醇基-废机油混合燃料燃烧特性分析

以醇基-废机油混合燃料为研究对象,在一台标定功率为50 k W的柴油燃烧器上开展实验研究,结合数值模拟方法,分析不同配比混合燃料在不同过量空气系数下的火焰燃烧特性、炉膛温度分布、污染物生成等的变化规律和燃烧器出口流场特性.结果发现:随着混合燃料中废机油含量从10%增加到30%,在工业热态锅炉中燃烧的火焰颜色更加白亮、火焰长度有所增加,炉膛温度升高,沿炉膛轴线方向上的CO和NO排放均出现先增大后减小现象;随着过量空气系数从1.05增加到1.30,不同配比混合燃料燃烧的火焰长度均有所减小,炉膛内温度和炉膛出口处的NO质量浓度均先增加后减小,炉膛出口处的CO质量浓度减小;当过量空气系数为1.10、燃烧废机油含量为30%的醇基-废机油混合燃料时,炉膛燃烧区域温度最高达2 000 K,炉膛出口处的NO质量浓度最高,达到530 mg/m~3.     

废液焚烧炉内燃烧过程及污染物排放特性数值模拟

应用FLUENT软件对某炼化企业处理量为10t?h–1的废液焚烧炉燃烧过程进行三维数值模拟，获得了焚烧炉炉膛内流场、温度场、各组分浓度分布、污染物生成及火焰形状等信息，揭示了炉膛内燃烧、流动以及传热与传质的特点。模拟不同过量空气系数下工业有机废液在炉内燃烧情况，结果表明：随着过量空气系数（EA）的增加，炉膛内温度峰值逐渐减小，炉膛温度分布更加均匀，燃烧区域增大，炉膛出口截面平均NOx浓度逐渐升高；在EA=1.25的情况下，炉膛出口排烟温度合理，氮氧化物排放浓度较低；模拟结果与试验数据吻合，验证了模型的可靠性，为优化设计操作工况及污染物的控制提供可靠依据。     

生物质与城市生活垃圾混烧特性的实验研究

针对城市生活垃圾与煤混烧发电方法经济效益较差的缺点,建立了生物质与城市生活垃圾混烧实验系统,测试了系统设计和运行中主要可控参数对炉膛温度和燃料燃烧效率的影响。结果表明:炉膛温度随一次风率和掺混质量百分含量的增大而增大,随过量空气系数的增大而降低;燃料燃烧效率随一次风率和掺混质量百分含量的增大而增大,随过量空气系数的增大,先增大后减小;当过量空气系数为1.7、掺混质量百分含量为15%、一次风率为75%时,炉膛温度为880℃,燃料燃烧效率为97.4%。     

1000MW机组燃烧调整对NO_x排放影响

在1 000MW机组锅炉上进行了燃烧调整试验,通过改变过量空气系数、机组负荷、燃尽风率和配风方式,对烟气NO_x的排放规律进行了研究。结果表明:随着过量空气系数的增大,NO_x排放浓度显著增大,锅炉排烟热损失呈上升趋势,飞灰含碳量呈下降趋势。锅炉负荷对NO_x排放的影响主要来自燃料量、炉膛温度、氧浓度等多方面因素的综合影响,随着锅炉负荷下降,过量空气系数增大,烟气NO_x排放浓度呈缓慢下降趋势,单位质量燃料的NO_x转化率有所升高。增大炉膛的燃尽风率可显著降低烟气NO_x排放浓度。在燃尽风率较低的燃烧工况下,NO_x排放浓度对燃尽风率的变化尤为敏感。与均等配风方式相比,束腰配风方式可降低炉膛主燃料区的氧浓度,使烟气NO_x排放浓度下降。     

常风温无焰燃烧燃气锅炉特性的数值模拟研究

介绍了常温无焰燃烧技术在燃气锅炉上的应用,建立了炉膛内流动与传热的数学模型并进行了数值计算,给出了温度场和NOx浓度场分布。发现增大过量空气系数可以降低炉膛最高温度及平均温度,减小生成的NOx浓度。当过量空气系数为1.05时,锅炉热效率达到最高值,超过98%。当锅炉热负荷低于20%时,炉膛内燃烧方式接近传统有焰燃烧;当锅炉热负荷高于20%时,炉膛内燃烧方式为无焰燃烧,炉膛内温度分布均匀,NOx生成量极低,排放稳定。     

过量空气系数对旋风锅炉纯高碱煤燃烧及NO_x释放影响特性研究

针对新型纯燃高碱煤旋风液态排渣锅炉,用数值方法研究了旋风液态排渣锅炉炉内空气动力场、温度场及组分分布特性,揭示了过量空气系数对旋风液态排渣锅炉燃烧及NO_x释放特性的影响,确定了最佳过量空气系数。研究结果表明:旋风液态排渣锅炉整体空气动力特性良好,炉内燃烧稳定,颗粒停留时间长;在叶片倾角为30°时,随着过量空气系数α由1.1增加至1.25,炉膛出口烟温逐渐升高,炉膛出口NO_x浓度在α=1.25时升高至1 026.84 mg/m~3。综合考虑,选取过量空气系数α为1.15,此时炉内温度分布合理,颗粒停留时间较长,炉膛出口NO_x浓度较低。     

生物质微米燃料旋风燃烧的数值模拟

针对生物质微米燃料的燃烧特点,在煤粉以及煤粉燃烧与生物质混燃的模拟基础上,建立了适合生物质微米燃料的燃烧模型,并通过CFD软件Fluent进行模拟,模拟结果与实验较为吻合。模拟结果显示,微米燃料在旋风炉内旋风燃烧,增加了停留时间,燃烧更加充分,增大了炉膛温度。炉膛温度随着过量空气系数的增大呈现先升高后降低的趋势,当过量空气系数为1.2时温度达到最大;并且燃料粒径越小,炉膛温度越高,燃烧情况越好。     

440t_h CFB锅炉掺烧石油焦二氧化硫排放特性研究

在440 t/h大型循环流化床锅炉上进行了燃烧不同比例煤和石油焦混合燃料时二氧化硫排放特性的试验研究。研究了燃烧不同比例的混合燃料、炉膛温度、过量空气系数和钙硫摩尔比对二氧化硫排放特性的影响。研究结果表明,过量空气系数和钙硫摩尔比的增加可以降低二氧化硫排放浓度。存在一个最佳脱硫温度,二氧化硫排放浓度最低,对于各种混合燃料最佳脱硫温度应在830～850℃之间。     

预热空气温度对丙烷无焰燃烧特性的影响

在20 kW燃烧实验台上,采用丙烷气体为燃料,研究了不同的空气预热温度对无焰燃烧下炉内温度分布和污染物排放的影响规律。结果表明,预热空气会提高炉膛平均温度并降低炉内温度波动;预热空气会使炉膛氧浓度峰值的位置提前,同时炉膛尾部氧浓度降低,整个炉膛氧浓度在0.4%～5%;预热空气会使炉膛尾部烟气中NO_x排放增加;预热空气使炉膛尾部CO峰值升高,但无焰燃烧下最终排烟中CO浓度为0。     

反应物喷入条件对常温空气无焰燃烧的影响

针对工业锅炉中气体燃料燃烧过程,采用数值模拟与实验相结合的方法,研究了C3H8燃料和常温空气通过平行圆管喷嘴类型的燃烧器在不同喷入条件下对炉膛内无焰燃烧的温度变化趋势和燃烧产物的影响.结果表明,在燃料和空气入口流量保持不变的情况下,空气喷嘴孔数或燃料喷嘴孔径增加将加剧炉内局部燃烧,导致燃烧峰值温度和出口NO浓度升高;随着燃烧器空气喷嘴与燃料喷嘴间距增加,炉内峰值温度和出口NO浓度下降;炉内峰值温度不超过1 900 K时,有利于实现低氮氧化物排放的常温空气无焰燃烧.     

再燃燃料超细煤粉燃尽特性的实验研究

超细煤粉作为燃料分级燃烧技术中的再燃燃料具有可行性,可有效降低NOx的排放,由于再燃区和燃尽区的反应比较复杂,存在再燃燃料燃尽效果不稳定的现象.从煤种、粒度、过量空气系数、氧浓度、炉膛温度等几个因素分析,认为针对不同的煤种,合适的空气流量和燃尽区炉膛温度是提高再燃燃料燃尽的必要条件.     

CFB锅炉燃烧福建无烟煤低排污运行的工业型试验

在一台 75t/h的工业循环流化床锅炉进行试验 ,测试过量空气系数、二次风率和煤种变化对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉运行中NOx、SO2 、C0等污染物排放及飞灰燃烬度的影响 ,结果表明 ,在一定的过量空气范围内随过量空气系数的增大 ,NOx 的排放浓度降低 ;CO的排放浓度降低 ;飞灰含碳量显著减少 ;SO2 的排放浓度减少并趋于稳定 ,在一定范围内提高过量空气系数对于以福建无烟煤为燃料的CFB锅炉的炉内自脱硫燃烧有正面作用。当α不变时 ,氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低 ;可能存在有最佳二次风率 ,使得燃料氮的转化率最低     

过量空气系数对电站锅炉NO_x排放特性的影响

空气分级燃烧是一种降低NO_x排放的技术,文中在应用该技术的前提下,对不同过量空气系数下的燃烧工况进行了模拟研究。结果表明,随着过量空气系数的增大:1)烟气在炉内停留时间缩短,气流混合强烈,燃烧条件得到优化;2)炉膛火焰中心逐渐下降,主燃区温度不断升高,而炉膛出口烟温却呈下降趋势;3)主燃区CO浓度明显降低,还原性气氛得到减弱;4)炉膛出口NO_x浓度呈增大趋势。     

掺烧石油焦410t_h循环流化床锅炉NO_x排放特性研究

在掺烧石油焦的410 t/h循环流化床锅炉上就运行参数对NOx排放特性的影响进行了试验研究,阐述了燃用烟煤、70％烟煤 30％石油焦和50％无烟煤 50％石油焦等3种不同燃料时,NOx排放浓度随温度、过量空气系数、一次风率和钙硫比等参数变化而改变的规律.结果表明,燃用不同燃料,NOx排放浓度与其挥发分含量呈正相关关系;随温度的提高,NOx排放浓度增大;炉膛气氛对NOx排放浓度影响巨大,随过量空气系数和一次风率增大,NOx排放浓度增大;随钙硫摩尔比增大,NOx排放浓度减小.试验结果对掺烧石油焦的循环流化床锅炉运行具有参考作用.     

生物质成型燃料链条锅炉结渣特性试验研究

为研究生物质成型燃料的结渣特性,本文采用生物质成型燃料链条锅炉燃烧设备,选择5种生物质成型燃料,采用工业锅炉节能监测方法和结渣率测定方法,对炉膛温度、过量空气系数及炉渣成分和灰熔融特征温度等对结渣率的影响进行了试验研究。试验结果表明,炉膛温度越高,过量空气系数越高,结渣率就越高;对大多数生物质成型燃料来说,软化温度越低,结渣率越高;当软化温度超过1 368℃时,不会发生结渣,燃用生物质成型燃料的锅炉,炉膛的出口烟温应低于1 000℃,可以减少结渣。另外,结渣也与生物质灰渣中的Si元素、碱金属元素及碱土金属元素有关,碱土金属可以抑制结渣,而碱金属和Si元素可促使结渣,从而为设计适合生物质成型燃料燃烧设备及改善燃料的燃烧性能提供依据。     

CFB锅炉燃烧福建无烟煤低排污运行的工业型试验

在一台75t／h的工业循环流化床锅炉进行试验，测试过量空气系数、二次风率和煤种变化对燃用福建无烟煤的循环流化床锅炉运行中NOx、SO2、C0等污染物排放及飞灰燃烬度的影响，结果表明，在一定的过量空气范围内随过量空气系数的增大，NOx的排放浓度降低；CO的排放浓度降低；飞灰含碳量显著减少；SO2的排放浓度减少并趋于稳定，在一定范围内提高过量空气系数对于以福建无烟煤为燃料的CFB锅炉的炉内自脱硫燃烧有正面作用。当a不变时，氮氧化物的排放浓度随二次风率的增加而降低；可能存在有最佳二次风率，使得燃料氮的转化率最低。     

链条炉运行参数对燃烧及NOx排放的影响

通过数值模拟的方法研究了过量空气系数、配风方式、空气预热温度和炉排转速等运行参数对床层燃烧和氮氧化物排放特性的影响。研究结果表明:过量空气系数增大可加快床层整体反应速率,缩短反应区长度,增大床层表面氮氧化物质量浓度;合理推迟配风有利于扩展反应区整体长度,充分利用整个炉排;适当降低炉排转速有利于提高煤着火及前期反应速率,稍缩短总体反应区间;提高空气预热温度有利于煤着火和前期反应速率的提高,且有利于煤的燃尽。     

燃尽风对燃气锅炉燃烧特性影响的模拟研究

针对某台额定蒸发量为75 t/hπ型燃气锅炉NO_x排放量较高的问题,在过量空气系数为1.2的条件下,采用空气分级低氮燃烧方式对其进行改造,在燃气流量一定的条件下分别对原工况以及5种不同燃尽风风量改造方案下炉内温度分布、氧气及NO_x质量浓度分布进行数值模拟,确定了较优的燃尽风风量占比。结果表明:在NO_x质量浓度最高的区域添加燃尽风,新鲜冷空气加入明显降低了炉膛内高温区域的平均温度,有利于降低NO_x的生成;综合考虑炉膛内温度分布及出口截面NO_x排放质量浓度,燃尽风风量占比为10%的改造方案较优。     

重整加热炉低NO_X燃烧器数值模拟

以国内某石化工厂的重整加热炉为分析对象,采用计算流体力学(CFD)方法对其炉内不同空气温度、不同过量空气系数工况下的燃烧状况进行数值模拟,得出了重整加热炉低NO_X燃烧过程中的速度场、温度场和氮氧化物分布特性,分析了不同空气温度、过量空气系数下的各流场特点,和其对NO_X生成的影响。研究结果反应了一定的趋势,对重整加热炉的设计、布置和运行提供了指导。     

超细煤粉燃烧氮氧化物释放特性的研究

通过试验和数值模拟，对超细煤粉在一维热态煤粉炉内燃烧时煤粉粒度、炉膛温度、过量空气系数、煤种等因素对NOx释放特性的影响规律进行了研究。研究结果表明：超细煤粉NOx的排放浓度低于常规粒度煤粉；NOx的排放浓度，随过量空气系数的增加而明显增加；煤种不同，NOx释放规律不同，煤粉超细化后，龙口褐煤的排放量明显减少，晋城无烟煤则变化不大；NOx的排放浓度随温度的升高而升高，但温度升高到一定值后，NOx的排放浓度却呈现下降趋势。以超细煤粉作为再燃燃料，NOx的还原率将比常规粒度煤粉再燃有所提高，褐煤作为再燃燃料时，效果更明显。模拟计算与试验结果较为吻合。图6表2参2