基于燃尽风优化的旋流锅炉燃烧模拟研究

基于现场试验数据,采用ANSYS15.0对某600 MW旋流对冲锅炉燃烧过程进行模拟,研究燃尽风率变化和上、下层燃尽风比例变化对燃烧特性的影响,分析减小不完全燃烧损失和降低NO_x生成量的相互制约性。研究表明:随着燃尽风率的增大,NO_x生成量明显下降,而煤粉不完全燃烧损失增大,颗粒燃尽率降低;上、下层燃尽风比例变大时,不利于未燃碳燃尽,但空气分级作用增强,可使NO_x生成量减少。综合考虑,在额定负荷下,较优的燃尽风率变化范围为20%~25%,上、下燃尽风比例为3∶2左右。     

浅谈加强直流锅炉燃尽风挡板的控制方式

以东方集团1000MW超超临界机组直流锅炉为工作平台,通过燃尽风挡板开度的变化对燃烧工况的影响,分析了燃尽风在燃烧调整中的作用及其控制方式。     

燃尽风对超超临界锅炉燃烧特性影响的数值模拟

对一台1000MW超超临界前后墙旋流对冲燃烧煤粉锅炉进行数值模拟,研究了燃尽风比例对燃烧、NOx排放及传热特性的影响.采用化学渗透脱挥发分模型替代经验方法,预测煤粉挥发分析出过程中氮的释放量以及挥发分氮转化为HCN与NH3的比例.模拟结果与试验测量值符合较好,随着燃尽风比例增加,飞灰含碳量增加,煤粉燃尽率降低,NOx排放量(浓度)下降;但下炉膛出口烟气温度增加,导致大屏过热器挂渣倾向增加,较优的燃尽风比例为25.7%.     

超超临界锅炉燃烧配风优化的三维数值模拟

建立了带二次风道的660 MW超超临界墙式切圆锅炉的三维数理模型,采用Realizable k-ε双方程湍流模型模拟气相湍流流动,采用P-1辐射模型来描述炉内辐射换热,采用混合分数/概率密度函数模型模拟气相湍流燃烧.研究了锅炉二次风风门挡板的阻力特性,并探究了附加燃尽风门挡板开度对660 MW墙式切圆锅炉燃烧与污染物排放特性的影响.结果表明:附加燃尽风风量与其风门开度阻力系数有关,当风门开度小于50%时,附加燃尽风风门阻力系数曲线斜率大幅增加,风量随开度变化的幅度增大;随着附加燃尽风门挡板开度增加,NOx浓度降低,但在炉膛上部煤粉发生二次燃烧,引起屏底烟气温度升高.     

正交网格下配风对四角切圆锅炉燃烧效率影响的数值模拟

在正交网格下考察了不同燃烧器布置方式对DG420／13．7-Ⅱ2型四角切圆锅炉空气动力场模拟的差异,对比试验结果表明,将燃烧器分为两半布置在四角处的两面壁面上是较为合适的布置方式．还开展了配风对该型锅炉和SG420／13．7-M419型锅炉燃烧效率影响的数值模拟和试验研究,计算的煤粉燃尽率与试验值比较符合,配风对两种型号锅炉燃烧效率的影响规律是一致的．研究结果表明,正宝塔配风可增加煤粉燃尽率,有利于提高锅炉燃烧效率;倒宝塔配风会显著降低煤粉燃尽率,降低锅炉燃烧效率;而均匀配风和缩腰配风则处于两者之间．     

立体分级低氮燃烧技术在恒运电厂2×210MW锅炉上的应用

通过对2?10MW的锅炉机组进行燃烧器和燃尽风的改造技术实现燃料的水平分级和空气的竖直分级,并针对不同的二次风配风方式和燃尽风的份额条件下的燃烧过程进行了实验研究。根据测量结果分析可见,改造前烟气中NOx排放量为550mg/m3,改造后的锅炉机组,实测的烟气中NOx排放量可降到230 mg/m3,降低了约58%（折算到O2=6%）。NOx的排放量与煤粉喷口周围的还原性气氛相关,该部分的空气量影响了燃料N的转换过程。对煤粉的空气分级燃烧技术,存在一个最佳的燃尽风份额,可以促使NOx的排放浓度达到最低的水平。     

组合式贴壁风对660MW锅炉燃烧过程的影响

为防止电厂660 MW对冲燃烧锅炉出现水冷壁高温腐蚀现象,提出了锅炉前后墙和侧墙同时布置贴壁风的新型组合式方案.采用数值计算方法,对锅炉在原始工况和贴壁风工况下的炉内燃烧、传热及流动过程进行了数值模拟,重点考察了贴壁风对炉内速度场、温度场及烟气组分浓度场的影响.结果表明:模拟预测的强还原性区域与锅炉实际发生高温腐蚀区域相吻合;组合式贴壁风提高了侧墙的O2覆盖率,增加了覆盖区域的含氧量,而CO明显降低;贴壁风加入前后炉内燃烧温度和各组分浓度变化不大,对炉内燃烧几乎没有影响;从燃尽风引出的组合式贴壁风削弱了空气分级低氮燃烧作用,NOx排放略有增加.     

基于FLIC软件的生物质层燃数值模拟

为了优化链条炉燃烧,基于FLIC模拟平台对我国东北地区某7 MW生物质层燃热风炉进行数值模拟.模拟结果表明,燃烧过程大致可分成3个阶段,依次是位于炉排上0～0.5m的水分蒸发段、0.5～2.1m的挥发分逸出燃烧段以及1.0～2.8m固定碳燃烧阶段.该燃料挥发分占比较高,析出后床层厚度明显减薄,一次风温过低导致固定碳燃尽率低,所以可以适当提高一次风温.根据燃料处于不同燃烧阶段,按需供风,如,在挥发分逸出燃烧阶段提供总风量的80%～90%,在固定碳燃烧阶段提供总风量的10%～20%,以此提高燃烧效率,并可以根据烟气温度对拱角以及炉拱覆盖长度进行结构优化,增强炉拱的引燃以及燃尽作用.本文根据模拟所得结果提出对一次风以及其供风方式的优化策略,从而达到优化燃烧的目的.     

混煤燃烧特性的热重分析法研究

利用热重分析法对六枝化处煤和娄底煤焦两种单煤及其混煤的热解、着火和燃尽等燃烧特性进行了研究．试验结果表明,不同煤质的煤进行掺烧,着火性能和燃烧速度与各个单煤相比有差异,提出了反映煤燃烧、着火及燃尽性能的燃烧特性综合判别指数S’,对两煤种混烧的燃烧特性及其燃尽性能进行初步预测．     

Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响

以煤的着火点、燃尽点、燃烧烈度、平均放热强度和发热量为评价指标,利用TG-DSC分析添加剂Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响.结果表明,两类燃煤添加剂均能改变水泥窑用煤的燃烧特性.两类添加剂的加入降低了水泥窑用煤燃烧的着火点和燃尽点,使其能够在较低的温度下进行燃烧,提高煤的燃烧性和燃尽性,同时降低...     

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。     

Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响

以煤的着火点、燃尽点、燃烧烈度、平均放热强度和发热量为评价指标,利用TG-DSC分析添加剂Na2Cr2O7和NaClO4对水泥窑用煤燃烧特性的影响.结果表明,两类燃煤添加剂均能改变水泥窑用煤的燃烧特性.两类添加剂的加入降低了水泥窑用煤燃烧的着火点和燃尽点,使其能够在较低的温度下进行燃烧,提高煤的燃烧性和燃尽性,同时降低了煤的燃烧烈度,使煤的燃烧更加平稳,有利于煤在水泥窑内的燃烧;Na2Cr2O7和NaClO4均能使煤的发热量增加,且加快煤粉热量的释放,促进了煤的完全燃烧.     

甲醇/柴油双燃料旋流燃烧器燃烧特性模拟

建立甲醇/柴油双燃料非预混旋流燃烧器在受限空间内燃烧的数值模型,并进行燃烧实验.利用该模型研究醇柴比、风孔径向角和空气过剩系数这3种因素对甲醇/柴油双燃料燃烧温度、燃尽率、不均匀度和火焰长度的影响,并进行正交计算,研究以上3种因素共同作用的结果.研究结果表明:甲醇/柴油双燃料平均温度随着醇柴比增加而降低,随着空气过剩系...     

喷吹方式对煤粉燃尽率的影响

为研究高炉喷煤采用不同喷吹方式对煤粉燃烧效率、煤焦置换比以及高炉生产的经济效益的影响,以某企业3号高炉为对象,建立回旋区煤粉燃烧过程的计算模型,并基于该计算模型研究不同煤种、喷枪形式和富氧率对煤粉燃尽率的影响。研究结果表明:烟煤的燃尽率高于无烟煤和混煤的燃尽率,双煤枪的燃尽率高于单煤枪和氧煤枪的燃尽率;当喷煤比不超过150 kg/t时,该高炉的最佳富氧率为5%。     

分解窑混煤富氧燃烧研究

以2 500 t/d带四通道煤粉燃烧器的水泥分解窑为研究对象,通过理论分析和数值仿真方法,对分解窑内混煤富氧燃烧特性和燃烧规律进行研究,并通过实验验证仿真计算结果的可靠性。研究结果表明:随着燃烧器一次风O_2摩尔分数增加,煤粉着火温度逐渐降低,燃烧温度、窑内传热速率逐渐增加;应用富氧燃烧技术能显著改善分解窑混煤燃烧特性,大幅提高无烟煤掺混比;与一般空气助燃相比,当一次风O_2摩尔分数提高到27%时,火焰平均温度提高97 K,焦炭燃尽率提高5.09%,在此O_2摩尔分数下,无烟煤掺比增至60%时,混煤仍能高效稳定燃烧,火焰温度和形状仍能满足熟料煅烧要求。     

稻谷壳残焦燃尽时的微观结构变化及燃尽特性

对稻谷壳在不同温度下燃烧后的微观结构进行了分析，得到了燃烧温度对其比表面积和孔容积的分布的影响，对谷壳焦内的扩散机理进行了分析，在高温炉内进行了燃尽特性实验，研究发现，谷壳焦与煤焦的燃尽特性有着很大的区别；升高温度并不一定能提高谷壳的燃尽率，温度太高反而使焦炭难以燃尽。     

乙烯裂解焦炭在燃烧过程中的微观形态变化

对乙烯裂解焦炭的性质进行了分析,并对乙烯裂解焦炭在未加助燃剂和添加助燃剂情况下的燃烧过程中微观形态的变化进行了研究。研究结果表明,乙烯裂解焦炭在燃烧后期的燃烧速率比前期小很多,而且有5％左右的烧焦残余物很难燃尽。加入了助燃剂后,焦炭原有的微观形态被破坏,这不仅提高了焦炭的燃烧速率,而且也增加了焦炭的燃尽率。     

生物质与煤的混合燃烧实验研究

为了解生物质和煤的混燃特性,利用热天平对生物质、煤及其混合试样进行了热重实验研究,考察各试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,并对实验数据进行了分析处理,求出了反应的动力学参数活化能E和频率因子A.结果表明,同烟煤比较,生物质有较低的燃烧特征温度和较快的燃烧速率;在烟煤中加入生物质共燃后,着火燃烧提前,同时可以获得更好的燃尽特性.     

多孔壁风耦合空气分级条件下煤粉燃烧的数值模拟

为阐明多孔壁风耦合空气分级对煤粉燃烧的作用特性,利用商业软件Ansys Fluent进行了数值模拟研究,并采用用户自定义函数法(UDF)编译写入了焦炭气化反应和NO被焦炭异相还原的宏文件。探究了燃烧炉中流场、温度场和主要组分浓度场的分布规律,分析了多孔壁风对NO_x排放和燃烧效率的影响。结果表明:多孔壁风系数存在优化值,此时不会明显影响炉内的燃烧组织;多孔壁风可在主燃区和还原区壁面形成空气膜,其中,主燃区空气膜中氧气体积分数大于4%,还原区不低于2%,阻止了还原性气体的腐蚀;多孔壁带入还原区的氧气能够与焦炭结合,在焦炭表面生成含氧络合物C(O),既能强化NO的异相还原,又能促进焦炭在燃尽区燃烧。     

再燃燃料对煤粉燃尽特性的影响

燃料分级燃烧低NOx技术采用超细煤粉作为再燃燃料,可解决由常规粒度煤粉作为再燃燃料而引起的未完全燃烧损失较大、NOx还原率低的问题.本文采用热天平和一维热态煤粉炉分别进行超细煤粉的燃烧特性机理和燃尽效果的热态模拟试验研究.试验研究表明,在确保再燃区停留时间和较高燃尽率的同时,对于停留时间为0.8 s左右的高挥发份的褐煤,30μm的粒径可实现较好的燃尽效果.采用低挥发份的煤种,需进一步减小粒度.