水平与垂直浓淡煤粉燃烧方式气固混合理论及实验分析

针对切向燃烧锅炉燃用劣质煤时的稳燃及水冷壁高温腐蚀等问题,采用PDA测量系统,对水平浓淡及垂直浓淡两种煤粉燃烧方式下的气固两相混合规律,进行了实验研究与数值模拟分析。结果表明：与垂直浓淡煤粉燃烧方式相比,水平浓淡煤粉燃烧方式在稳燃、低NOx排放、防结渣、防高温腐蚀等方面具有更优良的性能。图12表1参5     

同心反切燃烧器系统炉内多相流动特性试验及数值模拟

同心反切燃烧系统已在多台１２５ＭＷ和３００ＭＷ机组锅炉上应用，并取得了较好的稳燃和防结渣效果。本文在冷炉及大型冷模试验台上对同心反切燃烧系统进行了试验，并用投影法对炉内空气动力场进行了数值模拟，得出了在不同二次风反切角度时，炉内速度场、实际切圆直径变化、炉膛出口速度均匀性等结果。这些结果对同心反切系统的设计、运行调整具有参考价值。     

水平浓谈风煤粉燃烧器低负荷稳燃性能的试验研究

通过水平浓淡风煤粉燃烧器气固混合特性的试验研究及在320MW双炉膛锅炉上的应用表明：该燃烧器具有较强的低负荷稳燃能力，同时具有燃烧效率高，防结渣及防水冷壁高温腐蚀性能。在减少电厂低负荷稳燃用油方面经济效益显著。图8参4     

600 MW偏转二次风系统锅炉炉内结渣特性的数值模拟

偏转二次风系统已广泛应用于大型四角切圆燃烧锅炉，用以报制炉内结渣，防止水冷壁高温腐蚀等。为降低炉膛出口扭转残余，通常采和下部二次风大角度正切、上部二次风和OFA风反切的布置方式。本文对某台采用偏转二次风系统的600MW燃煤四角切圆燃烧锅炉的炉内结渣过程进行模拟，对炉内气固相流动、温度场、气固相燃烧、固相向水冷的输运过程和灰粒在水冷壁上的附生长过程进行了数值模拟，结果表明，偏转二次风系统具有较强的防结渣性能，这一点也被锅炉的实际运行所证实。     

水平浓淡风煤粉燃烧器低负荷稳燃性能的试验研究

通过水平浓淡风煤粉燃烧器气固混合特性的试验研究及在 3 2 0 MW双炉膛锅炉上的应用表明 :该燃烧器具有较强的低负荷稳燃能力 ,同时具有燃烧效率高 ,防结渣及防水冷壁高温腐蚀性能。在减少电厂低负荷稳燃用油方面经济效益显著。图 8参 4     

同心反切燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动的影响

四角切圆燃烧锅炉中各角一、二次风风速均衡是提高锅炉燃烧效率 ,防止炉内火焰中心偏移、炉膛结渣的重要因素。但大容量锅炉多采用直吹式制粉系统 ,且送粉管道阻力不均 ,燃烧器数量众多 ,易发生配风不均。采用数值模拟方法对采用同心反切二次风系统的某 3 0 0MW四角切圆燃烧锅炉四角配风不均对炉内多相流动特性进行了多工况模拟。获得了配风不均对炉内切圆中心、颗粒运动轨迹、贴壁风速等的影响。同时就配风不均对采用同心反切二次风系统和不采用二次风反切技术的四角燃烧系统的影响进行了比较 ,结果表明 ,采用同心反切系统的四角燃烧锅炉对配风偏差更为敏感 ,应引起设计和运行人员的注意     

煤粉调节器的开发应用

针对风扇磨制粉系统燃用混煤时燃烧经济性和稳定性差的现状,根据气固两相流动特性开发研制了了锅炉煤粉调节器。该项节器具有将下一次风中的较大颗粒转移至中一次风的功能,应用于双辽发电厂两台1021t/h锅炉上,取得了减少炉渣含碳量、提高燃尺度,调节主蒸汽和再蒸汽温度的效果。     

防水冷壁高温腐蚀的煤粉燃烧技术及工业性试验研究

通过对大型电站四角切圆煤粉燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀原因的分析,从燃烧的角度提出了水平浓淡分离、单喷嘴分级燃烧,以及通过一次风射流生而改善炉内燃烧两相流场,从而解决高温腐蚀的煤粉燃烧技术。结合在大型煤粉炉上的工业性试验研究,证明了水平浓淡工粉燃烧器具有较强的防水冷壁高温腐蚀及高效、低负荷稳燃、防结渣和低ＮＯｘ排放的性能。     

3种型号W火焰锅炉结渣特性的数值模拟

采用结渣模型耦合气固两相流动燃烧模型,对3种不同型号W火焰锅炉的结渣特性进行了多工况数值模拟,结合实际运行状况,对结渣位置、程度及原因进行了对比分析.结果表明:在燃用结渣倾向相同的煤时,不同型号锅炉的结渣特性有明显差异,这是由于炉膛结构尺寸、下炉膛热力参数、燃烧器类型、分级二次风配风方式等不同造成的;切停侧边燃烧器、降低锅炉负荷和燃用结渣倾向低的煤都能有效减轻侧墙结渣,显著改善锅炉结渣特性.为此,提出了防止W火焰锅炉结渣的措施.     

同心反切圆燃烧技术试验研究和数值模拟

根据纯几何相似模化理论对某300MW引进燃烧技术,锅炉按1：13．9比例小建立模型试验台。通过对不同二次风反切角度、反切层数及其组合反切方式下的炉膛、烟道中的气流、颗粒流动特性进行了试验研究和数值模拟,得到了不同二次风反切方式下炉内气流、颗粒运动规律,并提出燃烧器上半部分二次风递增反切的设计概念。     

O2/CO2气氛下炉内煤粉切圆燃烧数值研究

对某电厂600 MW切圆燃烧锅炉进行了O2/CO2气氛下炉内流动、传热和燃烧过程的数值研究。结果表明:在O2/CO2气氛下,随着氧气摩尔浓度的增加,炉内温度升高,高温区变大,对煤粉的着火燃烧有利;但考虑到燃烧器安全和水冷壁结渣,氧气摩尔浓度不能太高,对燃用文中煤质的锅炉其极限摩尔浓度在40%至45%之间。O2/CO2气氛对现有切圆燃烧锅炉的上层燃烧器煤粉的燃烧影响较小,对下层燃烧器煤粉的燃烧影响较大。与空气气氛煤粉燃烧相比,炉内火焰中心上移,且在氧气摩尔浓度不太高时,炉内温度分布特性有利于防止水冷壁的结渣。     

天然气再燃对炉内燃烧及流动影响的数值模拟

以1台220 t/h四角切圆煤粉炉为研究对象,采用CFD计算软件Fluent6.2对天然气再燃系统的喷射方式进行了数值模拟.研究了再燃气体及燃尽风采用切向喷射和前后墙对冲喷射对炉内NOx和CO浓度分布、温度分布以及气流旋流数的影响.结果表明:再燃气体及燃尽风的喷射方式对炉内CO浓度分布和温度分布的影响不大,但再燃气体及燃尽风采用对冲喷射时,降低NOx排放的效果好于切向喷射,并有利于减小炉膛出口气流的旋流数.     

300 MW墙式切圆锅炉水冷壁超温的数值模拟与燃烧优化

某300 MW四墙切圆燃烧锅炉在实际运行过程中一直存在着燃烧器区域的火焰刷墙与高温腐蚀现象,导致燃烧器区域水冷壁易超温,严重影响机组的安全运行.通过现场试验与数值模拟,分析了产生以上问题的原因,并针对性地提出了相应的燃烧器改造与优化方案.结果表明:造成水冷壁超温与高温腐蚀的主要原因是燃烧时火焰产生的切圆过大、火焰气流距...     

Simulation of dual firing of hydrogen-rich reformate and JP-8 surrogate in a swirling combustor

Flame control, particularly at very lean conditions, is a critical requirement for external combustion power sources such as thermoelectric and thermophotovoltaic generators. The availability of in-situ produced hydrogen from JP-8 fuel reforming presents a potential supply of hydrogen at the application site, such as the battlefield, without adding a second fuel to the logistics system. This research investigates the use of small amounts of hydrogen co-fired with JP-8 for improved energy efficiency, operational flexibility and environmental protection. Numerical simulations were conducted in a 6 kW (thermal) swirling flow combustor under different conditions. The simulations use hydrogen and a single hydrocarbon surrogate for JP-8 with a 4-step reaction mechanism. It also examined the effect of using hydrogen-rich reformate containing hydrogen, carbon monoxide and other gases dual-fired with JP-8. Results showed that at lean conditions, dual firing of hydrogen or reformate with JP-8 provided improved fuel conversion, better flame stability and higher fuel burnout. Dual firing hydrogen-rich reformate and JP-8 led to increased burner capacity, reduced system size and weight requirements. However, dual firing with hydrogen provided little benefit to JP-8 combustion under stoichiometric or fuel rich conditions because they were limited by mixing rather than chemical kinetics. These results indicate that dual firing of hydrogen with JP-8 is a promising method for improving lean flame stability and burner control. This has the potential to enable small scale power applications with specific temperature requirements such as thermoelectric and thermophotovoltaic generators.     

2008t/h四角燃烧煤粉锅炉烟温偏差实炉测试分析

大型四角切圆燃烧锅炉的烟、汽温度偏差对其安全运行具有重要影响。在2008t/h锅炉上,对不同负荷工况下炉膛上部屏区烟温及屏式过热器壁温进行了测试。结果表明,汽温左高右低,大致成W型分布形态,而烟温呈M型分布,与汽温分布状态峰谷反向对应。认为炉膛上部空间残余旋转形成沿屏区宽度烟气流量的不均匀分布,因而烟气对受热面的冲刷强度不同,导致屏间烟气换热量存有差异,这是烟、汽温偏差产生的根本原因。     

四角燃烧无烟煤锅炉稳燃性能分析

针对某电厂125MW四角燃烧无烟煤锅炉运行时稳燃能力差，不具有调峰能力、热风温度低于设计值、再热器两侧气温偏差较大等问题，分析了问题产生的原因，对样2炉进行了改造，改造后进行了配风和锅炉效率试验。对燃烧器的改造，采取了一次风进一步集中，将一二次风之间的距离拉开、油枪位置上提、三次风改为更利于燃烧的自引式、炉膛中增敷了卫燃带等技术措施，提高了炉膛的温度水平，更利于无烟煤的着火、燃烧。燃烧器改造后，锅炉的稳燃能力提高，不投油最低负荷达到了65％。     

Effect of hydrogen addition on the structure and stabilization of a micro-jet methane diffusion flame

The micro-jet diffusion flame can act as the heat source for the micro power generation systems due to some advantages. The present work investigates the effect of hydrogen addition on the structure and stabilization of micro-jet methane diffusion flame by numerical simulation. The results show that the oval flame becomes more and more circular with the increase of hydrogen addition fraction. The addition of hydrogen remarkably suppresses the increase of the flame height with the inlet velocity. The methane sharply decreases around the outlet of the micro-jet tube due to the high fresh fuel temperature. The intermediate species (e.g., H₂ and CO) increase sharply before the flame front, and they are consumed sharply within the flame front. With the increase of hydrogen addition fraction, the concentration gradients of reactive species increase before the flame front, while the flame temperature decreases. In addition, with the increase of hydrogen addition fraction, the micro-jet flame root shifts toward the tube-wall and downstream direction at the radial and axial directions, respectively, and the addition of hydrogen decreases the anchoring temperature of the micro-jet flame root, which is conductive to improve the flame stabilization. Meanwhile, a large hydrogen addition fraction is detrimental for the flame stabilization in terms of the thermal interaction between the micro-jet flame and tube-wall. However, the positive effects brought by a large hydrogen addition fraction are noticeably larger than the adjunctive negative effects. This study not only provides the guideline for further expanding the operating range of the micro-jet methane diffusion flame but also helps us to gain insights into the mechanism of hydrogen addition on improving the flame stabilization.     

四角切圆燃烧无烟煤锅炉设计浅析

着重阐述了 30 0MW四角切圆燃烧锅炉 ,在充分考虑了无烟煤着火难、燃烬难等特点的情况下 ,利用合理的整体布置和燃烧器的选型 ,成功地达到了机组 5 0 %MCR负荷不投油稳定燃烧 ,为四角切圆燃烧锅炉在燃用无烟煤煤种的技术领域提供了有力的借鉴     

直吹式制粉系统着火事故分析与技术措施

对神头第一发电厂 8号炉直吹式制粉系统着火事故进行了分析 ,认为制粉系统泄漏、分离器后风粉混合物温度高和炉膛掉灰渣等是造成制粉系统着火的主要原因 ,并提出了相应的预防和处理措施     

大容量锅炉烟侧热力偏差和攻关研究成效

锅炉现有多种燃烧方式，都会发生燃烧产物的能量不平衡，影响工质吸热均匀性。切圆旋转燃烧在未消除残余旋转时，引起对流烟道两侧较大烟温偏差，当与工质吸热偏差迭加后增大热偏差，甚至发生再热器起温爆管。通过多年试验研究，查明了起因，找到了改善措施，经多台锅炉实炉改进后验证试验，取得较好成效，现已总结经验推广应用。