一次风扩口角对旋流燃烧器影响的数值模拟

为了改进燃烧器设计，提出了一次风扩口角度改变对同轴旋流燃烧器影响的数值模拟方法.该方法采用重整化群 RNG κ-ε双方程湍流模型，针对燃烧器出口区域冷态流场进行数值模拟，通过比较旋流燃烧器不同一次风扩口角度情况下，回流区尺寸的变化和流场分布规律.结果表明，旋转射流轴向速度受一次风扩口角变化影响不大，其切向速度在旋流外围服从拟等势旋涡规律和在旋流中心服从刚体旋转规律；随一次风扩口角度的增大，回流区径向尺寸绝对增大，轴向尺寸先增加后减小；一次风扩口角度的增大，引起径向压力梯度的增大，从而形成了多次回流区域的存在.     

二次风风量对旋流燃烧器气固流动特性的影响

为了研究低NOx旋流燃烧器出口流场特性以及其与水冷壁高温腐蚀的相关性,使用三维颗粒动态分析仪（PDA）测量了不同二次风风量下的低NOx旋流燃烧器出口附近的轴向、径向、切向以及湍动速度分布、回流区的形状、颗粒浓度分布以及颗粒粒径分布.结果表明：在该燃烧器出口附近有一个环形回流区,回流区的大小以及位于二次风区域的径向速度和切向速度都随着二次风风量的增大而增大;颗粒浓度呈现内浓外淡的分布,随着二次风风量的减小,这种趋势更加明显;位于中心区域的粒径略小于外围颗粒直径,二次风风量对其影响较小;颗粒的集中分布容易导致煤粉不易燃尽.气流携带煤粉可能冲刷水冷壁,造成高温腐蚀.因颗粒直径为内小外大的分布,这使得较大的颗粒容易穿过回流区到达壁面造成水冷壁沉积腐蚀.     

齿型扩口对旋流燃烧器流动特性影响的研究

采用－维热膜探针多方位转动法，在径向浓淡旋流煤粉燃烧器冷模式试验台，研究了在齿型和普通型两种中心扩口下旋流煤粉燃烧器出口气流的空气动力持性，试验得到了冷态旋转射流的时均速度，湍流应力，偏斜因子的测量结果，分析测量结果可见，齿型中心扩口下中心回流区直径减小，相对回流率较普通型中心扩口增加20％，同时在中心回流区边界附近湍流脉动强度明显提高，湍流正应力提高1倍以上，湍流剪切应力提高3倍以上，在主流区湍流流瞬时速度的概率密度函数更快趋向于完全随机的高斯分布，在齿型中心扩口下，出口射流的回流强度及湍流脉动强度的提高，有利于强化煤粉气流的燃烧反应。     

旋流煤粉燃烧器强化分级特性的试验研究

就一种新型结构－楔型扩嘴进行了模化试验。以降低径向浓缩旋流煤粉燃烧器ＮＯｘ排放,提高其低负荷稳燃能力。分析了该楔型扩嘴对旋转复合射流空气动力特性的影响,为旋流煤粉燃烧器的燃烧运行调整和设计改造提供理论依据。     

径向浓缩旋流人燃烧器的特性及应用

旋流煤粉燃烧器的一次风径向浓缩，强化了其分级燃烧特性，提高了燃烧的稳定性，并具备了防上上水冷壁高温腐蚀和结渣的能力，该特性由径向浓缩旋流煤粉燃烧器的冷态混合特性试验及在电厂锅炉燃烧器的改造应用中得到证实。     

径向浓缩旋流煤粉燃烧器的特性及应用

旋流煤粉燃烧器的一次风径向浓缩，强化了其分级燃烧特性，提高了燃烧的稳定性，并具备了防止水冷壁高温腐蚀和结渣的能力．该特性由径向浓缩旋流煤粉燃烧器的冷态混合特性试验及在电厂锅炉燃烧器的改造应用中得到证实     

静电网格系统在旋流燃烧器流场测量中的应用

为了解决旋流燃烧器出口气固两相流的颗粒浓度测量问题,提出能够测量大空间范围内气固两相流的静电网格法,设计了静电网格系统,并将该系统应用于测量旋流燃烧器出口的气固两相流场.研究结果表明：静电网格法能够测量大空间内的气固两相流的颗粒相对浓度场,测得结果可定性地反映实际浓度场|当内、外二次风风速保持不变时,一次风风速和给料速率的增加会导致回流区的减小.     

窑用多通道燃烧器回流区的三维数值模拟

在采用重整化群（RNG）k—ε模型对水泥窑用多通道燃烧器进行数值模拟的基础上，针对影响燃烧器性能的重要指标一回流区进行讨论，将三维条件下燃烧器的流场分布与传统燃烧器流场进行对比，提出了三维条件下燃烧器回流区分为中心回流区、内回流区、外回流区3个回流区的分布模型，并分析了影响回流区的直流风和旋流风2个重要因素。结果表明：旋流风的速度变化对回流区的影响比其他因素的影响更大，旋流风速度适当增大可以增大回流区的范围，而当旋流风速度过大时，外回流区消失。     

关于低氮燃烧器掺烧不同煤质的改造

对东锅DGl025／18．2-Ⅱ4型锅炉所配备的百叶窗式水平浓淡燃烧器进行改造,采用分层燃烧技术,保留原主燃烧区域基本格局不变,一次风喷口采用宽钝体大回流式垂直浓淡燃烧器;增大底部AA层二次风喷口,使托粉能力增强;将Y层三次风下移到C、D两组燃烧器之间,将三次风中携带的煤粉送人主燃烧区域的高温区域;在A层燃烧器区域增加微油点火装置;在三次风附近低温区域布置适量卫燃带,优化煤粉燃尽条件,并保证主、再热蒸汽气温。改造后锅炉效率提高了2．52％,且锅炉运行正常。     

旋流风对窑用四通道燃烧器气相流场的影响

通过数值模拟的方法，采用重整化群(RNG)K-ε方程，分析了旋流风速度和旋流角的变化对四通道燃烧器的气相流场的影响。结果表明：旋流风速度增大，回流区增大且燃烧器径向外移，旋流角减小，回流区增大，沿轴向前移。在此基础上针对低挥发分煤挥发分少，着火点高，燃烬时间长的特点，提出应同时提高旋流风速度和减小旋流角的低挥发分煤燃烧技术，对于工业上合理选择燃烧器的工作参数及燃用低挥发分煤有重要的指导意义。     

旋流燃烧器出口气固两相流场的 光学波动法测量研究

为了精确测量旋流燃烧器出口的固相质量分数和颗粒细度,介绍了光学波动法测量固相质量分数的基本原理,并在气固两相流实验台上采用基于光学波动法的激光探针测量固相质量分数,对不同的一、二次配风条件下的回流区大小、扩散特性以及质量分数分布变化进行了测量研究.试验结果表明：在燃烧器出口流场中,固相质量分数最高点和气相速度的最高点均处于二次风口附近,在离燃烧器出口0~200 mm范围内,气相速度衰减迅速,而固相质量分数的衰减缓慢;各次风对固相质量分数分布的作用各不相同：一次风大小的改变对中心回流区内固相质量分数影响微弱,主要影响周边区域;增强内二次风对增强回流区内的固相质量分数的差异最为明显;增加外二次风限制了颗粒对外扩散,固相质量分数的分布在周向上更加均匀.     

Experimental study and numerical simulation of gas-particle flows with radial bias combustion and centrally fuel rich swirl burners

Numerical simulation is applied to gas-particle flows of the primary and the secondary air ducts and burner region, and of two kinds of swirl burners. The modeling results of Radial Bias Combustion （RBC） burner well agreed with the data from the three-dimensional Phase-Doppler anemometry （PDA） experiment by Li, et al. The modeling test conducted in a 1025 t/h boiler was to study the quality of aerodynamics for a Central Fuel Rich （CFR） burner, and the Internal Recirculation Zone （IRZ） was measured. In addition, gas-particle flows with a CFR burner were investigated by numerical simulation, whose results accorded with the test data fundamentally. By analyzing the distribution of gas velocity and trajectories of particles respectively, it is found that the primary air＇ s rigidity of CFR burner is stronger than that of RBC burner, and the primary air mixes with the secondary air later. Furthermore, high concentration region of pulverized coal exists in the burner＇ s central zone whose atmosphere is reduced, and trajectories of particles in IRZ of CFR burner are longer than that of RBC burner. They are favorable to coal＇ s ignition and the reduction of NOx emission.     

MLP型煤粉两焰烧咀动力特性的试验研究

本文总结、叙述并讨论了《MLP 型煤粉两焰烧咀》的动力特性的试验研究结果。MLP 型烧咀所形成的平展形流股(火焰)及火炬形流股(火焰)的轴向最大速度、切向最大速度及轴向最大负压的衰减速度不随总风量的变化而变化。对于平展形流股,旋流区的尺寸随总风量的增加而增加。对于火炬式流股,旋流区不随总风量的变化而变化。     

一次风反切减轻高温腐蚀数值模拟研究

高温腐蚀是电站锅炉爆管的主要原因之一.本文针对某四角切圆燃烧锅炉的实际情况,进行了一次风反切的数值模拟研究.计算结果表明,采用不同角度反切后各层射流切圆均有不同程度的减小,贴壁风速明显降低,最大切向速度也有所降低;大量煤粉颗粒被分离在靠近炉膛中心的区域,实现“风包煤”的燃烧方式,防止炉膛水冷壁高温腐蚀.同时因主气流切圆...     

W火焰锅炉炉内三维流场和颗粒运动轨迹的数值模拟

W火焰锅炉具有独特的炉膛和烟气流动结构,适用于低挥发份劣质煤发电,炉膛配风和煤粉颗粒对W火焰锅炉形成良好的炉内燃烧和保证安全高效洁净燃烧影响显著.针对300 MW W火焰锅炉,采用RNGk~ε和DPM模型数值研究了不同工况下W火焰锅炉炉内三维流场和煤粉颗粒运动轨迹,分析了炉膛配风和煤粉粒径对流场特性的影响.研究表明:配风对流场对称性影响很大,不合理的配风可导致火焰"短路"和气流冲刷冷灰斗.炉膛折焰角结构决定了对称的配风形成非对称流场,但增加前墙配风速度可有效平衡折焰角效应.当前后墙配风比为1.05时流场对称性最佳.下炉膛冷灰斗区双旋涡流动结构可增强煤粉气流热质交换,增加煤粉停留时间,有利于煤粉燃尽.随粒径增大,煤粉深入下炉膛平均深度越大,煤粉在燃烧炉膛内停留时间先增大后减小,存在最佳煤粉粒径.研究结果对大容量W火焰锅炉设计和燃烧调整有意义.     

CFD prediction of physical field for multi-air channel pulverized coal burner in rotary kiln

A 3-D numerical simulation with CFX software on physical field of multi-air channel coal burner in rotary kiln was carried out. The effects of various operational and structural parameters on flame feature and temperature distribution were investigated. A thermal measurement was conducted on a rotary kiln （4.5 m in diameter, 90 m in length） with four-air channel coal burner to determine the boundary conditions and to verify the simulation results. The calculation result shows that the distribution of velocity near burner exit is saddle-like; recirculation zones near nozzle and wall are useful for mixture primary air with coal and high temperature fume. A little central airflow can avoid coal backing up and cool nozzle. Adjusting the ratio of internal airflow to outer airflow is an effective and major means to regulate flame and temperature distribution in sintering region. Large whirlcone angle can intensify disturbution range at flame root to accelerate ignition and mixture. Large coal size can reduce high temperature region and result in coal combusting insufficiently. Too much combustion air will lengthen flame and increase heat loss.     

光角散射法测量气固两相自由射流中颗粒运动的速度

气固两相等温自由射流的研究对改善煤粉喷射燃烧效率,提高燃料利用率具有重要意义。为测量两相等温自由射流中颗粒相的速度场,作者根据Mie散射理论设计建立了一套激光角散射测速装置,并用该装置在气固两相流试验台上进行了颗粒运动速度的测量。试验物料采用氧化铝粉末,筛分范围为48～153μm。实测结果与毕托管测得的单相气流速度分布进行了比较,两者相吻合。可以预期在结构工艺上加以完善即可用于生产过程。