下部绝热炉膛炉内传热计算方法探讨

根据炉内辐射换热的基本原理,分析了组装水管锅炉采用下部绝热炉膛后对炉内火焰温度沿高度变化规律的影响,提出了考虑下部绝热炉膛影响的炉内传热计算方法.并以实例计算验证.     

炉壁散热对辐射给热的影响

通过理论推导,给出其间充满辐射性气体的任意两平行平面的辐射热交换公式,以此为出发点论证了高温火焰炉炉壁对辐射给热的影响;并通过实例计算证明所得结论是正确的。     

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.     

350 MW电站燃煤锅炉NOx反应特性研究

对350 MW电站四角切圆燃煤锅炉的NOx反应特性进行了试验和数值模拟.结果表明:燃烧器氧的体积分数从3%增大到5%,NOx排放体积分数从392×10-6上升到535×10-6(氧占6%),上升幅度为33.8%.出口氧量(体积分数)为4%时,锅炉的飞灰含碳量最小,燃烧效率最高.随着氧量的增大,炉膛中心温度、炉膛截面平均温度和炉膛截面最高温度等沿高度的分布有减小的趋势,氧量从3%增大到5%,炉膛中心火焰温度的最大减小幅度为180℃.而随着氧量的增大,炉膛中心NOx体积分数、炉膛截面平均NOx体积分数和炉膛截面最大NOx体积分数等沿高度的分布有增大的趋势.炉膛截面最高温度和最大NOx体积分数沿高度的分布出现在燃烧器区域.截面平均温度和截面平均NOx体积分数沿高度分布的最大值出现在燃烧器上方5~10 m处.燃烧器区域炉膛横截面上NOx最大值出现在旋转火焰的环形区域,中心和四周的NOx体积分数较小,炉膛纵截面上的NOx最大值出现在燃烧器组喷口附近.燃煤锅炉的NOx主要在燃烧器区域生成,燃烧器区域的NOx生成速率是燃尽区域的3~5倍.     

红外辐射能量等效中心研究

分析了红外干扰弹和目标机的红外辐射特征,根据两者的红外辐射特征,研究了红外辐射能量等效中心,提出了红外辐射能量中心轨迹和辐射强度计算方法,仿真验证了此算法的可行性。     

电站锅炉燃烧特性的数值模拟

对 116 0t·h-1四角切圆电站锅炉的燃烧过程进行了数值模拟 ,燃烧器组采用常规直流煤粉燃烧器和低NOx煤粉燃烧器两种形式 .结果表明 ,大空间锅炉炉膛的速度场、温度场分布很不均匀 ;燃烧器上部附近的炉膛中心烟气上升速度最小 ,湍动能最大 ,温度最高 .烟气上升速度分布图形 ,在燃烧器区域为单峰形 ,即炉膛中心上升速度最大 ;在燃烧器上部为马鞍形 ,即截面环形区域的上升速度最大 .烟气温度分布图形 ,在燃烧器区域呈马鞍形 ,即中心区域和四周水冷壁附近的温度较低 ,截面环形区域的温度最高 ;在燃烧器上部区域为单峰形 ,即炉膛中心的温度最大 .水冷壁附近烟气温度的最大值 ,即结渣的可能区域位于旋转火焰的下游 .炉膛的切圆直径 ,在燃烧器区域随炉膛高度增大不断减小 ,至燃烧器上部附近急剧增大 ,之后随高度增大成一常数 .电站锅炉的常规直流煤粉燃烧器改造成低NOx 燃烧器时 ,炉膛的速度场、湍动能场、截面切圆直径和旋流强度以及温度场等保持不变 .     

隐式迭代方法求解颗粒能量方程

设计了一种隐式迭代方法求解颗粒能量方程,采用离散坐标方法计算炉膛内的辐射传热,完整地考虑颗粒能量方程中的辐射项.与常规差分方法的对比表明: 采用隐式迭代方法可以稳定颗粒相的计算,加速颗粒能量方程的收敛速度.为了考察颗粒辐射项对燃烧模拟的影响,分析了计入颗粒辐射项前后颗粒燃烧过程和全场燃烧模拟结果的差别.结果表明: 计入颗粒辐射项后,颗粒的燃尽时间增长,颗粒辐射份额在颗粒燃尽后占颗粒整体传热的50%左右;炉膛火焰峰面等高温区气相温度有所上升,屏区和低温壁面附近的气相温度有所下降. 实验对比表明考虑辐射项后,使得模拟结果向实验值趋近.     

燃油连续加热炉数学模型

本文包括:(1)炉膛内钢坯加热数学模型;(2)最佳炉温及最低燃耗在线模型。 采用一维模型,应用Hottel多层无限大气层间的辐射热交换计算方法,把各火焰射流的作用,当量地看作是夹在上下炉气层之间的一个火焰层。它的平均温度t_f可以根据Ricou-Spalding射流吸入经验公式,计算火焰和周围炉气间的质量交换,再按热平衡方程把t_f计算出来。钢坯内部传热按一维导热问题,用差分求解。 还建立了一个较简单的炉膛传热仿真模型,据此求出各炉段单位炉温对出钢平均温度及中心温度的变化率θ_m/Ti及θ_s/Ti。还可确定最小燃耗函数P的各炉段加权系数W_i。 令各段在线炉温调节量ΔTi=(T_(i,max)—T_(i,o))—ΔT_i′,这就能在线性规划中用ΔT_i′代替ΔTi作为未知量以满足非负条件。这时目标函数P_(min)=-sum (W_iT_i′)。文中还附有一个说明各段炉温按上述线性规划进行最佳控制的例题。     

采用有限体积法计算炉膛火焰辐射针孔成像

提出了将带微小控制角的有限体积法(FVM ISCA)应用于锅炉火焰针孔成像的计算方法。其步骤如下：首先选用一合适的常规有限体积法计算出炉膛内的辐射强度场，然后根据几何光学确定出进入针孔投射到CCD相机靶面每一个像元上的辐射方向，最后由FVM ISCA逐一计算出这些辐射强度来。     

炉内辐射传热的网络法分析

本文将辐射换热的网络法运用于锅炉的炉内传热计算,从而简捷地导出了炉内传热的基方本程及炉膛黑度的定义式,並对其物理概念进行了阐述。     

电厂锅炉热力计算与火用分析应用软件

采用结构化程序设计方法，建立了锅炉热力计算与火用分析通用软件．本应用软件可对锅炉及各受热面进行热力计算、热平衡计算及火用损失分析；可对锅炉变工况、变煤种情况进行分析计算；还可进行各受热面合理布置与改造的设计计算．目的是了解和减少锅炉的热损失及火用损失，寻求最佳运行工况，提高能量利用率．通过对典型煤粉炉的多工况计算考核，表明软件具有较强的实用性和可靠性     

非灰气体吸收系数与平均射线行程的耦合求解

根据贝尔定律、指数宽带模型和平均射线行程反演的方法得出了气体辐射特性参数与平均射线行程的三种关系,并通过耦合计算的方式求得封闭体系下非灰气体的发射率、吸收系数和对部分边界的平均射线行程,从而解除了以吸收系数作为平均射线行程反演的必要条件的限制.将本文的计算结果分别与Hottel线算图的拟合公式和平均射线行程的几何求解公式结果相比较,结果表明,本文提出的方法满足工程辐射计算的精度要求,可直接应用于辐射特性参数的求解.以三元模型模拟的连续加热炉典型模型段为对象,计算了炉气对钢坯表面和炉墙内表面的发射率及对应的平均射线行程,为炉膛的辐射传热求解提供了必要条件.     

煤粉炉炉膛内颗粒对流换热模型及其应用

提出了炉膛内单颗粒碰撞壁面导热模型，建立了颗粒流冲刷壁面的气固两相流模型，经理论推导，得到了单位壁面上颗粒的对流换热系数表达式，据此表达式对正常工交炉内颗粒对流换热强度进行了估算，并对炉内异常流动工况－火焰严重刷墙时颗粒对流换热强度进行了分析，获得了有益的结论。     

钝体稳定煤粉火焰的一维数学模型研究

本文在大量实验研究的基础上提出了钝体稳定煤粉火焰的一维数学模型.数值计算表明,由该模型计算出的温度分布与相应实验中测得的温度分布符合较好.1 实验分别进行了正三角形钝体燃烧器、流线体燃烧器和直流式燃烧器的燃烧实验.其喷口截面积均为16×32cm,结构如图1所示.燃烧器安装在燃烧实验炉头部,与之一起构成突扩通道燃烧室.实验主要设备是小型卧式热态试验台,燃烧室横截面积为0.35×0.5m~2.沿燃烧室轴线方向布置有11个测量孔.实验台配有专门的点火油系统.     

主蒸汽母管及并列运行锅炉动态特性探讨

用热力学的原理分析了主蒸汽母管容积容量系数C_m相对于汽包炉汽水系统蓄热系数C_b的大小,得出动C_m/C_b<10~(-2),因此提出在分析并列运行机组汽压对象动态特性时,勿需将蒸汽母管作为一个积分环节处理,并在此基础上定量分析了并列运行机组汽压对象动态特性.     

浅析过热蒸汽管道冷凝水量的理论计算

针对过热蒸汽须冷却到饱和温度后才能发生相变传热且冷凝损耗低的特点,本文运用传热学理论对过热蒸汽管道散热损失进行了计算分析,推导出过热蒸汽管道冷凝水量的计算方法及其沿管长方向变化,并进一步探讨了过热蒸汽管道无冷凝水输送的可能性。     

喷水对火箭发动机羽流红外特性的抑制作用研究

为研究喷水对火箭发动机发射时排气羽流红外辐射的抑制作用,建立了羽流气液两相流场和红外辐射传输的计算模型,通过在能量方程中引入辐射源项和水的汽化导致的能量源项,实现了辐射计算和两相流场计算的耦合求解.计算中采用M ixture多相流模型求解气液两相流流场,使用汽化模型模拟了水的汽化效应.使用离散坐标法求解辐射传输方程,得到了3个主要波段内羽流的红外强度分布,将计算结果与红外热图进行对比,验证了计算结果的可靠性.研究结果表明,喷水后辐射强度在喷水管之后的大范围区域内明显降低.