锅炉燃料的燃烧过程与方式分析

燃料的燃烧,是燃料中的可燃物质与空气中的氧在一定的温度下所进行的发光发热的剧烈化学反映.当燃烧中产生的烟气不存在可燃物质时,称为完全燃烧,否则是不完全燃烧.     

催化燃烧技术在家用燃气燃烧器中的应用

本文介绍了催化燃烧技术的原理和该技术在家用燃气燃烧器中的应用。与传统有焰燃烧比较,催化燃烧技术具有燃烧效率高、不完全燃烧产物少等特点,具有显著的节能减排效果。详细介绍了催化燃烧在催化燃烧灶和催化燃烧热水器方面的应用。     

燃料发热量的高炉理论燃烧温度计算模型

对高炉风口前理论燃烧温度进行了修正,建立了基于燃料(焦炭和煤粉)发热量的计算模型,即把燃料的不完全燃烧所放出的热量转化为燃料完全燃烧所放出的热量与燃料不完全燃烧的热损失之差。最后分析了煤种、煤比、富氧率等因素对理论燃烧温度的影响。     

基于神经网络的火焰燃烧稳定性算法研究

本文旨在研究锅炉火焰燃烧的稳定性问题,提高锅炉燃烧火焰的检测准确度.针对锅炉燃烧监控系统所采集的火焰动态图像进行分析来检测锅炉内火焰燃烧稳定性,燃烧受影响的火焰出现短时脉动时,传统的基于灰度方差的检测方法不能避免火焰脉动的影响,造成对锅炉内燃烧稳定性检测准确度不高的问题.本文提出一种基于神经网络的火焰燃烧稳定性检测方法,选取与火焰稳定性直接相关的多个特征作为神经网络的输入向量,对样本多次训练能去除杂质燃烧或调峰引起的微小脉动的影响,克服了传统方法检测准确度不高的问题.实验证明,该方法能够有效避免杂质和调峰对燃烧的影响,对锅炉内的燃烧稳定性做出准确检测.     

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既然氢气和氧气混合后可以燃烧,那为什么水不燃烧? 水不燃烧是因为水是氢和氧发生反应的结果。也就是说,氢和氧发生化学反应,两种元素结合在了一起,就好比化学物质“死亡”了,从而不会发生任何进一步的反应,水就不能燃烧了。     

用压力波动的小波高频分量检测燃烧不稳定性

针对燃烧不稳定性检测问题,提出利用燃烧压力波动的小波高频分量检测燃烧不稳定性的方法.为验证该方法,采用微压传感器测量了层燃炉稳定燃烧和不稳定燃烧工况下的压力波动,运用Daubechies一阶小波提取了它们的高频分量进行对比.结果表明,压力波动的小波低频分量表征了炉内压力水平的整体变化,而高频分量则与湍流和燃烧噪音强度变化一致.燃烧稳定时,小波高频分量幅值基本恒定;而燃烧不稳定时,压力波动的小波高频分量的幅值出现较大波动.     

CFB锅炉燃烧不稳定的原因和处理措施

文章分析了CFB锅炉燃烧存在的问题,并提出了解决不稳定燃烧的具体措施。     

加湿回流湍流扩散燃烧流场的实验研究

实验测量了加湿、不加湿状况下钝体后丙烷/空气湍流扩散燃烧流场,分析了两种燃烧流场的异同点.实验中采用粒子图像速度场(PIV)测量技术测量了钝体后加湿、不加湿扩散燃烧流场的速度分布,利用高温热电偶测量了两种流场火焰内部的温度分布,使用气体分析仪测量了两种流场的NO分布.结果表明:加湿扩散燃烧流场与不加湿扩散燃烧流场虽然总体相似,但加湿使得燃烧流场回流区中心的位置前移、回流区长度减小、燃烧区最高温度降低,并且使得燃烧室内的NO浓度降低;加湿有利于燃烧室轴向尺寸的缩小,提高了燃烧室内温度分布的均匀度,降低了污染物的排放.     

以燃料不完全燃烧理论进行锅炉热力计算

用不完全燃烧理论来进行锅炉热力计算，并且在燃烧计算中就考虑了未完全燃烧的物质，使得计算的结果与炉内的烟气成分一致．整个锅炉热力计算都以不完全燃烧来进行，因此烟气成分、烟气的焓、燃烧所需的空气量、锅炉中的传热等都与完全燃烧时的计算结果有差别．     

使用缸压信息的柴油机低温燃烧闭环控制

在柴油机上采用低温燃烧技术,可以获得比传统压燃方式更低的氮氧化物和颗粒物排放。为了解决柴油机低温燃烧不稳定和各缸均匀性差的问题,基于缸压信息,构建了双控制单元的分布式控制系统,设计了平均指示压力(indicated mean effective pressure,IMEP)和50%放热曲轴位置(50%of the mass fraction burned,MFB50或CA50)双闭环的控制方法。实验结果表明:基于缸压信息反馈的燃烧闭环控制系统,在低负荷低温燃烧工况点,能够有效控制各缸的燃烧状态不均匀的状况,并大幅度改善燃烧不稳定的现象;在高负荷低温燃烧工况点,可以将各缸的CA50和IMEP控制在目标值附近。     

柴油机燃用二甲醚排放实验研究

在ZS195直喷式柴油机实验台上进行了二甲醚的燃烧与排放试验，着重研究了甲醛及甲酸甲酯等非常规污染物的排放，并同时进行了常规排放物的研究．实验表明，DME燃烧物中HC的排放与甲醛的排放具有基本相同的规律：随平均有效压力的增加排放浓度下降．甲醛排放浓度与HC的排放浓度密切相关，实验数据表明，除少量数据外，HC的排放浓度与甲醛排放浓度呈线性关系．甲酸甲酯的排放与甲醛及HC无直接关系．同时，在DME的燃烧排放物中发现有微量甲酸甲酯的排放，但尚未发现DME燃烧排放物中有蚁酸存在．     

燃空当量比对液体燃料无焰燃烧影响的研究

以微型燃气轮机为应用背景,设计了基于液雾无焰燃烧的模型燃烧室,以实验为主、数值模拟为辅的手段研究了0#柴油/空气的燃空当量比对模型燃烧室的流场结构、燃烧模式、无焰燃烧范围、燃烧温度及分布和污染物排放的影响.结果表明:燃烧室流场呈现明显的环形回流涡,为高温烟气循环提供了流体动力学基础;燃料喷孔附近的混合情况对整个燃烧模式的转变具有重要影响;该燃烧室工作在无焰燃烧模式的燃空当量比Φ范围为0.25～0.50,无焰状态下燃烧室内温度分布均匀;燃烧室平均温度Tavg和污染排放受到Φ和输入功率的影响,在实验范围内,输入功率相同时,随Φ减小,燃烧室平均温度降低,CO和NOx排放浓度增加,另外,Φ相同时,输入功率越低,Tavg越低,CO排放浓度越大,且输入功率越低CO排放浓度增长越快,NOx受输入功率的影响相对小得多.从实验结果分析,适当提高空气预热温度是增强低燃烧室热密度时的贫燃稳定性、拓展贫燃极限和强化燃烧的有效措施.     

车用柴油机排放污染及其控制

柴油机以其良好的经济性、动力性和工作可靠性而成为车辆的主要动力源之一,但其排放物对环境的污染也不容忽视。分析了柴油机排放物中微粒(PM)及NOX的生成机理、影响因素,并从机内净化的角度提出了同时控制PM及NOX排放的思路。阐述了从根本上解决柴油机排放污染物的预混合气燃烧技术及未来柴油机的复合燃烧系统。     

尾气分析在电喷汽油发动机故障诊断中的应用

根据发动机的燃烧和废气形成原理,分析了发动机废气产生的机理,并根据发动机废气分析的规则,分析了发动机各系统存在故障时对尾气排放的影响,最后通过尾气分析测得的各项数据追踪发动机故障的原因,结合实例进行说明.     

汽油机分层废气再循环与稀薄混合气燃烧

为探索汽油机清洁燃烧技术途径 ,设计了 5气门汽油机馅饼状分层充气系统 ,试验对比了在分层充气前提下的稀燃和废气再循环对发动机排放特性的影响 ,并研究了两者叠加后对发动机性能的影响。试验结果表明 ,采用分层充气方式能够使废气再循环率达到 3 2 % ;在相同进气充量时 ,废气再循环与稀燃对改善 NOx 排放的效果基本相同 ;稀燃与废气再循环相结合可以获得比单纯稀燃或单纯废气再循环更好的综合性能 ,使 NOx 和 CO排放均降低到化学计量比无废气再循环情况下的排放指标的 10 %以下。稀燃与分层充气废气再循环相结合 ,简便可行 ,为研发低污染发动机提供了新思路     

二甲醚HCCI发动机微量排放物的研究

根据优化气相色谱仪工作条件,对二甲醚均质充量压燃(HCCI)发动机排气中的甲醛和甲酸甲酯进行了检测.通过二甲醚简化反应机理与Fluent的耦合联算,以及结合Woschni传热模型和DME详细反应机理的Chemkin反应动力学数值模拟,对二甲醚HCCI发动机的燃烧过程及其微量排放物(甲醛、甲酸和甲酸甲酯)进行了预测分析.结果表明:在一定条件下,甲醛、甲酸和甲酸甲酯存在于排气中,其排放量均随过量空气系数的减小而减小,发动机转速、进气温度和压力对其影响也很大.     

钻井柴油机废气余热分析研究

随着经济的快速发展与能源供应相对不足的矛盾日益突出,柴油机废气余热回收利用越来越受到重视。针对钻井常用柴油机Z12V190耗油量大、热效率低、大部分热量以废气余热形势随废气排到大气中、能源浪费较大等问题,分析柴油机燃烧反应与废气成分,分别根据质量守恒定律和能量守恒定律,建立了废气排量计算模型和废气余热量计算模型;并举例计算。分析发现:Z12V190柴油机废气排量较大,废气排量随废气含氧量增加急剧增加;废气余热量随废气排量增加呈线性增加。废气余热量较大,具有较好的经济开发前景,结合当前存在的利用柴油机废气余热热管锅炉、热力发电、热能储藏等实际应用,为钻井用柴油机废气余热回收利用做理论基础。     

改善增压天然气发动机排放特性的途径

通过试验研究增压稀薄燃烧天然气发动机的排放特性,以及排气温度受过量空气系数λ的影响,研究结果表明:随着过量空气系数的增大,NOx与CO和HC的排放量变化趋势相反;压缩天然气发动机采用稀薄燃烧(λ＞1.0)技术的源排放能达到国Ⅲ标准,在加装普通三效催化转化器(TWC)后,其排放也只能达到国Ⅲ标准.原因是普通三效催化转化器只有在λ≈1.0时,其转化效率最高;米勒循环发动机的膨胀比大于压缩比,这有利于降低排气温度和提高热效率.因此,本文提出天然气发动机达到国Ⅳ排放标准一种新的技术路线:基于当量比燃烧(λ=1.0)的米勒循环技术,通过连续可变气门正时(CVVT)机构来调节气阀的开启和关闭时刻.采用该技术可以适当地增大发动机的压缩比,从而保证发动机的动力性和提高热效率,又可有效地降低排气温度,实现当量比燃烧,极大地提高了排放污染物在三效催化转化器中的转化效率,使天然气发动机排放达到国Ⅳ排放标准.     

一种新型含氧燃料对柴油机燃烧特性的影响

为解决柴油机的碳烟颗粒和氮氧化物排放难以同步降低的矛盾,在一台TY1100直喷柴油机上对新设计的一种含氧添加剂乙酸-2-甲氧基乙酯(MEA)和柴油的混合燃料进行了燃烧和排放的试验研究.结果表明:MEA可与柴油实现良好的互溶;在相同的工况下,随着混合燃料中MEA比例的增加,柴油机缸内的最高压力变化较小,但滞燃期略有延长,瞬时放热率增加,燃烧持续时间变短;MEA可以显著降低柴油机的碳烟排放,可使HC和CO的排放有一定程度的降低,但对发动机NOx的排放没有明显的影响;在不改变发动机结构参数的条件下,当燃用体积分数为15%的MEA混合燃料时,发动机的碳烟排放平均降低约50%,发动机的标定功率下降约5%,而热效率提高约2%.     

喷射时刻和掺氢比对直喷发动机燃烧特性的影响

在缸内直喷火花点火发动机上对天然气掺混氢气的体积分数为0％～18％的混合燃料不同喷射时刻下发动机的燃烧和排放特性进行了试验研究．研究结果表明：对于给定的喷射持续期和点火时刻，喷射时刻对发动机性能、燃烧和排放有较大影响，喷射太迟燃烧持续期长，放热速率慢，喷射过早会导致充量系数下降；对于给定转速，发动机存在一个最佳的喷射时刻，此时缸内最高压力升高率和最高燃气平均温度高，燃烧持续期短，燃烧过程定容度高，发动机热效率高，HC排放低；在同一喷射时刻下，当氢气的体积分数小于10％时，HC排放略有上升，当氢气的体积分数达到18％时，发动机HC排放与纯天然气排放水平相当；掺氢对NOx、CO和CO2排放影响不大．