超细煤粉再燃技术降低NOx排放试验

通过试验研究确定了超细煤粉再燃技术中影响NOx排放的主要因素,研究结果表明,对于不同煤种的主燃料,超细煤粉再燃均能起到显著降低NOx排放的作用,脱氮率在50％～70％之间;高挥发分的褐煤、烟煤是较好的再燃燃料;煤粉越细,对NOx的还原性越强,同常规粒度煤粉再燃相比,使用超细煤粉,NOx脱除率增加了10％以上;随着再燃燃料比例的增加,各工况均呈现NOx排放量降低、脱氮率增加的趋势。     

天然气再燃过程与排放特性数值研究

应用CFD计算软件FLUENT6.1,对煤粉炉天然气再燃烧过程进行了数值模拟.分析了不同再燃烧工况下,NOx、CO2、CO等污染物的排放量及飞灰含碳量与煤粉炉热效率之间的关系.结果表明,天然气再燃技术能够有效地降低NOx的排放量,且燃料燃烧充分,煤粉炉热效率较高.给出了在保证煤粉炉较高热效率前提下,有效降低NOx排放的天然气再燃量、天然气投射位置以及再燃烧区过量空气系数.NOx排放浓度的计算值与试验值的变化趋势基本保持一致,表明计算方法可用于工程实际.对现有锅炉进行一定的结构改造,通过天然气再燃可达到高效降低NOx排放的目的.     

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.     

煤制气再燃降低NOx排放的研究

利用煤气化产生的合成气作为气体再燃燃料降低NOx的排放.选取了两种典型的空气气化和纯氧气化的煤制气作为再燃燃料,通过理论分析与数值模拟探讨了再燃区温度、再燃区停留时间及再燃燃料比例等因素对降低NOx排放的影响规律.结果表明,煤制气的再燃脱硝能力,随着温度的升高而加强,在高温时,煤制气的脱硝能力比较强;随着再燃区停留时间的增加而加强;随着再燃量的增加而增强,在相同再燃量的情况下,两种煤制气的还原效果大约相差5%,差距不大.     

生物质再燃脱除NO的实验研究

利用固定床反应器进行了稻壳、玉米秆及污泥3种生物质再燃脱除NO的实验,分析了生物质燃料种类、再燃区温度及氧浓度对再燃脱硝效果的影响.结果表明生物质种类对再燃脱硝效果有很大影响,挥发分含量高的生物质会取得更好的脱硝效果.实验工况范围内,稻壳、玉米秆和污泥所取得的最大再燃脱硝效率分别为87.62%、84.57%和60.34%;当再燃区温度从700℃上升至1 100℃时,再燃脱硝效率会随着再燃区温度的升高而增大;而随着再燃区氧浓度的增大,再燃脱硝效率会变差.     

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响

天然气混合氢气燃烧可有效降低含碳物质的排放。但掺混氢气会改变燃料性质,进而影响燃烧进程,故有必要对掺氢燃烧进行深入研究。本文主要研究了以混氢天然气为燃料的燃气轮机的燃烧特性和排放特性,采用数值模拟的方法研究不同的掺氢比（H2体积含量0~100%一共6种工况）对GE-10实验型燃气轮机燃烧室燃烧过程的影响。研究结果表明,随着掺氢比的增加,火焰温度上升,燃烧反应区前移。在低掺混比下火焰筒出口处的温度分布随掺氢比增大趋向均匀,当掺氢比超过0.6时,出口处温度分布均匀性大幅下降。此外,混合燃料中氢气成分的增加会导致局部释热量提高,进而导致NOx排放增加,当掺氢比超过0.8时NOx排放量增加的幅度变大。同时,随着掺氢比的提高CO和CO2的排放量显著减少,H2O的生成量显著增加。研究结果将为后续混氢燃烧技术在工业燃气轮机上的应用提供理论指导。     

神俯烟煤煤岩组分再燃烧还原NOx的试验研究

再燃烧是一种成熟的低NOx燃烧技术,它是利用燃烧分级,形成还原性分氛,迫使NOx分解。本文从煤岩学的观点,讨论了以神俯烟煤作为再燃燃料的再燃烧。通过试验研究得到神俯煤镜质组对还原NOx有利,是活性组分;丝质组是惰性组分。并讨论了工程应用,提出了当用神俯烟煤作为再燃燃料进行再燃烧时应尺量除去丝质组的结论。     

基于LPP的多点喷射低污染燃烧室头部方案研究

对设计的基于LPP的多点喷射低污染燃烧室头部方案,对其性能进行了数值研究。头部为中心分级燃烧,设计为同心圆式主、副模分区燃烧方式,主模燃油为多点喷射。应用CFX软件,从冷态流动、热态燃烧和污染物生成等三方面,对该燃烧室模型进行了研究。结果表明：冷态流动时慢车工况的回流区大于起飞工况,从设计上有效避免了回火与自燃的发生;慢车工况燃烧时因为直混燃烧,局部温度可达2400K以上;起飞工况燃烧时,主模燃油蒸发较好,但混合不是十分均匀,主、副模分区燃烧,主模火焰最高温度低于副模;对头部冷却和火焰筒中间1/3壁面应增大冷却效果;燃烧室燃烧效率非常接近100%;两个工况的污染物均集中于副模高温区,但总体生成量均很小。     

天然气再燃低NOx技术及其工业试验的系统设计

介绍了天然气再燃低NOx技术基本原理,并且针对四川江油电#炉进行的国内首次"天然气再燃低NOx技术"工业试验的现场条件,依据冷态试验及FLUENT软件的模拟结果,对工业试验方案进行了优化与完善.工业试验的初步结果表明:在燃用劣质煤的切圆煤粉炉上采用前后墙布置天然气喷口及前后墙布置OFA喷口的天然气再燃低NOx技术方案是可行的,NOx排放量至少可减少40%.     

掺氢对天然气燃烧室燃烧及排放特性影响数值模拟研究

本文针对以天然气为燃料的燃气轮机使用掺氢燃料后的燃烧及其排放特性开展研究,基于DLN1.0燃烧室火焰筒,采用数值模拟的方法研究不同的掺氢比(H2体积含量0~30%一共7种工况)在恒定热功率和相同当量比条件下对天然气混合气燃烧过程的影响,获得火焰筒内流场、温度场和燃烧产物的分布参数以及对应关系。研究显示,随着掺氢比的增加火焰温度上升,燃烧反应区扩大,火焰筒出口处的温度分布均匀性变差;掺氢造成局部释热量的改变,会导致NOx的排放随着掺氢比的增加而呈现增加趋势;CO和CO2的排放量都有显著的减少,H2O的生成量显著增加。同时本文提出稀释燃烧的方法来解决由掺氢造成的一系列问题,研究不同当量比的工况下掺氢燃烧后的燃烧及排放特性变化,并计算得到各个掺氢比工况下最佳的当量比范围。研究结果为后续工业燃气轮机天然气掺氢燃烧技术的应用提供了理论指导。     

天然气再燃降低NOx的化学动力学及影响因素分析

对天然气再燃降低NOx(氮氧化物)的化学动力学及其主要影响因素进行了分析,描述了再燃区温度、停留时间、过量空气系数以及混合状况对降低NOx排放的影响,并对天然气再燃在我国电力行业的应用前景进行了预测。     

The effect of biomass pyrolysis gas reburning on N<Subscript>2</Subscript>O emission in a coal-fired fluidized bed boiler

The fossil fuel consumption and pollutant emissions in a coal fired fluidized bed boiler could be reduced by biomass pyrolysis gas reburning. The influence of three kinds of biomass pyrolysis gases on the emission of N₂O in a laboratory scale fluidized bed was investigated using the mechanism of GRI3.0 in this paper. The results showed that: the effect of sawdust pyrolysis gas reburning on N₂O was more significant than that of rice husk and orange peel under the same conditions; the increase of initial oxygen content from 1% to 8% in flue gas would restrain the decomposition of N₂O; the N₂O decomposition was enhanced by increasing reaction temperature from 1073.15 K to 1323.15 K, and the decomposition rate may reach 99% at 1223.15 K.     

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.     

基于三维温度场可视化的锅炉NOx排放试验研究

在一台采用三维温度场可视化监控系统的300MW锅炉上进行了NOx排放规律的试验研究,得到锅炉负荷、过量空气系数、燃烧器摆角、燃尽风量、二次风配风方式和层间燃料分配等与NOx排放、飞灰含碳量、炉膛总辐射能及炉内三维温度分布的关系.试验结果表明,NOx排放与炉内三维温度分布具有很强的相关性,炉膛辐射能很好地反映炉内的燃烧状况,可为实现高效低NOx排放提供指导信息.     

The consideration and choice on exploiting energy source

A problem of petroleum energy crisis will probably be faced in the late 21st century. It is impossible to discover the giant oil fields again based on the traditional knowledge and theory of petroleum geology. From the global development point of view as well as the situation in China, the five choices of energy source in the future are to (i) extend the field of exploration in conventional petroleum and natural gas source, and exploit oil-gas source in ocean and some basins of northwestern China; (ii) discover unconventional oil and natural gas source: abiogenic gas, deep oil and gas, gas hydrates, coal bed gas and so on; (iii) develop techniques of cleansing, gasifying and liquefying coal for highly effective utilization, and transform coal into electricity and at the same time pay attention to the environment protection and pollution control as well; (iv) carry out researches on the theory and technology of producing and storing hydrogen in order to seek for its effective and economical utilization; (v) pay attention to and carry out the research in advance on exploiting the source of³He isotope on the moon and using the D-³He controlled nuclear fusion as fuel.     

甲醇汽油在汽车发动机上的使用性能分析

以汽油机为研究对象,从发动机的功率、扭矩以及油耗率等外特性方面对添加了特殊性剂的M58甲醇汽油和90#无铅汽油进行了对比试验。通过试验发现,在发动机的中低转速下M58甲醇汽油具有良好的动力性,完全可以满足车辆正常行驶的需要。     

锅炉脱硝的原理和技术

我国现今的能源结构以煤炭为主,这种大量使用煤炭的方式,还造成了大量的NOX、SO2和CO2排入大气,酸雨日益严重,大气环境不断恶化.随着“西气东输”战略的实施,天然气再燃降低NOX排放成为可能.天然气再燃具有脱硝效果好、价格低廉、适合我国国情等特点,同时因燃料特性不同会使炉膛黑度减小,火焰中心位置降低,水冷壁热有效系数增加,理论燃烧温度上升,给锅炉燃烧特性带来一定影响.     

燃气流量低频脉动下的火焰结构特征

针对一种可降低天然气高温燃烧过程中NOx生成量的脉动供燃料燃烧技术,研究了一个采用燃气流量脉动燃烧方式的射流扩散火焰。采用纹影和直接摄像手段观察了在燃气流量低频率(10Hz以下)脉动工况下的火焰特征及其变化,分析了火焰长度脉动特征和火焰内部结构的周期发展过程。研究发现:火焰内部结构的周期发展过程包括高速(波峰流量)燃气脉冲冲出、增长、燃气惯性冲出、回吸、低速(波谷流量)和高速燃气脉冲的分离、低速脉冲的增长等阶段。其中低速和高速燃气脉冲的分离是单火焰燃烧不稳定的原因。