钝体稳燃器回流区的湍流结构与粒子动态特性

应用粒子动态分析仪进行钝体稳燃器回流区湍流结构和粒子动态特性的测量，试验提供了不同粒径粒子在流场中的分布及其与速度场的关联特性，以及三维稳燃流场的湍流特征，试验结果表明，在高湍流度、流动方向急剧变化和有粒子掺混情况下，粒子动态分析仪三维激光测量系统有热线风速仪或其它传统的湍流测量仪器不可比拟的优越性。     

新型等离子体点火燃烧筒研究

以装有150kW等离子体发生器的某等离子体点火试验燃烧器为例,应用数值模拟的方法对等离子体点火燃烧器的稳燃性能进行了研究,并提出了一种新型的径向/切向进风等离子体点火燃烧筒.研究结果表明,一次风速(风粉气流流速)、等离子体气流的穿透区域和煤粉浓度等是影响等离子体点火过程及煤粉着火燃烧的主要因素.径向/切向进风可以在燃烧筒内形成多向回流和旋流,使得风粉气流在燃烧筒内不仅有轴向速度,而且还有径向和切向速度,改变了轴向进风气流运动的单一性,增加了煤粉气流在筒内的停留时间,着火区域扩大,火焰充满度好,有利于燃烧筒内的稳燃.     

浮选煤的着火与稳燃

本文根据煤雾爆燃理论,讨论了挥发分很低(2～4%)的浮选煤的着火与稳燃问题.指出在直流燃烧器出口加装钝体能强化初始阶段的燃烧、造成烟气回流,有利于煤粉的着火与稳燃.试验证明用这种方法可以使煤粉着火提前、燃烧稳定、飞灰含碳量降低20%.     

稳燃腔燃烧器的内回流和煤粉浓缩使燃烧稳定

一种新型的稳燃腔煤粉燃烧器已在65—410T／H锅炉中成功地应用,适用的煤种包括烟煤、贫煤和无烟煤,节油、节煤和调峰的效果显．这种燃烧器使火焰稳定和燃烧强化的理论基于以下两个方面：一是燃烧器出口气流有一个良好的空气动力结构,回流区的长度、宽度和回流率大幅度增长;二是改善了颗粒的浓缩特性,不仅在回流边界上聚集较浓的煤粉,而且回流区内有反向的煤粉流,粒径较小,有利于火焰稳定。     

二次风旋流强度对燃烧器回流场影响的数值模拟

旋流燃烧器因为能够形成较大的中心回流区,卷吸高温烟气,促进煤粉的着火和稳燃,在工程上得到了广泛的应用。本文采用Real—izable k-ε模型研究了二次旋流风的旋流强度对煤粉燃烧器回流场的影响,分析了不同旋流强度回流区的分布,形状及其大小的影响,为燃烧器设计提供理论依据。     

双回流稳燃腔的实验研究

本文介绍了两种较好的稳燃腔结构参数;着重分析了第二种稳燃腔的冷热态试验结果;提出可供选择的稳燃腔特性参数。试验结果说明,双回流稳燃腔的内外烟气总回流量可达一次风量的30%,而整个燃烧过程的温度明显地高于一般的钝体稳燃装置。     

用稳燃腔煤粉燃烧器改燃烟煤为燃无烟煤锅炉

针对一台 75t/ h锅炉 ,利用稳燃腔煤粉燃烧器 ,并实施其他相关改造 ,成功地将原设计一直燃用烟煤改燃无烟煤 ,并取得了改造后锅炉燃用无烟煤 60 %负荷下不投油稳燃的良好效果     

未燃煤粉在高炉内的分布特性的实验研究

对未燃煤粉在炉内的分布特性进行了二维模型实验研究·通过实验发现进入高炉的未燃煤粉主要聚积在气流流动缓慢和气流发生转折的区域或部位;在块状带,主要滞留在矿石层中·在煤气流主通道未燃煤粉难以聚积,对料柱的纵向透气性和压差影响不大·未燃煤粉积聚的不均匀性造成了局部横向压差增加,从而导致了煤气流的重新分布·特别是回旋区前方和前上方透气性恶化,使中心气流难以发展,促使软熔带向“平底的倒V型”或“倒W型”转变·实际操作中,应采取高炉各风口均匀喷吹和疏通中心的操作方针     

煤粉锅炉膜法富氧局部助燃技术

针对150 t/h煤粉动力锅炉存在结焦、热效率低及NOx排放浓度高等问题,在冷态动力场试验的基础上,借助计算机仿真技术,应用k-ε-g湍流燃烧模型及煤的双挥发反应热解模型对炉内流动及燃烧过程进行数值计算,开发局部富氧助燃技术,设计膜法富氧局部助燃系统,并将局部富氧助燃技术应用于煤粉锅炉的工业试验。实践结果表明:局部富氧助燃技术的应用,能有效地解决炉膛结焦和高温腐蚀问题;提高低负荷不投油稳燃能力;燃用贫煤时,可以在50%额定负荷下断油稳燃;大渣及飞灰可燃物含量降低,排烟热损失减少1.2%,锅炉实测热效率比常规运行方式下的热效率提高2.5%以上;锅炉NOx排放量在120~150 t/h负荷下为627~768 mg/m3。     

数值模拟分解炉气流紊动特性及对颗粒运动的影响

为了系统分析分解炉内窑尾烟气与三次风的掺混流态及影响煤粉、料粉颗粒运动的规律,利用紊流模型与粒子追踪模型的数值模拟方法,研究了分解炉气流紊流强度、涡量及螺旋度的沿程分布规律及颗粒的运动规律,研究表明:①窑尾烟气与三次风的耦合作用,导致掺混区的气流流态表现出强紊动特性;②紊动区内颗粒发生强烈地脉动现象;③窑尾烟气与三次风的掺混作用、边壁条件的变化均能激发颗粒的绕轴旋转特性;④煤粉与料粉颗粒在分解炉内进行"螺旋式"上升或下降运动。     

混烧锅炉富氧燃烧的数值模拟

富氧燃烧会对煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧特性产生重要影响.以130 t/h煤粉和高炉煤气混烧锅炉为研究对象,采用Fluent流体力学软件,对助燃气体(O2/N2)在3种不同氧气体积百分数(21％,23％,27％)工况下煤粉和高炉煤气混烧锅炉炉内的燃烧过程进行数值模拟.模拟得到3种工况下:炉内的温度场分布,烟气流场特性,火焰长度.模拟结果表明:随着氧气浓度的增加,燃料着火速度更快,燃烧更稳定,出口烟温逐渐降低,炉内烟气流速逐渐减少,强化了炉内传热效果,提高了锅炉热效率.     

多孔介质催化燃烧特性的数值分析

采用Deutschman甲烷/空气/铂氧化表面反应机理,气相反应采用GRI3.0机理,基于体积平均的双温度模型,对Pt催化的甲烷/空气在多孔介质燃烧器内的预混燃烧进行一维数值模拟,并与惰性多孔介质内预混燃烧结果进行比较.数值研究结果表明,有催化时,多孔介质内火焰面前移,且随着进口质量流率增大,火焰面前移更明显.催化使得多孔介质内温度分布更均匀,反应区内的最高温度亦低于惰性多孔介质过滤燃烧的最高值.催化剂的引入还可缩小燃烧器尺寸,有效降低污染物的排放.     

烟气自循环式低氧燃烧器燃烧过程的数值模拟

在分析了工业中几种低氧燃烧方式的基础上,将收缩-扩张结构用于燃烧器空气通道,开发出了烟气自循环式低氧燃烧器,同时借助FLUENT软件对燃烧器进行了大量数值模拟研究. 结果表明:喉部的负压是烟气卷吸的驱动力,烟气卷吸量随喉部面积的缩小而急剧增多;随着烟气卷吸量的增多,炉膛中氧含量越来越低,火焰高温区向燃烧器偏移,火焰逐渐变短. 最后,将烟气自循环式低氧燃烧器用于熔化保温炉进行了实践,取得了预期的效果.     

烟气再循环对蓄热式平焰燃气炉内燃烧特性的影响

平焰燃烧与蓄热式燃烧技术一起使用时火焰温度较高,热力型氮氧化物生成量较大。采用烟气再循环技术是降低蓄热式燃烧过程中热力型氮氧化物的生成量的有效途径之一。文中采用蓄热式平焰燃气试验炉、综合烟气分析仪、热电偶等设备,对比研究了采用烟气再循环和不采用烟气再循环2种工况下平展流火焰特性、炉顶温度分布和烟气中NO生成特性。结果表明:采用烟气再循环使平展流火焰面暗区变小,燃烧区域扩大,火焰面温度分布更加均匀,烟气中NO浓度明显降低,火焰面峰值温度降低9℃,谷值温度升高37℃,NO浓度最大降幅为20%。     

钝体尾迹流流动与燃烧特性研究

将正三角形钝体后尾迹流近似地分为回流区、射流主流区、尾流恢复区、充分发展区；用半理论半经验的分析方法对尾迹流动力方程进行了求解；讨论了尾迹流中高温烟气回流、煤粉浓度局部富集及低速高湍流度等流动特性对煤粉提前着火及火焰稳定等燃烧特性的影响。     

多孔式喷嘴加湿旋流扩散燃烧流场的实验研究

利用激光粒子图像速度场测量技术对环型多孔式喷嘴的加湿与不加湿旋流扩散燃烧流场进行了实验研究,分析了湿度对旋流扩散燃烧流场的影响.结果表明,随着燃烧流场湿度增大,火焰明显变暗,火焰宽度和高度增大,回流区漩涡与燃烧器出口和喷嘴轴线间的距离减小,轴线上最大回流速度降低,轴线最大回流速度点与喷嘴的距离增加,逆流区宽度和喷嘴旋转射流扩展角减小,流场轴向出口的不均匀系数增大.     

炉膛煤粉空气射流的火焰稳定性分析

本文结合锅炉炉膛煤粉空气射流的流场特征,分析煤粉气流的预热、着火及燃烧过程,提出以炽热燃烧的回流区为研究对象的分析煤粉射流气流火焰稳定的集总分析模型,并用它分析了几种典型的炉膛煤粉射流流场.结果表明,对于任何给定特征尺度的回流区只要满足一定的温度、煤粉浓度及射流速度等条件,就能实现对射流火焰的稳定.     

煤粉钝体燃烧器的数值模拟及稳燃机理的研究

本文对煤粉钝体燃烧器中煤粉气流的流动、传热传质和燃烧过程进行了计算机数值模拟,并在实验及计算的基础上,对钝体使煤粉火焰稳定的机理进行了探讨和分析.     

准恒温燃烧及其对燃煤锅炉性能的影响

为进一步降低稳燃负荷，提出了基于可调卫燃带准恒温燃烧的新思想，并利用炉内换热的热力学模型论证了实现准恒温燃烧的可行性，详细分析了准恒温燃烧对烟温汽温特性、低负荷稳燃性能及燃烧效率的影响。结果表明：准恒温燃烧能大改善锅炉的整体性能。