330MW四角切圆锅炉低NO_x优化改造数值模拟

针对某电厂330MW四角切圆锅炉NOx排放质量浓度高、炉内结渣严重的问题,提出基于多空气分级低氮燃烧技术的燃烧器改造方案,运用FLUENT软件对改造前后锅炉燃烧状况进行数值模拟.分析计算和试验数据得出:改造后,浓相一次风反切对炉内燃烧有一定影响,煤粉气流对水冷壁冲刷减弱,结渣现象明显改善;煤粉着火稳燃得到强化,主燃区CO质量浓度增大,炉内还原性气氛增强;燃尽区下部形成的NOx还原区对降低NOx排放质量浓度有积极作用;炉内最高温度下降80℃左右,NOx排放质量浓度降幅达47%左右.     

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。     

煤种对NO_x生成影响的数值研究

燃煤过程产生的污染物对大气造成的影响越来越严重,控制NO_x排放是解决环境污染的重要研究方向。采用数值模拟方法,研究入口温度分别为1 526℃、1 626℃,不同煤种在炉膛内的燃烧过程,并对燃烧过程中生成的NO_x影响因素进行分析。结果表明:中挥发分煤(mv)燃烧生成的NO_x最多,低挥发分煤(lv)燃烧生成的NO_x最少;热力型NO_x的生成与温度有很直接的关系,其计算结果可为今后的工业性实验提供理论依据。     

瑞明电厂125 MW燃煤锅炉SOFA低NOx燃烧技术

采用深度空气分级低NOx高效燃烧技术,提出了在下部燃烧器格局不变条件下最佳布置分离燃尽风高度的设计要求.采取了多切圆系统,改善了炉内温度场分布,从而有效防止结渣和高温腐蚀,保护了锅炉水冷壁.锅炉改造后NOx挥放水平可到350～400 mg/Nm3左右,炉内没有结渣等现象,飞灰含碳量没有明显增加,锅炉汽温汽压负荷全部达标.     

燃瓦斯气加热炉空气分级低氮燃烧数值模拟及验证

为实现燃瓦斯气加热炉NO_x排放低于200 mg/m3的目标,采用数值计算的方法对空气分级低氮技改方案进行了优化。利用FLUENT软件计算了燃尽风布置和当量比对温度分布、燃尽率和NO_x生成量等的影响规律;通过与工业试验对比验证了优化方案。结果表明:当燃烧区当量比约0.85时,NOx排放总量最小;当量比一定时,还原区段长度增大有利于NO_x量降低;燃尽风两级较单级布置可实现NOx的进一步降低;但其中热力型NOx占比增大。经改造后,加热炉NOx排放浓度低于200 mg/m3,满足现行法规要求;能够为燃气加热炉设计、运行及改造提供一定参考。     

CH_4-H_2混合燃料在HCCI中燃烧的数值模拟

为了研究初始参数对不同掺氢比CH_4-H_2混合燃料的均质压燃(HCCI)燃烧性能的影响,采用燃烧软件包Chemkin进行了数值模拟,并利用生成速率(ROP)分析法研究了掺氢比和过量空气系数对NO排放主导机理的影响.研究表明,掺氢比、压缩比、进气温度、空气过量系数通过影响发动机内的温度继而影响NO_x排放;高掺氢比时可以通过适当降低压缩比和进气温度并增大空气过量系数从而控制NO_x的排放.分析表明,掺氢比增大,热力型机理贡献率随之增大,占主导地位;过量空气系数增大,热力型机理贡献率减弱,N_2O中间体机理贡献率增大,过量空气系数为2.5时,两种机理的主导地位大致相当.     

200 MW四角切圆锅炉燃烧器浓淡比对NOx排放影响的数值研究

以某热电厂200MW四角切圆浓淡煤粉燃烧锅炉为对象,通过数值模拟获得了该炉最大连续出力工况(BMCR)下炉膛内的流场、温度场及炉膛出口的NO_x浓度,并进一步通过数值模拟探讨了改变水平浓淡煤粉燃烧器浓淡比时对炉内燃烧及NO_x生成情况的影响.数值结果表明:在BMCR工况下,计算值与实际运行的在线仪表的记录值基本一致;当浓淡比增大时,NO_x生成量并不是单调的,而是先降低后升高;其中最佳浓淡比为5∶1,且在此基础上采用"缩腰型"配风有助于进一步降低NO_x生成量.其计算结果可供同类锅炉实际运行时参考.     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验(Ⅰ)

建立了模拟固定床的管式炉煤燃烧气态氟化物析出试验装置和方法,通过燃烧试验获得了燃烧温度、停留时间、燃烧气氛等燃烧条件对气态氟化物析出的影响关系。结果表明：煤中氟析出率随燃烧温度的升高而逐渐增加,在不同温度区间,温度对排放率的影响具有阶段性,停留时间对燃煤氟化物的生成有重要影响;氧化性气氛对氟化物生成影响不大,随炉内气氛由弱还原性气氛向强还原性气氛的转化,氟析出率明显降低,对氟化物生成有一定影响。     

六角切圆燃烧锅炉炉内空气动力特性的研究与应用

建立冷志空气动力场模化试验后,对不同燃烧器布置工况进行试验研究,了解六角切圆燃烧锅炉炉内空气动力特性,分析其对炉膛和受热面结渣的影响,并把研究成果应用于其200MW锅炉机组的改造中,对工程实际具有很大的应用价值。     

稀释气/天然气燃烧及NO_x排放特性

以甲烷/空气/稀释气预混火焰为研究对象,研究了CO_2和N_2这两种稀释气对天然气燃烧NO_x排放的影响;借助反应路径分析方法,揭示了CO_2的化学效应和热效应对NO生成的影响机制。研究结果表明:1)CO_2降低NO_x排放的效果比N_2更显著,其化学效应主要是通过在火焰面区内消耗大量CH_2(s),降低了区内CH的浓度,从而减少NO的生成。2)热效应的减排作用比化学效应更大,通过降低绝热燃烧温度实现。3)稀释气会轻微增大混合物着火延迟时间和大幅度降低层流火焰速度,表明引入稀释气降低污染物排放的同时还存在明显抑制燃烧反应进行的作用。     

煤粉炉水冷壁结渣故障特征提取

以电站锅炉为对象,研究提取合适的炉内结渣故障特征参数。建立了考虑结渣的膜式水冷壁温度场的计算模型。计算结果表明背火侧鳍端温度受炉内结渣影响显著,并有较好的温度特性曲线,而受其他因素影响较小。因此,提出了以背火侧鳍端温度作为诊断炉内结渣严重程度的故障特征量。文中介绍了所建模型及其与试验数据的比较结果,分析了各个因素对鳍端温度的影响,为解决炉内结渣的诊断提供了一个良好的新途径。     

高温空气燃烧技术改造均热炉方案研究

系统研究了高温空气燃烧技术改造均热炉的各种方案 .提出这种新型燃烧技术必须充分考虑系统布置、炉膛结构、炉内烟气流动及传热过程、工件加热工艺过程等因素 .通过大量的数值模拟试验 ,发现在各种改造方案的入炉热量与原均热炉相等的情况下 ,当空气、燃气温度分别被预热到 12 73K和 10 73K时 ,炉内的最高温度相对较低 ,而炉内平均温度相对较高 ;温度分布不均匀系数Rtu从 33.18降到了 18.0 0左右 .在空气预热温度相同情况下 ,燃气预热温度越高 ,NOx 排放量越大 .最后 ,提出了均热炉燃烧系统的改造方案 ,并进行了非稳态燃烧过程数值模拟研究 .     

在W型火焰锅炉冷模中组织γ型气流的试验研究

提出了一种在Ｗ型火焰锅炉中组织燃烧工况的新方法－组织γ型火焰燃烧的方法，并在冷态模型试验台上作了试验研究，得出了不同工况的炉内γ型气流流场图谱，并对不同工况流场的主气流速度衰减规律和炉内气流充满度等进行了分析，最后，总结了γ型气流流场的配风规律，并分析了炉内结渣的可能性。     

正丁醇预混合气对直喷柴油燃烧的影响

在一台由轻型柴油机改装的正丁醇/柴油双燃料发动机上,研究了上止点附近喷射柴油条件下不同质量浓度的正丁醇预混合气对正丁醇/柴油复合燃烧及排放的影响规律.结果表明:缸内温度达到1 150～1 200 K时,正丁醇预混合气发生自燃,且自燃始点随着负荷和正丁醇喷射量的变化保持恒定;随着正丁醇喷射量的增加,燃烧持续期大幅度缩短,且放热率较高;在平均有效压力p_B≤0.50 MPa时,NO_x和soot排放均小幅度降低,HC和CO排放随正丁醇预混合气的质量浓度的增大呈线性增加;在p_B0.78 MPa时, HC,CO和NO_x排放几乎维持在纯柴油燃烧模式排放的水平,但soot排放大幅度降低.     

燃油系统若干参数对NO_x、CO排放的影响

本文针对直喷式柴油机的燃烧过程和NO_x、CO的排放浓度,通过试验对比,结合缸内燃烧放热过程的计算,分析讨论了直喷式柴油机燃油系统若干参数(柱塞直径D_p、油嘴启喷压力P_(in)、油嘴喷孔直径D_n、喷孔的空间分布角度α和β等)对直喷式柴油机燃烧过程的影响;进而分析讨论了它们对NO_x、CO排放浓度的影响。为合理地组织直喷式柴油机的燃烧过程、降低NO_x、CO的排放浓度提供了参考依据。     

分解炉分级燃烧三次风配风优化

针对典型TTF分解炉,采用数值方法研究了不同三次风速下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布特性,得到了不同三次风配风方式下分解炉分级燃烧规律和CaCO_3分解规律,确定了最佳三次风速。数值研究结果表明:不同三次风配风方式下分解炉内温度场、组分场及NO_x分布趋势一致,炉内温度合理,均能满足煤粉燃烧和生料分解;随着下三次风速的升高,分解炉内平均温度升高,生料分解效率也提高;当下三次风速升高至36 m/s时,炉内平均温度不升反降,生料分解率降低。综合考虑,下三次风速20. 1 m/s,上三次风速28. 06 m/s时,分解炉内整体平均温度较高,CaCO_3分解效率较大,生成的CaO较多,同时保证了NO_x排放量较低。     

电厂锅炉运行中炉内结渣产生的原因及防止

通过做好运行中的技术指导工作。利用燃烧调整试验建立合理的燃烧工况,并制订相应的运行调整措施。本文分析了电厂锅炉运行中炉内结渣产生的原因及结渣的危害,探讨了运行中防止炉膛结渣的方法。     

燃煤锅炉偏转二次风炉内亚微米颗粒生成特性

为了研究炉内偏转二次风对燃煤过程中颗粒物生成的影响,通过建立与炉内三维气相流动控制方程一致的亚微米颗粒数量和质量控制方程,运用CFD软件模拟了NaOH颗粒在100 MW锅炉内的生成特性.结果显示:二次风偏转实现了炉内空气水平分级,降低了炉内峰值温度、缩小了高温区域,减少了矿物质气化量,进而在一定程度上抑制亚微米颗粒的生成.中间两层二次风偏转10°后,峰值温度比正常运行工况下的峰值温度约低30 K,NaOH颗粒质量浓度有一定下降.     

超细煤粉燃烧NOx析出特性试验

对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒径、炉膛温度、过量空气系数及煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了试验研究．研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒径煤粉;NOx的排放浓度,随过量空气系数的增加而明显增加;煤种不同,NOx排放规律不同,煤粉超细化后,龙口褐煤的排放量明显减少,晋城无烟煤则变化不大;NOx的排放浓度随温度的升高而升高。     

煤颗粒固定床加压富氧燃烧特性及污染物生成试验研究

为研究煤加压富氧燃烧及其污染物生成特性,建立了加压水平管式炉富氧燃烧实验系统.以山西浑源烟煤为实验原料,探究了不同燃烧压力(0.1～0.9 MPa)和不同气氛(空气以及O_2浓度分别为21%,26%,31%,36%,41%的O_2/CO_2气氛)对煤加压富氧燃烧过程的燃烧特性以及污染物生成的影响.结果显示,与空气燃烧相比,O_2/CO_2气氛下煤燃烧时间增加;随着O_2浓度的增加,煤燃烧时间缩短;升高反应压力,煤燃烧速率增大且增幅逐渐减小;随着反应压力的提高NO_x生成量逐渐减少,O_2/CO_2气氛下NO_x生成量小于空气气氛下NO_x生成量,随着O_2浓度增加,NO_x生成量增加;压力升高导致SO_2生成量明显减少,O_2/CO_2气氛下SO_2生成量小于空气气氛下SO_2生成量,SO_2生成量随着O_2浓度增加而增多.