calculation of solid waste particle movement， bed combustion， and furnace flow fields within a single Fluent platform， serving as a complete replacement for the bed calculation functions of FLIC software. A 750 t/d reverse-inclined forward-feeding grate furnace in a Chinese waste-to-energy plant was selected as the engineering validation object. The model was calibrated using continuous operational data from 12 on-site measurement points. The results indicated that the computational time per operating condition was reduced by 71.4% compared to the traditional FLIC-Fluent coupling method； the relative error between simulated furnace temperatures and on-site measurements was ≤ 4.10%， significantly outperforming the 9.68% maximum relative error of the traditional method. The proposed method provides a reliable engineering simulation solution for optimizing operating conditions and screening blending schemes in the co-incineration of multi-source solid waste.
- grate-fired furnace /
- Fluent UDF /
- bed combustion simulation /
- engineering validation /
- numerical simulation

HTML全文

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