浓淡型双调风旋流燃烧器的空气动力特性研究

利用冷态等温模化技术对浓淡型双调风旋流燃烧器的空气动力特性进行了模拟实验．实验中分别改变二、三次风的旋流强度,以考察各射流的调节特性对燃烧器的空气动力场的影响．实验表明,该燃烧器采用分级送风技术,在燃烧器出口主要是三次风与二次风的混合,三次风的旋流强度是影响燃烧器空气动力场的主要因素．     

锅炉节能新途径——百叶窗煤粉浓缩器的研究与探讨

提高燃烧稳定性的方法主要有两类,一个是加强热烟气回流卷吸以使一次风煤粉气流得到足够的着火热及时着火,有的研究者称之为热回流法;如旋流式燃烧器[3],旋流预燃室钝[3],夹心风燃烧器[3]、扁平射流燃烧器[3]、多功能船形燃烧器[3]和大速差燃烧器[3]。另一类是以提高一次风煤粉浓度以减少着火热的方法,叫做浓缩煤粉燃烧技术,也称之为高浓度煤粉燃烧技术。     

低NOx旋流燃烧器燃烧特性数值模拟

为分析DBC-OPCC型低NO_x旋流燃烧器的燃烧性能与NO_x释放特性,通过数值模拟的方法研究燃烧室内燃料粒子的射流轨迹、温度分布、速度分布及各组分分布之间的规律。结果表明:温度分布表现为中央高两边低,氧量分布与温度分布规律相反,一次风喷口处温度分布、氧量分布与回流区的形状、大小以及煤粉颗粒密度密切相关。出口流域CO_2整体上沿中轴线呈对称分布,即中央高两边低,其变化趋势与氧量分布规律相反,与温度分布规律相近。喷口处CO含量极高,浓厚的还原性氛围对削减NO_x排放具有积极作用,在一次风喷口处煤粉形成外浓内淡的分布形态以及"三高一低"区,强化加热、析出挥发分、着火以及高温火焰内的NO_x还原,降低NO_x排放,提升稳燃能力。气流呈风包粉结构,可防范水冷壁结焦与高温腐蚀现象。     

正交两相射流中煤粉燃烧过程的研究

正交射流冷态空气动力学试验证明,在它的尾迹能够产生一个稳定的回流区.本文进一步试验证明:在回流区的边界上存在高浓度煤粉集聚区;投入副射流后,一次风喷口附近温度从120℃提高到900℃～1000℃,飞灰含碳量降低,煤粉燃烧更加稳定和强化.     

钝体回流区二次风掺混实验研究

针对装有钝体燃烧器的燃煤粉锅炉，就其二次风对一次风喷口内回流区的掺混影响进行了一系列冷态实验研究．结果表明，二次风对回流区的影响主要表现在：限制了大空间卷吸进来的质量，加强了一次风内回流作用，使一次风主流轴线向内弯曲，使回流区缩短，同时对回流区尾部产生一定的掺混影响．这些影响的强弱程度与喷口间的相对距离和二次风的流速有关．研究结果将对实际煤粉锅炉一、二次风喷口距离和一次风量的选择有一定参考价值．     

PIV技术在双通道燃烧器出口流场研究中的应用

针对双通道燃烧器普遍存在射流刚性差的问题，应用PIV技术对双通道燃烧器出口冷态流场进行测量研究，分析比较燃烧器出口不同位置加装楔形体条件下的流动特性，通过研究，找到既可以提高两股一次风的出口速度而增强燃烧器出口的射流刚性又不减小回流区大小的结构参数，以供实际燃烧器改造时参考。     

300MW双炉膛锅炉中煤粉颗粒的运动轨迹

对某发电厂300MW单炉体双炉膛直流锅炉的煤粉颗粒运动轨迹进行了数值模拟研究,结果表明：小煤粉颗粒的运动轨迹与炉内旋转气流基本一致,而中、大煤粉颗粒因气流对其的作用力不足以提供做旋转运动的向心力,做在热角区域气流急剧转弯时撞击在水冷壁上;由此分析了该锅炉烟气侧水冷壁高温腐蚀的某些原因,提出了发行方案,模拟结果显示：降低一次风喷口高度、加宽喷口宽度、采用水平浓谈风煤粉燃烧器,可以提高一次风射流的刚性,避免煤粉颗粒撞击在热角区域的水冷壁上,从而减少高温腐蚀的发生,改造后的性能测试结果表明,改造方案切实可行,取得了良好的运行佳绩。     

钝体回流区二次风掺混实验研究

针对装有钝体燃烧器的为燃煤锅炉，就其二次风对一次风喷口内回流区的掺混影响进行了一系列冷态实验研究，结果表明，二次风对回流区的影响主要表现在：限制了大空间卷吸进来的质量，加强了一次风内回流作用，使一次风主流轴线向内弯曲，使回流区缩短，同时对回流区尾部产 定的掺混影响。     

关于加权组合旋流强度的研究

通过理论分析表明，传统的组合旋流强度定义不能充分体现组合旋流的流体动力学规律．在冷态实验中，用热线风速仪测量研究了旋流燃烧器喷口的流场特性．通过对实验结果的分析，严格证明了组合旋转射流的各层射流对流场的贡献并不相同．对射流的最大回流率而言，燃烧器内层的射流贡献大于外层的射流．在此基础上，提出了“加权组合旋流强度”的概念，使用权函数来体现各层风对流场特性影响的作用大小．实验数据的分析证明，加权组合旋流强度可以将实验范围内各工况的最大回流率分布拟合为一个线性的公式，相关系数的数值约为0．9，这优于使用传统的组合旋流强度拟合的公式．     

四通道燃烧器冷态流场优化的PIV测量

利用粒子成像测速仪PIV对水泥生产中回转窑冷态模型内四通道燃烧器出口附近的流场进行测量,考察不同的轴流风、旋流风、煤风和中心风之间的比例关系对流场的影响作用,分析了四种不同工况下的燃烧器出口的流场特性．结果表明轴流风和旋流风速度对燃烧器形成的射流场影响最显著．其中轴流风促进内部回流区的形成,旋流风减弱内回流区的形成,但能够加强流体和煤粉的充分混合,避免煤粉燃烧时局部高温区的形成．因此适当增加轴流风量和旋流风量可以起到降低烟气中的NOx含量的作用．     

WR型煤粉燃烧器一次风湍流混合特性的研究

用热线风速仪测量了ＷＲ型燃烧器一次风射流的速度分布，Ｖ形稳燃体尾迹回流区的大小，以及边风与一次风组合射液的程度分布，用Ｋ－ε方法进行了数值计算，并将计算结果与实验结果进行了比较。     

煤粉射流燃烧特征试验及数值模拟

对煤粉射流燃烧试验中的Ｏ２，ＣＯ和ＣＯ２的测量表明，煤粉射流最先着火的位置在煤粉射流半宽度的中间．二次风的混入最初延缓了煤粉的燃烧，随后又促使煤粉激烈燃烧．数值模拟结果与试验结果符合，可以用来预测和分析煤粉燃烧过程     

钝体燃烧器工业试验获得成功

最近,我院燃烧理论研究室在江西信丰发电厂进行了新型劣质煤钝体燃烧器的工业试验,获得成功.试验表明,采用这种燃烧器能较大幅度地节约煤炭和助燃油,为我国燃用劣质煤的电站锅炉节约能源提供了新技术.以前,江西信丰发电厂用当地劣质无烟煤时,长期存在着火困难、燃烧不稳定、热效率低、负荷低至百分之七十时必须投入助燃油等问题,而且在燃烧过程中灭火打炮的现象时有发生,运行人员的安全得不到可靠保障.这次试验是在该厂二号炉上(配1.2万千瓦汽轮发电机组,中压65吨/时,切向燃烧锅炉)分冷态与热态两步进行.首先,在冷态下对钝体尾迹的空气动力特性、气流衰减特性、钝体阻力特性与气流切圆情况等进行了实测.热态试验分为额定负荷工况、低负荷工况、各种一次风率和三次风率等近三十个工况进行.在试验中,测量了钝体表面温度、钝体尾迹及炉内的温度分布、飞灰及灰渣含碳量等,共取得约一千五百个试验数据,掌握了大量的第一手资料.试验充分证明,采用这种钝体燃烧器燃烧劣质煤,气流刚性良好,炉膛中央仍能形成较强烈的旋流,火焰也没有刷墙现象,而且煤粉着火明显提前,燃烧稳定,就是负荷降低     

蓄热式燃烧器内等温射流流场分析

为了解高温空气燃烧机理,建立计算机仿真模型,通过试验对仿真模型的有效性进行验证后进行蓄热式燃烧器内等温射流流场分析。结果表明,空气入口高速射流是产生回流卷吸和实现高温空气燃烧的主要因素,可采用一次燃料消耗空气中大部分氧气实现低氧燃烧来降低NOx产量,二次燃料入口距离与空气入口存在最优距离且其入射角度不宜过大,仿真计算结果与实验结果一致,验证了模型可靠性。研究成果对蓄热式燃烧器设计具有指导意义,也为热态射流流场分析奠定了基础。     

煤粉射流燃烧特征试验及数值模拟

对煤粉射流燃烧试验中的Ｏ２，ＣＯ与ＣＯ２的测量表明，煤粉射流最先着火的位置煤粉射半流宽度的中间，二次风的混入最初延缓了煤粉的燃烧，随后又促使煤粉激烈燃烧，数值模拟结果与试验结果符合，可以用来预测和分析煤燃烧过程。     

锅炉炉膛结渣问题的研究攻关

针对一台130t/h切向燃烧锅炉炉膛出现的结渣问题,提出一种可以消除结渣的燃烧器结构和燃烧器配风方式。数值计算结果表明,改造后的燃烧器,锅炉炉内实际切圆直径减小,炉膛温度水平降低,上二次风喷口附近水冷壁壁面O2浓度增加,都有利于抑制和消除炉膛的结渣。改造后的炉膛结渣基本消除,锅炉高负荷运行稳定性提高,数值计算结果与现场实测数据基本吻合。     

基于响应面法的油田蓄热式加热炉燃烧器优化设计

为提高水套加热炉热效率,降低污染物排放浓度,设计适用于油田水套加热炉的蓄热式燃烧器,并确定最优结构参数。基于响应面法采用三因素五水平的中心复合试验设计和岭嵴分析方法,通过数值模拟分析加热炉燃烧器燃料气喷口与二次空气喷口之间相对高度、二者之间径向距离和二次空气大直径喷口间夹角三因素对辐射管内NO浓度的影响机制,确定燃烧器最优结构参数。结果表明:二次空气大直径喷口间夹角的变化对响应值的影响最为显著,较小的夹角能够获得更均匀的温度分布和更低的NO排放浓度(体积分数);采用优化后燃烧器的加热炉NO浓度明显降低,理论热效率也有一定提高。数值模拟结果与建立的响应函数模型预测值基本一致,采用响应面法优化水套加热炉蓄热式燃烧器结构的方法是可行的。     

劣质煤钝体稳燃器的热态试验研究

本文研究了在劣质煤燃烧中应用钝体稳燃装置降低飞灰可燃物损失和提高燃烧劣质煤的经济性问题.试验结果表明,钝体可显著改善劣质煤着火情况和大幅度提高燃烧效率,并可允许大幅度提高一次风率.此外,还介绍了热态试验的主要设备——小型煤粉热态试验台的情况.     

工业锅炉炉内空气动力特性的PIV分析

工业锅炉炉内空气动力特性的研究对保证工业锅炉的正常工作具有重要的意义。利用粒子图像测速(PIV)技术研究旋流燃烧器一次风、二次风不同扩口角度和二次风旋流强度对炉内空气动力场的影响,结果表明,一次风扩口角度的增加使中心回流区由大变小,二次风扩口角度和旋流强度的增加均使中心回流区增大;射流边界随着一次风扩口角度的增加而减小,随二次风扩口角度和二次风旋流强度的增加而增加。研究结果可为工业锅炉和燃烧器的设计、改造和运行提供借鉴。     

电站锅炉中煤粉燃烧的数值模拟与操作参数的优化

模拟了四角切圆锅炉中煤粉的燃烧过程 ,考虑了三种不同工况 .其一是改变二次风的分配方式 (包括正宝塔、腰鼓以及均等配风 ) ;其二是在水冷壁敷设卫燃带 ;最后是改变燃烧器的上下角度与燃烧器的排列顺序 .计算结果表明 :1#、3#角煤粉的着火距离较 2 #、4 #角长 ,这一结论与生产实践中所观察到的现象一致 ;与均等配风相比较 ,正宝塔与腰鼓配风有利于煤粉的着火 ,但不利于提高屏入口处的烟气温度 ;炉膛内敷设卫燃带显著提高烟气的温度 .