径向浓淡旋流燃烧器气固流动特性的实验研究及其对燃烧的影响

在气固两相实验台上采用三维ＰＤＡ系统对径向浓淡旋流煤粉燃烧器及蜗壳燃烧器出口的气固流动特性进行了试验,发现前者在中心回流区边缘附近形成了较高的颗粒浓度,中心回流区中颗粒浓度也较大,后者在中心回流区及边缘附近颗粒浓度较小,壁面区域则较大,分析了两相流动特性对燃烧器性能的影响,并通过工业试验进行了验证,表明径向浓淡旋流煤粉燃烧器是一种同时具有高效,稳燃,低污染,防止结渣和防止高温腐蚀的新一代旋流燃烧器     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器调节特性的研究

径向浓淡旋流煤粉燃烧器将浓淡燃烧与分级燃烧有机地结合为一体，是一种同时具有高效、稳燃、低ＮＯｘ排放、防结渣及防高温腐蚀性能的新一代旋流燃烧器。通过在４１０ｔ／ｈ及６７０ｔ／ｈ锅炉上的冷态及热态试验，研究了直流二次风、中心风及一次风对射流结构及实际运行的影响，给出了新型燃烧器的运行操作方法，其中一些结论也适用于其它旋流煤粉燃烧器     

可控粉煤浓淡旋流燃烧器着火稳燃的简化模型及其在旋流回流？…

介绍了可控浓淡旋流燃烧器浓淡分离的原理及试验结果,利用回流区搅拌均匀反应热理论模型,结合风粉射流浓淡分离特点及颗粒浓度分布实验结果,通过热质交换平衡分析,建立了一个旋流燃烧器浓淡煤粉在回流区着火及气流火焰稳定性综合模型,求解得到燃烧器稳定着火燃烧的特征参数及燃烧器结构、运行参数地着火的影响,获得使煤粉稳燃的最小回流区长度及主流煤粉浓度,并结合工业性试验结果,对模型进行了验证。     

风包粉煤粉燃烧原理及实验研究

提出了组织煤粉燃烧的负包粉原理,即在煤粉着火形成高温、高煤粉浓度区域,这一外侧即在近水产瓴 空气为主的氧化性气氛区域,风包偻的形式,这一原理在燃烧器中年份浓淡系列煤粉燃烧技术、旋流浓淡燃烧技术。通过单相冷态、大两相冷态、热态实验室实验及工业冷、热态试验,分析和验证了该原理对煤粉着火、燃尽、ＮＯＸ生成、结渣及高温腐蚀的综合影响。     

浓淡偏差直流燃烧器炉内燃烧过程及NOx生成的数值模拟

对浓淡偏差直流燃烧器炉内燃烧过程及NOx生成进行了数值模拟，研究了改变浓淡比和煤粉量分配对炉内燃烧过程及NOX生成量的影响，研究和比较了水平浓淡偏差燃烧器与垂直浓淡偏差燃烧器的燃烧特性以及NO x排放特性。     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器流动特性研究及应用

利用一维热膜风速仪系统测量了新型径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口的湍流流场,研究了一次风率和旋流二次风率对新型旋流燃烧器单相冷态流场流动特性的影响。在燃用贫煤和烟煤采用不同一次风率６７０ｔ／ｈ锅炉上工业性试验表明,径向浓淡旋流煤粉燃烧器具有高的燃烧效率、低的氮氧化物（ＮＯｘ）排放量,长期运行没有发现炉膛结渣和水冷壁管高温腐蚀,在燃用贫煤５２％、燃用烟煤５０％锅炉额定负荷下可长时间无助燃油稳定运行。     

径向浓淡旋流燃烧技术在燃用贫煤锅炉上的应用

在乏气送粉燃用贫煤的马头发电总厂＃５锅炉上,采用径向浓淡分离技术将其双蜗壳燃烧器改为径向浓淡旋流煤粉燃烧器,提高了锅炉额定负荷时的热效率,低负荷稳燃能力也有了显著提高。     

HXWR型旋流煤粉燃烧器在户县热电厂5号炉上的应用

针对户县热电厂5号炉燃烧器存在的问题，利用浓淡燃烧等技术，研制了一种负荷适应性强、调节性能好、设备连续运行可靠性高的HKWR型旋流煤粉燃烧器，应用效果良好。     

W火焰炉低负荷稳燃问题的数值模拟研究

以珞璜电厂32号炉为研究对象，应用CFX—TASCflow软件对燃烧器两相流场及炉内燃烧过程进行了数值模拟。首先根据试验测定的松藻无烟煤的着火温度及其与煤粉浓度的关系，优化设计了燃烧器浓淡分离装置。在确定单只燃烧器改造方案的基础上，提出了“多稳燃中心”的全炉浓淡燃烧方案。最后通过数值模拟证明其有效性与可行性。     

减轻前后墙对冲旋流燃烧锅炉结渣的试验研究

某630 MW前后墙对冲旋流燃烧锅炉中上层燃烧器周围及燃尽风区域存在严重结渣问题,威胁机组安全运行。在通过观火孔查看结渣情况并分析锅炉改造后新型燃烧器特性的基础上,结合现场测试及煤质分析结果,认为燃用煤种灰熔点低挥发分高、燃烧器外二次风及燃尽风旋流强度大、结渣区域烟温较高及煤粉偏粗等是造成炉内严重结渣的主要原因。针对上述原因进行了现场调整试验,最终缓解了锅炉严重结渣问题。     

发电厂多工况下四角切向燃烧锅炉数值模拟

借助FLUENT软件平台,在5种不同煤种、4种不同配风方式下,对发电厂220 t/h四角切向燃烧煤粉锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。模拟结果表明:炉内最高温度出现在燃烧器区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低。不同热值的煤种在燃烧器喷口截面燃烧所得到的平均温度不同,不同二次风配风方式和不同的一次风率都对温度场有着较大的影响。     

300MW四角切圆煤粉锅炉燃烧和NO_x排放的数值模拟

运用国际上最先进的TASCFLOW软件平台与大型燃煤锅炉炉膛的数值模拟计算软件COALFIRE,对1台300MW四角切圆煤粉锅炉炉内流动、传热、燃烧及污染物的排放规律进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛温度最高的地方出现在燃烧器区域;炉内各组分浓度分布与温度分布有密切的关系;炉膛出口氧量为6.4%左右;NOx的生成主要在炉膛的燃烧器区域,沿炉膛高度浓度逐渐减小。同时也得出了炉内壁面热负荷的分布规律。     

三次风对四角切圆锅炉燃烧和NOx排放的影响

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,对在额定负荷下单磨、双磨和无磨3种不同运行方式炉内的流动、燃烧及污染物生成进行数值模拟计算。计算结果表明,无论是单磨、双磨还是无磨运行,炉内最高温度均出现在燃烧器区域,温度分布与各组分浓度分布有着对应关系,高温区对应CO高浓度区和CO2,O2低浓度区。炉膛出口NOx浓度的高低顺序是：无磨最高,单磨次之,双磨最低。其主要原因是单磨运行形成的空气分级燃烧使得主燃烧区达到低氧燃烧,以及三次风含煤粉的再燃作用;双磨运行三次风量和含粉量更多,空气分级作用和再燃作用更强。炉膛出口烟温的高低顺序是：双磨最高,单磨次之,无磨最低。3种运行状态下的燃尽过程中HCN和焦炭N的氧化使得NO在炉膛高度沿程均有上升趋势。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

低NOx改造方案中煤粉再燃风喷口位置的选择

针对国内某热电公司410 t/h四角切圆燃烧锅炉,基于CFD软件平台,采用常规煤粉做再燃燃料,在额定负荷下分别对原有方案和4种不同再燃风喷口位置的改造方案的炉内燃烧及污染物生成进行数值模拟,选择出最优方案实施改造。结果表明,再燃改造燃烧器区间增大,燃烧器区域容积热负荷qv降低,可以有效降低炉膛最高温度,从而抑制热力型NOx的生成。主燃区低氧燃烧可以抑制NOx的生成,使得进入再燃区具有较低的NOx浓度,还原效果更好。再燃风喷口位置越低,受主燃区的干扰越大,还原效果差;再燃风喷口位置越高,停留时间短,还原效果也差,同时炉膛出口烟温越高,飞灰含碳量也越高;选择合适的再燃风喷口位置,可以取得较好的还原效果。通过采用主燃区低氧燃烧,选择合适的再燃风喷口位置,以及燃尽风的作用,使得改造脱硝率达到47.66%,而且锅炉各参数运行稳定,同时锅炉热效率也略有增加,因此对于灰分较低的易燃尽烟煤来说,实施常规煤粉再燃改造可以获得比较满意的效果。工程实践表明,数值计算结果与实际运行数据吻合良好。     

水平浓淡风煤粉燃烧器调节特性的数值模拟及工业性试验研究

采用近流线数值计算方法,对具有复杂喷嘴形状的水平浓淡风燃烧器在四角切圆流场中一次风射流的刚性进行了详细的数值模拟计算,并结合在300MW四角切圆煤粉燃烧锅炉上的应用和工业性试验研究,得出了通过调节侧二次风与一次风的动量比,来调节一次风射流刚性、控制一次风射流的偏斜,进而改善炉内燃烧两相流场、水冷壁壁面附近的烟气气氛,同时实现了防水冷壁高温腐蚀,提高了煤粉的着火、稳燃的燃烧性能的结论。     

水平燃料分级对煤粉炉燃烧特性影响的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,对一台600 MWe燃烧褐煤的四角切向燃烧煤粉炉的燃烧与流动特性进行了研究,深入比较和了解水平燃料分级燃烧改造前后炉内燃烧与流动特性的不同,为该技术的进一步优化和燃烧调整提供依据。     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

燃煤锅炉低NO_x燃烧技术节点功能区的应用

在燃煤锅炉燃烧系统主燃区引入节点功能区的概念,运用浓淡煤粉燃烧器和贴壁风技术,将相邻2层一次风喷口中的下层设计为上浓下淡煤粉喷口,将上层设计为下浓上淡煤粉喷口,设置2层一次风喷口之间的二次风与一次风小角度偏置,同时在中间二次风两侧布置贴壁风,利用CFD数值模拟软件计算煤粉燃烧过程中节点功能区的速度场、温度场及O2和CO浓度场分布,使燃烧系统实现了稳燃、低NOx排放、防结焦及防高温腐蚀等多重功能。应用结果表明,运用节点功能区的低NOx燃烧系统中,NOx排放浓度减少50%～70%,飞灰可燃物含量无明显升高,结焦现象得到改善。     

1GW单炉膛双切圆炉内煤粉燃烧过程的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS,选择合理的数学模型,对1台1GW超超临界单炉膛双切圆炉内的煤粉燃烧过程进行数值模拟,得出了炉内主燃区各截面上的速度场以及温度分布规律。结果表明,燃烧器布置在前后墙导致主燃区下﹑中层区域炉内气流为斜椭圆形,上部区域为长轴基本平行于两侧墙的椭圆形;温度在斜椭圆长轴所指的水冷壁附近局部区域较高,形成“热角”区域,在其它主燃区的水冷壁附近温度较低,且在温度较高的水冷壁附近均存在气流刷壁现象,热态运行时易形成高温腐蚀和结渣条件;针对这一问题,改变主燃区配风方式,因此,综合考虑结渣、焦炭燃尽效果以及NO排放量这几个因素,正宝塔配风方式下的工况较优。