地面燃机燃用不同燃料的燃烧室性能分析

从发动机燃烧性能的角度出发,研究了航空发动机改地面燃机后燃用其他燃料对燃烧室性能的影响.利用流体计算软件Fluent,针对地面燃机燃烧室燃用航空煤油、轻柴油、工业酒精、天然气4种不同燃料,进行模拟计算,给出燃用不同燃料时的燃烧性能.结果表明,从燃烧的角度来看,轻柴油的燃烧性能与航空煤油差别不大,可直接替代航空煤油或与航空煤油混合使用,燃用天然气的NOx排放及CO排放都很低,天然气是一种理想的低污染燃料.工业酒精由于物性及热值与航空煤油差距很大,地面燃机改烧工业酒精还需作相当深入的研究.该研究对发展下一代航空替代燃料有一定的参考价值.     

注蒸汽燃气轮机热声振荡的测试与分析

针对燃气轮机燃烧室在燃烧不稳定时出现的热声振荡现象,在诸多运行条件下对新研发的干式低NOx(dry low NOx,DLN)燃烧室的动态压力进行了现场测试,分析了起动过程、增减负荷过程、蒸汽回注过程对燃烧稳定性的影响.结果表明:在燃气轮机点火后的升速过程中,出现了短暂的热声振荡现象;增加燃气轮机的负荷会使热声振荡增强,而且还会出现不同频谱上的能量迁移,需要调整值班比对其加以抑制;蒸汽回注对燃烧室的稳定性没有明显的影响.     

石油焦与油页岩混合燃料流化床的着火特性

对石油焦与油页岩混合燃料的着火特性进行了试验。在流化床(CFB)中对2号混合燃料(油页岩与石油焦质量比3∶7)采用床下油枪点火,在冷态条件下,当底部床层温度增加到420℃左右时,少量燃料颗粒着火燃烧;待床层温度升到650℃时逐渐减少投油量,可使试验燃料顺利着火并稳定燃烧。当油页岩与石油焦的质量比为3∶7时,混合燃料的着火特性完全满足流化床运行要求;燃料挥发分含量是其着火温度的主要影响因素,除1号混合燃料外,其他4种混合燃料挥发分均大于茂名石化CFB锅炉设计烟煤的挥发分,2号混合燃料着火特性优于该CFB锅炉设计烟煤。     

燃料供给及调节系统设计浅析

燃料调节系统是按照控制系统的指令要求,保证燃机在起动和运行各种工况下完成按照天然气流量变化曲线向燃机的燃烧室供应燃料,并可根据操作人员指令或在保护系统动作时,及时而快速地关断燃料供应。     

排气再循环与燃烧边界条件耦合对增压汽油机有效热效率的影响

在一台小型增压进气道喷射汽油机上开展了排气再循环技术与关键燃烧边界协同性对发动机燃油经济性和燃烧循环波动影响的试验研究。结果表明:增压技术、排气再循环技术和压缩比协同控制较为重要,协同性明显影响燃油经济性和燃烧循环波动;转速为2 000r/min、负荷为0.2~0.4 MPa时排气再循环对燃油经济性改善不明显;转速为1 500~2 500r/min、负荷为0.6~1.0MPa时排气再循环率对汽油机燃油经济性改善明显,燃油消耗率降幅为2%~7%;考虑高能点火系统本身能耗,转速为2 000r/min、负荷为0.2~1.0MPa时多重火花电容放电的高能点火系统对燃油经济性改善不明显,但循环波动得到了改善;对于上市整车匹配1.6L进气道喷射汽油机,采取集增压技术、排气再循环技术、高滚流进气道和1.3L排量措施后的进气道喷射汽油机的整车循环油耗降低了8.86%,整车具备达到相应油耗水平的潜力。     

船用辅锅炉燃烧器故障分析与处理

锅炉是一种加热水使之产生蒸汽的设备。在现代柴油机船舶动力装置船舶中,锅炉产生饱和蒸汽用于加热油料的锅炉为辅锅炉。燃烧器是辅锅炉中最重要的设备之一,燃料在锅炉中燃烧并放出热量,是锅炉工作的首要环节。燃烧的好坏对锅炉的结构、工作性能,以及锅炉的安全经济运行有直接的影响。该文通过对某型船用燃油辅锅炉出现燃烧器点火困难这一现象,从燃油压力、油路积油、光敏单元故障、喷油嘴雾化不良等方面进行分析研究,得出了一些应对措施,并对辅锅炉日常管理提出了一些建议。     

锅炉不投油中参数启动汽轮发电机组

热电厂启动机组方式改进,将锅炉出口蒸汽参数从额定值降到中参数,锅炉不投助燃油,燃烧稳定,暖主蒸汽管道,汽轮机冲转、暖机、升速,直至发电机并网带负荷后,锅炉将出口蒸汽参数逐渐升到额定值。整个启动过程既节能又环保。     

微油点火技术在700MW机组中的改造应用

该文针对广东省粤电集团有限公司珠海发电厂700MW机组启动过程中锅炉点火后耗费大量燃油的问题,主要介绍微油点火技术的原理和优势,通过微油点火技术改造,通过调整试验及实际运行,证明微油点火技术能够满足锅炉启动和机组带负荷的要求并给出点火过程中的注意事项。     

内置多孔介质Swiss-roll燃烧器的启动和贫燃特性

在常规尺度Swiss-roll燃烧器的中心区填充多孔介质,并对其进行实验研究.通过监测燃烧器的温度和燃烧产物的变化,分析了燃烧器在不同条件下的点火启动过程特性,并得到了燃烧器的贫燃极限.结果表明:相比于在入口处点火,在中心区点火启动时达到充分燃烧的时间更短,多孔介质的温度分布更均匀;多孔介质材料性质和预混气流量对启动特性影响很大;在中心区温度为950～1200K时,可处理1.3%的天然气/空气预混气.说明该燃烧器能显著拓展燃料的贫燃极限,对低热值气体具有良好的适用性.     

对燃气-蒸汽联合循环机组启动锅炉系统的分析及改进

本文分析了余热锅炉烟气温度和减温水量随燃机负荷变化的特性,并重点讨论了启动锅炉运行特点分析以及调峰运行中防止蒸汽超温和低温腐蚀的措施。     

一种高效清洁燃烧纯甲醇燃料的新方法探索

在一台点火式电喷汽油机上进行了甲醇裂解燃料高效清洁燃烧的探索研究．研制了甲醇裂解装置和控制单元及其控制策略．发动机用汽油起动后,电控单元判别排气温度当其温度达到320℃以上时,电控单元自动从汽油燃料切换到甲醇裂解燃料下工作．在甲醇燃料模式下,通过ECU的标定,实现了自动运行．试验结果表明：与汽油和M20甲醇汽油相比,甲醇裂解燃料可以有效地提高点火式电喷发动机的效率,显著增高发动机的经济性,而且降低了尾气中有害气体排放．可见燃用甲醇裂解燃料是电喷发动机高效清洁燃烧的新方式．     

M701F燃气-蒸汽联合循环机组快速降负荷（RUN BACK）

由于燃气-蒸汽联合循环机组主要设备故障造成机组实发功率受到限制时（协调控制系统在自动状态）,为适应设备出力,协调控制系统强制将机组负荷减到尚在运行的设备所能承受的负荷目标值。协调控制系统的该功能称为燃机快速降负荷（RUN BACK）,简称RB。故障严重时,燃机快速降负荷仍不能维持机组运行,则机组发自动停机指令自动停机。     

蒸汽冷却厚壁通道传热性能的耦合传热研究

基于厚壁带肋通道蒸汽冷却实验数据,发展了含有内热源项的耦合传热计算方法,研究了雷诺数、热流密度和湍流度对厚壁矩形带肋通道内蒸汽流动及传热特性的影响,同时对比了耦合传热方法和只计算流体域方法之间的差异,并在此基础上对努塞尔数与雷诺数、热流密度和湍流度之间进行数值拟合,得到了厚壁带肋通道的传热关联式。研究结果表明:含有内热源项的耦合传热计算模型可以准确地模拟厚壁带肋通道内蒸汽的流动与传热特性,只计算流体域模型对传热系数的预测较耦合传热模型低10%;热流密度对厚壁带肋通道蒸汽摩擦和传热特性的影响较小,高热流密度使得壁面传热效果变差;雷诺数从10 000~90 000变化时,平均传热系数和综合传热因子分别提高了76%和63%,而湍流度从3%~15%变化时,平均传热系数提高了大约24%,综合传热因子提高了19.8%。该研究可为未来重型燃机叶片冷却结构设计提供参考。     

微机测量蒸汽流量的数学模型

用微机作锅炉燃烧控制,可以实现最佳燃烧控制,可以节约燃料,一般可节约5～20％左右。在控制空气/燃料比时要用蒸汽流量作为锅炉负荷,根据锅炉负荷,决定排除气体中的最佳含氧浓度,决定空气调节器的给定值。因此,根据锅炉的负荷状态,就能自动地改变空气燃料比。另外,根据负荷,也可以作为燃料的给进量的前馈信息,以及供水量的前馈信息,所以,蒸汽流量测量是一个重要的环节。     

通道尺寸对热面点火天然气发动机工作过程的影响

针对缸内直喷压燃式天然气（CNG）发动机低负荷循环波动大及高负荷NOx排放偏高的问题,设计开发了涡流室式热面点火燃烧系统,研究了涡流室通道尺寸对缸内天然气空气混合气形成、着火燃烧及发动机运转特性的影响．结果表明：选择直径较大的涡流室通道,发动机起动性能较好且缸内混合气燃烧持续期短,对改善发动机的有效热效率有利;选择直径较小的涡流室通道,主副燃烧室内混合气的浓度分层效果明显,能够实现两级燃烧过程,有利于降低发动机循环波动,扩展功率范围及改善NOx排放。     

300MW火电机组协调控制优化的研究和应用

介绍了山西大唐国际临汾热电有限责任公司1号、2号机组基建调试及转入商业运行后,通过不断地优化和改进机组协调控制,使机组在安全稳定的前提下具有优秀的负荷调节性能的经验,探讨了如何在频繁的AGC变负荷工况下减少机组蒸汽压力、蒸汽温度等主要参数的波动。     

燃气轮机天然气掺氢燃烧及排放特性数值模拟研究

为了解掺氢对贫预混燃气轮机的性能影响,采用数值模拟的方法研究了某燃气轮机天然气掺氢比(体积分数0～30%)对其燃烧及排放特性的影响,对比了燃料体积流量恒定和热负荷恒定的情况下,掺氢对燃烧温度、NO_x、CO和CO₂排放的影响规律。结果表明,在燃料体积流量恒定的情况下：如果固定燃料当量比,掺氢会降低燃烧室热负荷,并能够降低燃气中CO和CO₂浓度,但会导致出口燃气超温和NO_x排放超标;如果固定掺氢比,随着当量比的降低,燃烧温度降低,NO_x和CO₂浓度降低,CO浓度先降低后升高,当掺氢比为30%时,推荐的燃料当量比为0.48。在热负荷恒定的情况下,如果固定燃料当量比,掺氢能够降低燃气中CO和CO₂浓度,并导致出口燃气超温和NO_x排放超标;如果固定掺氢比,随着当量比的降低,燃烧温度降低,NO_x和CO₂浓度降低,CO浓度先降低后升高,当掺氢比为30%时,推荐的燃料当量比为0.47。...     

双电极点火时间间隔对天然气-空气预混合气层流燃烧的影响

在定容燃烧弹中对天然气-空气预混合气双电极点火进行了研究,分析了双电极在不同空燃比和预混压力下的4种点火时间间隔对混合气燃烧特性的影响。结果表明:增加点火时间间隔可以促进燃烧,加速火焰传播,使容弹内燃烧压力峰值、已燃区工质温度峰值略有上升,瞬时放热率峰值升高,各峰值位置提前,火焰发展期和快速燃烧期缩短,在稀薄燃烧或预混压力较小等不稳定着火、燃烧的情况下这种规律更显著,点火间隔为2ms时各参数变化最为明显;点火间隔为2ms,过量空气系数λ为1.3、预混压力为100kPa和λ为1.0、预混压力为40kPa时,双电极间隔点火的压力峰值出现时间比同时点火分别提前了45ms和12ms,温度峰值出现时间分别提前了39.8ms和11.8ms,瞬时放热率峰值分别增加了33.3%和71.2%,且峰值出现时间分别提前了32.3ms和19.8ms,火焰发展期分别缩短了14.6ms和12ms,快速燃烧期分别缩短了16.6ms和9.8ms。     

汽油掺烧甲醇裂解气的燃烧特性研究

为了评估掺烧甲醇裂解气对发动机燃烧特性的影响,基于某型发动机进行数值仿真与台架试验,运用CONVERGE建立其仿真模型,并通过发动机缸压对仿真模型进行标定,进而研究了汽油发动机掺烧甲醇裂解气后点火提前角、掺混比和过量空气系数对发动机燃烧特性的影响.结果表明:当其他条件相同时,平均指示压力随着点火提前角的增大先升高后降低;在最佳点火角下,掺烧甲醇裂解气发动机相比于原汽油机动力性变化不大时,指示热效率有所提高.当掺烧甲醇裂解气后,随着掺混比例的增加,缸内压力、温度和放热率都有不同程度的升高,且燃烧速度加快,放热更加集中.当掺混比例一定时,随着过量空气系数的增大,缸内压力、温度和放热率都有不同程度的降低,相应地可以通过改变掺混比例来适应过量空气系数的变化.同时甲醇裂解气的点火界限十分宽泛,当过量空气系数为1.4时,汽油已经难以点燃,燃烧恶化,当掺烧甲醇裂解气后,燃烧状况明显好转,可实现稀薄燃烧.由此可见:汽油掺烧甲醇裂解气可以改善燃烧特性,提高指示热效率;在汽油掺烧甲醇裂解气发动机上,利用稀薄燃烧、优化点火正时等,可以在发动机部分负荷工况下得到更好的燃油经济性.     

无油启动在大型火电机组整套启动中的应用

在火力发电厂,燃油是点炉、稳燃不可缺少的燃料。低负荷稳燃阶段、点火阶段要消耗大量燃油,随着原油价格的不断上涨,各种节油技术相继问世。随着燃油价格的上涨,锅炉点火的成本不断上升,加之电耗也很大程度影响着发电厂的经济性,所以控制点火过程中的燃油量、电耗就势在必行。节油降耗可以从以下两个方面入手:一、无火启动;二、采取等离子点火。