基于火焰过程信息的沥青搅拌站燃烧状态监测

为了在线监测热再生沥青搅拌站干燥、加热状态,首先通过高温CCD图像探测和火焰检测器搭建了燃烧器燃烧信息检测系统,对所提取的火焰图像和辐射信息进行去噪处理,在线提取加热干燥过程中火焰图像和辐射特征信息;分别改变燃油温度、雾化气压、燃油量等燃烧参数,对燃烧火焰的辐射和图像过程信息进行提取和试验研究,分析不同燃烧阶段火焰辐射状态,通过图像处理算法分别提取火焰图像亮度均值和均值标准差。研究结果表明:风/油比、燃油温度、雾化压力对燃烧过程火焰图像和辐射特征有较大的影响,且影响形式不同;单一的燃烧火焰辐射特征信息无法充分表征燃烧状态,通过多信息融合,燃烧火焰亮度均值和标准差等过程信息能准确表征燃烧器燃烧状态;同时在线提取燃烧火焰辐射和图像信息,能准确判定燃烧器的燃烧状态。     

燃煤链条炉掺烧半焦NOx生成特性及配风优化数值模拟研究

针对煤炭分级分质转换过程中产生的过剩副产品热解半焦，为更加高效清洁的利用煤炭资源，本文提出在链条炉中掺烧热解半焦。使用Fluent软件对链条炉中烟煤与半焦的掺烧工况进行了数值模拟，研究了炉膛内流场、温度场和组分场的变化规律以及配风优化的影响，探讨了掺烧过程中NO_x的生成特性以及配风优化对炉内燃烧性能的影响。结果表明，提高半焦的掺混比例，炉膛中NO的体积分数升高，炉膛出口平均烟温降低。推迟配风有助于炉内形成贫氧程度更深的局部还原性区域，从而抑制NO_x原始生成，减少炉膛NO_x最终排放。层燃室燃复合燃烧时，烟煤在炉排上燃烧的同时将半焦粉末喷入炉膛，半焦比例每增加5%,炉膛出口平均温度约增加30℃;半焦粉末在炉中喉口位置喷入时，炉膛出口烟温最高。本文的研究结果能够为链条炉高效低污染掺烧利用热解半焦等低挥发分煤基固体燃料，提供一定的理论依据和科学指导。     

基于人工神经网络和模拟进化算法的分级燃烧优化

为控制锅炉燃烧向环境排放NOx造成的污染,提出了分级燃烧技术的综合优化方案.建立了基于人工神经网络及模拟进化算法的100MW火电机组锅炉分级燃烧优化模型,选取16个影响因子进行了分级燃烧的7个可调节参数优化,以达到机组的性能优化目标.锅炉负荷为100%、90%、80%及70%,相应神经网络训练次数分别为11523、14810、13410及19732时满足均方差要求.该神经网络模型优化时采用的种群数为80,交叉概率为0.8,变异概率为0.15.结果表明锅炉效率和NOx排放量优化计算值同实测值相对误差低于1%;NOx平均排放量由原来的812mg/m3降为645mg/m3.     

粒度分布对沥青水浆的影响

通过研究粒度及粒度分布对沥青水浆的粘度、稳定性制浆操作状况、泵送和雾化燃烧的影响,提出了最大颗粒的粒度在30目到200目之间,颗粒累积量大于50%的双指标控制的自然分布判定法,制取了沥青浓度高达75%,粘度200 mPa·s(100 r/s)稳定性良好的沥青水浆.     

高雷诺数预混湍流火焰的数值模拟与结构表征

高雷诺数湍流预混燃烧是先进发动机高效清洁燃烧中的共性问题.为发展发动机燃烧室工况下的预混燃烧可预测模型,亟需开展高湍流度、宽压力范围内的湍流预混火焰基础研究.本文就近期相关进展进行综述,重点内容包括:(1)主要处于薄反应区预混燃烧模式下的自由传播与射流火焰的直接数值模拟;(2)湍流预混火焰结构演化中的几何与拓扑性质表征方法;(3)预混火焰锋面前后密度与黏度变化对临近流体局部各向异性与小尺度涡结构的影响机理;(4)高雷诺数湍流预混火焰中高拉伸率与差异扩散对燃烧速率和局部熄火的影响;(5)湍流预混燃烧大涡模拟中的亚格子模型.     

基于火检与火焰图像信息的旋流燃烧器状态监测

电站锅炉运行中,由于煤质和负荷变化,经常导致燃烧工况恶化,但是运行人员因为缺乏评判燃烧状态的可靠依据,无法及时做出优化调整。该文研究了利用火焰检测器获得的火焰辐射能信号以及工业CCD获得的火焰图像信息,实时监测单个旋流燃烧器燃烧稳定性的方法。在单因素实验中,实验数据分析得出的燃烧器状态与理论分析的结果一致;在多因素实验中,实验数据充分反映出煤质、燃烧器负荷、配风方式变化对燃烧器状态造成的影响。研究表明:该方法能够有效表征燃烧器燃烧的稳定性,为进一步实现燃烧器状态的优化控制提供了依据。     

生物柴油添加于柴油后对雾化及蒸发性的影响

为了研究生物柴油、柴油混合燃料的雾化及蒸发性,将生物柴油与柴油进行了不同比例的混合,配制相应的混合燃料B10~B90.根据相关国家标准,对混合燃料的雾化及蒸发性指标进行分析,包括馏程、运动粘度、闭口闪点、密度等.结果表明,在4~30℃下,生物柴油与柴油互溶性良好;混合燃料中馏程、运动粘度、闭口闪点、密度随生物柴油混合比例的增大而逐渐增大.通过对各个雾化及蒸发性指标进行线性方程拟合得出:密度与生物柴油添加比例呈线性关系;运动粘度和闭口闪点与生物柴油添加比例呈指数关系;50%蒸发温度与生物柴油添加比例呈二次函数关系.该研究结果为生物柴油、柴油混合燃料的柴油机利用提供了一定的参考.     

有风情况下池火灾的数值模拟

以甲B类物质苯为例对有风情况下的池火灾进行了数值模拟.采用prePDF对苯的燃烧进行模拟,得到非绝热条件下,有关苯燃烧的峰温及产物组分与混合分数、平均分数方差和焓变之间关系的查询表,将查询表调入Fluent,对苯的燃烧流动情况进行模拟,得到有风情况下,直径10 m的苯液池火灾的火焰形状、温度场等,燃烧温度的最高点在对称面y=0上,最高温度为1 478 K;按各个等温线上温度最高点坐标连线的斜率计算火焰倾斜角度,得到火焰倾斜角度为38.7°,如果以1 000 K为分界线,则火焰高为10.2 m.     

发动机进气温度对稀薄燃烧稳定性影响的可视化研究

稀薄燃烧稳定性是先进天然气发动机稳定高效清洁燃烧的重要指标．为了进一步探索改善天然气发动机稀薄燃烧性能的方法,本文基于一台高压缩比单缸光学发动机,采用高速摄影和瞬态压力同步测量方法,研究了进气温度对天然气发动机稀薄燃烧特性的影响,量化了火焰发展演变与发动机性能之间的关联性．研究表明：提高进气温度可以提升缸内压力和放热率峰值,进气温度从25℃到75℃,峰值压力从3.71 MPa提升至4.49 MPa,峰值放热率从57.17 J/(°CA)提升至64.36 J/(°CA),并且放热过程更为集中,同时结合发动机点火时刻,可进一步实现燃烧相位优化,降低传热损失;可视化燃烧图像显示,高进气温度条件下着火延迟期缩短,初始火焰尺寸增大,后期火焰传播更快,最大火焰传播速度提升至约10.6 m/s,同时火焰前锋趋于向四周传播,火焰形态对称性更好．此外,本文创新性地提出了一种基于可视化图像来量化的已燃质量分数的经验准则来评价初期火焰发展特性,发现提升进气温度主要影响早期火焰发展规律,高进气温度下早期火焰循环变化系数从18.12%降低至7.86%,并且该持续期平均值从13.03°CA降低到了9.25°CA,...     

高炉风机防喘振优化控制方案设计与实现

结合高炉风机具体的应用实例,使用西门子S7-400H系列PLC实现对高炉风机防喘振控制系统的设计.由于喘振现象对高炉风机的安全、高效运行起着非常重要的作用,因此防喘振控制方案的优劣成为实现高炉风机自动控制的关键技术之一.本文介绍的优化防喘振控制方案有效的解决了传统方案中调节快速性和能量损失大的矛盾.     

燃烧优化模型及其控制系统的研究

首先描述了在我国利用计算机进行节能的紧迫性和潜力,接着对燃烧优化的控制参数进行了探讨,叙述了燃烧优化对汽包水位、汽包压力、烟气含氧量、炉膛负压、蒸汽温度及锅炉热效率的控制要求,然后提出了几种燃烧控制模型,如风煤比控制、风煤比-氧量控制、风汽比控制、炉温信号控制、炉内微压波动控制等,最后提出了燃烧优化控制原则性方案.     

双卷流燃烧系统的双燃料发动机燃烧排放特性

为解决因生物柴油粘度过大,以及低温燃烧导致的燃油雾化、燃烧性能和排放恶化等问题,利用AMESim软件和AVL_FIRE软件对发动机燃烧室进行双卷流（DS）改造,对喷油提前角、喷孔直径进行优化匹配。结果表明:双卷流（DS）燃烧室燃油分布更加均匀,在运行范围内燃烧速率和功率比浅盆型燃烧室具有更大的优势;同时在加快燃油扩散速率和提高空气利用率方面具有显著的作用;在提高发动机动力性和经济性方面具有明显的优势。采用DS燃烧室、喷油提前角20.6°、喷孔直径0.28 mm组合结构形式的柴油机,其NO排放比原机降低81.83%,指示功率比原机降低7.73%。研究结果可为船用柴油机双燃料低温燃烧性能优化提供一定的指导依据。     

高初始压力下交流电场对甲烷/空气预混球形火焰燃烧特性的影响

为了明确在高初始压力下外加交流电场对天然气预混火焰的影响,以甲烷/空气预混的瞬态球形火焰为研究对象,利用定容燃烧弹探究了在过量空气系数为1.2、常温298K、高初始压力300kPa下,加载电压有效值5kV的低频和高频交流电场对甲烷/空气预混火焰燃烧特性的影响。结果显示:低频条件(f=40,60,80,100 Hz)下,火焰传播速度分别增大17.41%、6.53%、3.99%、1.54%时,燃烧压力峰值分别增大2.06%、1.73%、1.04%、0.79%,质量燃烧率达到100%所用的时间分别缩短11.96%、10.27%、7.78%、3.74%;高频条件(f=10,15,20kHz)下,火焰传播速度分别增大13.69%、19.76%、22.21%时,燃烧压力峰值分别增大1.00%、2.37%、3.07%,质量燃烧率达到100%所用的时间分别缩短11.03%、14.94%、16.13%。对低频和高频交流电场的助燃机理——双离子风效应和电化学效应进行了具体的分析,分析结果与实验现象吻合,证明了电场助燃技术的可行性与有效性。     

微机CAD系列支撑软件及丛书即将问世

由余俊教授(博士生指导教师)任主编,戴同副教授、秦敬高工任副主编的大型系列出版物——微机CAD系列支撑软件及丛书将由华中理工大学出版社出版.本系列软件和丛书包括以下内容.1.核心部分(1)优化方法程序库OPB2(软件)(2)微机绘图系统(软件及教材)(3)微机工程数据库管理系统(软件及教材)2.基础部分(4)可靠性优化计算与可靠性数据处理(软件及教材)(5)常用计算方法(软件及教材)(6)微机机械造型与动画仿真系统(软件及教材)     

可再分散性乳胶粉性能影响因素探讨

采用单因素实验方法,研究了喷雾干燥时喷雾液的粘度、进料量、雾化轮转速、干燥器进出口温度等因素对可再分散性乳胶粉性能指标的影响。结果表明:喷雾液的粘度为0.30~0.15Pa.s,进料泵频率27~30 Hz,雾化轮转速(2~3)×104r/min,干燥塔进风温度150~200℃,出口温度90~100℃时,所得可再分散性乳胶粉外观均匀、固含量高、堆积密度大、平均粒径小、无结块现象,性能指标达到工业生产使用要求。该研究为可再分散性乳胶粉的生产及在建筑砂浆中的应用,提供了可靠的参考依据。     

生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析

利用热重分析天平,采用非等温燃烧的方法对生物质热解产物——生物质焦与两种无烟煤混合试样的燃烧特性及其反应动力学参数进行了实验研究,考察了不同配比的混合试样的着火温度、燃烧速率最大时温度、燃尽温度和最大燃烧速率等燃烧特征参数,求出了反应的动力学参数活化能Ea和指前因子A.结果表明:活化能和指前因子均随混煤中生物质焦比例的增加而降低,存在动力学补偿效应;煤中掺入生物质焦后,试样燃烧的第一阶段和第二阶段的活化能分别呈现出"U形"曲线和"阶梯形"曲线的规律,且对混合燃料热解过程的作用要优于对固定碳燃烧过程的作用;活化能的计算表明生物质焦的存在有助于改善煤的着火性能,对煤的燃烧有催化促进作用.     

基于CFD的城市生活垃圾焚烧炉燃烧优化

基于CFD,对城市生活垃圾焚烧炉进行了燃烧优化调整。采用扩散的床层模型和组分运输模型对垃圾在焚烧炉内的燃烧过程进行了数值模拟计算。在保持一、二次风比例不变的情况下,调整一次风的各级给风率,计算出各种燃烧条件下床层上方的炉膛烟气组分和温度分布。计算结果表明：一次风各级给风率的变化对垃圾焚烧炉内的气相燃烧及流场产生了较大的影响,热解燃烧段应采用均等配风;当一次风各级比例为1:3:3:2:1的时候,主炉膛出口CO浓度最小,平均浓度为0.159g/m3。     

偏二甲肼池火灾热动力学特性数值模拟

为探究偏二甲肼池火灾热动力学特性,对无风和有风环境下的偏二甲肼池火开展了系列数值模拟。讨论了无风时油池尺寸(1m~9m)对火焰结构、轴向及横向温度分布和辐射热流密度等热动力学特性的影响,有风时偏二甲肼池火热动力学特性随环境风速(1m/s~4m/s)变化的规律。结果表明：无风环境下,随油池边长增大,偏二甲肼池火火焰高度由2.67m增大至13.22m,火焰最高温度从1006.23℃逐渐增大到1160.92℃,横向辐射热流密度随距离增大而减小;有风环境下,风速从0 m/s增大至4 m/s的过程中,池火火焰高度减小,火焰倾角从0°逐渐增大到82.3°,轴向温度分布规律在风速达到1.5 m/s后变为单调下降,下风侧温度及辐射热流密度由于火焰倾斜显著增加;拟合得到可准确预测无/有风环境下火焰高度、火焰倾角及横向辐射热流密度的工程关联式,偏差均在15% 以内。     

电场与燃烧耦合研究进展

 为了提高能源转换效率、降低燃烧副产物的排放,利用电场增强燃烧、控制燃烧火焰特性已逐渐引起研究人员的注意.本文从竖向、横向(即径向)和单电极式等不同的电场形式对燃烧场的影响展开论述.不同的电场形式下,通过改变电场参数,对电场中不同燃料的燃烧火焰特性变化规律进行研究,以此考查电场与燃烧耦合时的特性.研究表明,利用竖向电场力来平衡浮力可以粗略模拟微重力下燃烧时的扩散火焰,燃烧速率受电场强度影响,4kV时最小;利用横向电场可以改变火焰形状(如高度降低)及颜色,也可以助燃低热值燃料,实现可靠点火和稳定燃烧;对于单极式电场,观察到3种不同类型的振荡火焰.然后,对利用电场降低燃烧副产物的可行性进行了阐述.最后指出,迄今未见对不同电场形式与燃烧火焰特性的系统研究,缺乏相应的基础数据、电场参与下的燃烧反应动力学模型以及完备的燃烧场耦合机制分析.     

专利集市

高效红外线节能家用燃气灶高效红外线节能家用燃气灶是上海岚健环保节能设备有限公司最新推出的,应用全新的空气预混燃烧技术原理,结合家用燃气灶的技术特点研制开发的新型家用节能产品,可节约燃气40%,它是家用燃气炉头的换代新产品。在技术上取得多项重大突破,将燃气雾化燃烧并将热能转化为红外线辐射传递,比普通的大气式燃烧炉有如下优点:(1)预混雾化式燃烧,燃烧更完全充分;(2)尾烟净化,能有效掏对人体危害极大的一氧化碳、氮氧化物的生成,消除对人体健康危害的隐患,节能环保;(3)抗风性能好,使用安全可靠;(4)升温快、热值高、节能燃气45%…