配风方式对四角切圆煤粉锅炉燃烧特性影响数值分析

借助CFD软件平台,利用Fluent对四角切圆煤粉锅炉炉内燃烧过程进行了三维稳态数值模拟,重点研究了二次风配风方式对炉内流动和燃烧过程的影响,探讨了不同配风方式下炉内流场、温度场、组分场的变化规律.结果表明:在均等配风、正宝塔配风、倒宝塔配风三种配风方式中,正宝塔配风为最佳配风方式.它不仅能保证炉内具有较好气流充满度和下二次风风速,利于煤粉与空气的混合与燃烧,减少炉渣中的可燃物含量,而且能够保证高温火焰位于燃烧区的中心位置,延长煤粉到炉膛出口的距离.研究结果对锅炉运行、设计和改造具有理论指导意义.     

350MW超临界四角切圆锅炉燃烧数值模拟

为研究350 MW超临界热电联产四角切圆煤粉锅炉的炉内燃烧问题,基于Fluent6.3模拟软件,分析了炉内的温度和组分分布特性.结果表明:BMCR工况下温度在炉膛燃烧器区横截面上,低温区出现在炉膛中心,在炉壁附近出现局部高温.在炉膛中心纵截面,沿高度、温度呈先上升后下降分布,出口温度为1 138.11 K;炉内O2组分沿高度上升,CO组分先上升后下降,CO2组分先下降后上升.研究结果为超临界锅炉运行监测提供了可靠的理论依据.     

煤粉锅炉燃烧工况的数值模拟及其优化研究

以110MW 、四角切向喷射的煤粉动力锅炉为对象,借助CFX4．2软件,在α－250工作站对该型锅炉的均等配风、正宝塔配风及腰鼓配风等三种燃烧工况开展了数据模拟研究。研究发现：正宝塔配风及腰鼓配风工况较均等配风工况更易着火,但均等配风工况较之正宝搭配风及腰鼓配风工况可获得略高的烟气温度;在（煤粉锅炉的）浓相一次风（口）附近,炉膛1^#角、3^#角上着火距离略小于炉膛2^#角、4^#角处的着火距离。     

煤粉锅炉氮氧化物排放影响因素的数值模拟

针对1台35 t/h煤粉锅炉,应用数值模拟的方法,研究配风方式、煤粉粒径以及空气过量系数对NOx排放的影响。模拟结果表明:在计算的几种工况中,束腰型送风方式生成的NOx浓度最低,倒塔型的次之,而均匀型的最大;相比均匀型配风方式,束腰型配风方式的NOx排放浓度可降低15.6%;当三次风比例从20%增大到25%时,NOx排放浓度可降低20.5%;锅炉NOx排放随着煤粉粒径的减小而明显降低;与设计工况相比,当煤粉粒径由90μm降低至50μm时,NOx的排放浓度可降低14.3%;随着过量空气系数的减小,锅炉出口处的NOx浓度减小,合适的过量空气系数为1.1,此时NOx排放浓度可降低5.8%。     

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。     

燃烧调整对330MW锅炉NO_x排放的影响

对燃煤锅炉Nox生成机理的三种类型分析的基础上,结合1018t/h锅炉的热力试验数据进行逐项影响因素研究。得出锅炉在进行燃烧调整过程中二次风箱与炉膛压差、配风方式、氧量、磨煤机组合运行方式等因素对NOx排放量的影响情况。在不影响锅炉效率的情况下,对燃烧进行调整优化,从而来达到减少NOx排放的目的。     

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.     

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.     

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。     

汽车加热器内燃烧的数值模拟

利用AVL公司开发的FIRE软件,对一典型结构蒸发混合式汽车加热器燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟.其中,蒸发和燃烧分别采用Wall Film模型、Coherent Flame模型,氮氧化物(NOx)采用Zeldovich不平衡原理建模,碳烟(Soot)模型为FIRE模型.计算结果及分析表明,一层进气孔布置对燃油蒸汽浓度分布影响很大.加大进气孔直径使进气中心涡流增强,燃油在一级燃烧室中蒸发量增加.主要燃烧发生在二级燃烧室.进气孔切向进气能形成较强的中心涡流,使燃烧高温区主要集中在二级燃烧室的纵向轴心附近.一级燃烧室的周向涡区和二级燃烧室上半部的高温区是Soot生成速率最大的部位;最高燃烧温度未达NOx的生成温度条件,其生成量极少.     

高温贫氧燃烧过程火焰辐射的数值模拟计算

将扩散燃烧模型和k-ε湍流流动模型相结合．以上海711研究所设计建造的高温贫氧燃烧炉为原型,利用CFD通用商业软件对高温贫氧燃烧过程的温度场和火焰热辐射进行计算机模拟计算,为下一步的工业性实验提供了依据．     

气流组织评价指标的修正

运用质量权重法对原有的各气流组织评价指标进行修正,以充分发挥数值模拟技术的优势来评价气流组织的性能。建立了数值模型并通过实验验证了模型的准确性。用该数值模型模拟嵌入式空调室内机4种不同工况下的室内气流组织,计算、比较了这4种工况下的原气流组织评价指标值与修正后的指标值,发现修正前、后指标值差异显著,且这些差异导致了评价这4种气流组织结果的不同。分析结果表明,用修正后的评价指标来评价气流组织更加准确、科学。     

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.     

U型工作面采空区漏风对自然发火的影响

为了进一步掌握U型通风方式下采空区漏风流场分布规律,为采空区火灾预防和控制提供理论依据,采用物理相似模拟实验方法,通过搭建采空区气体渗流物理相似模拟实验平台,实现了开采煤层自然垮落,并采用采空区立体监测的手段,对U型通风方式下采空区漏风流场的分布规律进行了研究。结果表明:采空区内漏风存在3个特征区域,即"上隅角漏风影响区","架后重点漏风区"和"下隅角煤柱边缘漏风带",通过分析其各个特征区域的自燃危险性,得出"上隅角漏风影响区"的自燃危险性最大,"架后重点漏风区"的自燃危险性最小。同时,在采空区垂直方向上的漏风强度随着高度的增加而减小,最大影响高度可达到60 m左右。研究指出了U型通风工作面火灾防治的重点区域,为采空区在漏风影响条件下的防灭火工作提供了一定的理论参考。     

炉膛漏风对煤粉炉O_2/CO_2气氛燃烧影响的模拟研究

采用一种全新的网格画法,运用FLUENT软件对1台300 MW四角切圆煤粉锅炉在不同工况下的炉内流动、传热、燃烧及污染物排放规律分无漏风和有漏风2种情况进行了数值模拟.结果表明:炉膛漏风使排烟温度升高、烟气中CO_2浓度降低、NO浓度升高,导致排烟损失、CO_2捕集回收难度及污染物排放量增加;随着O_2浓度的升高,漏风的影响加剧,锅炉运行的经济性大幅降低,甚至存在安全隐患.     

连铸喷嘴气路加速环对喷嘴出口处液相运动与分布的影响

为获得更好的高速连铸二冷区铸坯冷却效果,本文提出在气-水雾化喷嘴气路通道内增设加速环装置。根据生产工艺条件,利用Fluent软件建立了优化前后气-水雾化喷嘴的三维气-液两相流模型,分析了喷嘴进水压力和进气压力对喷嘴出口处液相速度和液相体积分数分布的影响。结果表明,本文计算条件下,当喷嘴进水压力一定时,随着进气压力的增加,喷嘴出口处液相速度显著增大,液相体积分数呈减小趋势;当喷嘴进气压力一定,随着进水压力的增加,喷嘴出口处液相速度减小,液相体积分数整体呈增大的趋势;相同工况条件下,喷嘴气路设置加速环后,喷嘴出口处的液相速度分布较优化前更稳定,液相分布均匀性得到改善。     

火电厂排放源对张家港市冬季空气质量的影响

为了解张家港市火电厂排放源对空气质量的影响程度,利用WRF-Chem空气质量模式分别模拟了采用2013年火电厂排放源和2016年预测情景排放源的张家港市冬季各污染物的浓度,分析了现状以及预测排放情景下火电厂对污染物浓度的贡献。结果表明:2013年张家港市火电厂排放源对冬季SO_2,NO_x,PM_(2.5),PM_(10)的小时浓度贡献为60%,50%,14%,20%,火电厂排放源的水平影响范围为5~10km,垂直高度可延伸至2km,受烟流抬升高度的影响,电厂源对100~200m高度污染物浓度的贡献率最大,数值可以达到地面浓度贡献率的1.5倍;2016年采取减排措施后的预测情景表明,各污染物浓度明显减小,火电厂排放源对SO_2,NO_x,PM_(2.5),PM_(10)的小时浓度贡献最大值分别降低到25%,25%,5%,8%,而在垂直高度上,各污染物浓度下降比例最高为18.0%,15.5%,2.1%,3.8%。