蓄热冷态烧嘴结构优化的模拟研究

高温和低氧是高温空气燃烧技术的两个基本特点,蓄热烧嘴的结构对炉内氧浓度的分布具有决定性影响.应用Fluent软件计算了蓄热烧嘴在冷态工况下结构和炉内氧浓度分布的关系,并通过实验进行了验证.     

射流夹角对炉内烟气浓度和流速分布影响的数值模拟

采用Fluent软件,研究了射流夹角对高温蓄热式加热炉炉内烟气浓度和流速分布的影响因素。研究结果表明:当夹角为20°~35°时,在炉中心形成很大的漩涡,流速分布比较均匀,因此对应的温度比较均匀,并且当烧嘴夹角为35°时,NO生成量少,对环境污染最小。     

蓄热式燃烧器优化设计数值模拟

借助于数值模拟的方法,完成了蓄热烧嘴的优化设计,分析了蓄热式烧嘴关键结构——空气和煤气喷口距离及入射角度对燃烧流场、温度场和浓度场的影响,结果表明:(1)烧嘴喷口距离在15D～20D间调整和角度在3°～9°间改变对炉内整体温度水平和温差大小结果影响不大,燃烧高温区主要集中在炉膛的中部,温度梯度较小,温度分布很均匀,炉膛中心区域内温度差在100℃以内。(2)烧嘴喷口间距小时,喷口角度不宜过大,否则会出现燃烧不完全现象。当烧嘴喷口间距过大时,喷口角度不能过大也不能过小。综合分析确定烧嘴结构在18D、5°组合状态下燃烧效果最优,性能最稳定。最后通过实验证明实验烧嘴炉内温度场和浓度场分布规律与计算结果一致。     

蓄热式高温实验炉的优化设计及其实现

在详细分析了蓄热式高温空气燃烧技术的主要特点的基础上,针对某公司拟开发的"蓄热式高温空气燃烧实验炉"的设计要求,进行了数值优化计算和控制方案设计.所设计的实验炉其主要特点表现在以下几方面:蓄热烧嘴及蓄热体可方便拆装,便于对不同材质和不同结构的蓄热式烧嘴进行研究;设有数根可灵活调节流量的炉底冷却水管,保证实验期间的炉温稳定;在蓄热体内和炉膛等重点研究对象中都埋有数量不等的热电偶,可通过监控画面、历史趋势、数据报表等方便地得到相关实验数据;实验炉的上位机组态软件采用著名的工控组态软件iFIX,使控制系统具有良好的开放性、安全性和扩展性.所设计的"蓄热高温实验炉"为今后进行高水平的实验研究提供了稳定可靠的实验平台.     

天然气单蓄热烧嘴富氧燃烧的数值模拟

建立了天然气单蓄热烧嘴的物理模型和数学模型,采用CFD软件对蓄热式烧嘴的燃烧过程进行了三维数值模拟。研究表明:氧气浓度的提高可以提高炉内温度,增加火焰的长度和直径,提高烟气黑度,从而加强炉内的传热。     

蒸馏炉的蓄热回收——小型双床蓄热式烧嘴(译者注)

1 概述 加拿大欧他利欧州Haley的Timminco Metals公司在镁还原挤压工厂的蒸馏炉上安装了双床式(TWINBED)蓄热烧嘴。该天然气烧嘴是利用回收高温烟气的余热预热助燃空气。它的蓄热利用是通过每个烧嘴内的蓄热材料制做的小型蓄热床作为传热媒介而实现的。     

烧嘴喷口间距对炉内温度场、流场和浓度场的影响

以高温蓄热式加热炉为例,运用Fluent软件,研究了烧嘴喷口间距对炉内温度场、流速场分布的影响。研究结果表明:当烧嘴喷口间距增大时,虽然天然气和空气更容易扩散到整个炉膛燃烧,但是若距离增大到超过一定的程度,射流的偏转角度也会增大,造成炉内流速分布不均匀,降低炉膛内的平均温度,同时还会推迟天然气和空气混合,造成燃料燃烧不完全。当烧嘴喷口间距为450 mm时,炉内平均温度最高,而且温度分布最均匀。     

美国蓄热式烧嘴的研究与发展

一、双蓄热床烧嘴系统蓄热式烧嘴是一种组合式烧嘴系统,每个系统有两个蓄热床,因此又可叫做双蓄热床烧嘴系统。这种系统采用了具有较高的蓄热和放热能力的新材料。这种新材料还可以设计出几何结构紧凑和小巧玲珑的蓄热床。这种蓄热式烧嘴系统,具有较短的换向周期,因此换热效率较高。这一系统能够广泛地应用于间歇式炉、再加热炉、辐射管炉和连续加热炉等各种炉型。     

空气单蓄热式烧嘴燃烧过程的数值模拟及其参数优化

文章建立了空气单蓄热式烧嘴的物理数学模型,采用FLUENT软件对蓄热式烧嘴的燃烧过程进行了三维数值模拟.研究表明,煤气和空气约在炉宽方向6～7m处燃烧完全,炉宽方向3～7m的区域为高温段,温度最高峰值约在5m处;炉内平均温度随煤气负荷和二次空气预热温度的增加而增加,随一次风比例的增加而降低;煤气负荷和二次空气预热温度对炉内温度场分布的影响最为显著,空气系数次之,而一次空气量的影响较小.     

加热炉烟气反吹系统对蓄热体的影响

蓄热式加热炉在煤气换向阀切换为抽烟气时,烧嘴内的残余煤气与高温烟气发生二次燃烧,导致烧嘴局部温度瞬间高于蓄热体的最高使用温度,在高温和氧化铁粉末的共同作用下会造成煤气烧嘴第1层蓄热体出现开裂、变形、气孔堵塞的现象。研究了在加热炉上增设一套烟气反吹系统以解决蓄热体局部过烧的问题。实际应用效果表明,该系统以低温烟气将煤气烧嘴及支管内的残余煤气置换到炉内进行燃烧,不仅能杜绝煤气在烧嘴内发生二次燃烧,有效地控制蓄热体温度,延长其使用寿命,还能大幅度降低烟气中CO的含量,减少化学能耗损失和环境污染。     

变压卷吸式低氧燃烧过程数值模拟

 将收缩 扩张结构用于燃烧器空气通道,通过喉部变压卷吸炉膛中的大量烟气来实现低氧燃烧,同时用该方法对常规燃烧器进行了改进和优化,并借助Fluent软件对优化前后的燃烧器进行了模拟计算,结果表明：优化后的燃烧器使得火焰体积扩大,炉膛的平均温度升高而局部高温区域减少,氮氧化物的生成量大幅降低,减少了污染。     

能谱分析法研究热风炉陶瓷燃烧器特性的冷模拟实验

着重介绍了在冷态实验条件下，用５孔测压探针和能谱分析法，对热风炉自身预热式陶瓷燃烧室的速度场，浓度场进行的测量与确定，从而可定量地确定各种温度条件下空煤气的混合状态。试验表明，其结果可为合理的燃烧器结构设计提供依据。     

直接火焰冲击加热技术的研究与开发

为研发直接火焰冲击加热技术，设计了一种三重同心管逆扩散燃烧直接火焰冲击加热烧嘴，燃气采用丙烷，氧化剂中氧的体积分数为40%～70%，实现富氧燃烧。系统研究了燃气流量、氧化剂氧含量、空气过剩系数、烧嘴内外层通道氧化剂分配比例等燃烧工艺参数对烧嘴火焰形态和燃烧特性的影响，并在此基础上设计出窄间距多火焰烧嘴，提出了高温火焰温度间接测量方法。研究结果表明，三重同心管烧嘴外层通道微小氧化剂流量起到稳定高速火焰的作用。内外层氧化剂流量分配比例为20∶1时，火焰温度最高。各种燃烧工艺条件下，火焰温度都随着氧化剂中氧含量的增加而增加，火焰温度最高点距烧嘴出口的距离在70～120mm范围内。     

吸入式U型辐射管烧嘴的实验研究

对吸入式U型辐射管烧嘴进行了实验研究,得到了烧嘴的P-V曲线。实验表明:采用分级燃烧方式合理控制助燃空气一次风、二次风的配比,可改善烧嘴的燃烧强度、火焰长度及辐射管的表面温度分布;分级燃烧对抑制NOx的生成有重要的作用。     

套筒式陶瓷燃烧器能力不足的探讨

通过理论分析得出了煤气热值下降和陶瓷燃烧器的结构不合理是导致套筒式陶瓷燃烧器能力不足的主要原因,模型实验证明了燃烧器的结构是其主要因素,实验表明,该燃烧器空气通道系统的阻力明显偏大、空烧气通道阻力不匹配、煤气出口速度颁和空煤气混合气流分布极其不均,混合效果不理想,理论分析和模型实验为新设计陶瓷燃烧器指明了方向。     

广钢DC60t电炉吹氧技术的应用

本文重点介绍了广钢电炉厂DC60t电炉使用油氧烧嘴-拉瓦尔烧嘴的新技术，采用此技术取得的显著效益及电炉吹氧技术的发展趋势。     

一种新型高速热风烤窑燃烧器的研制

文章介绍了一种新型高速热风烤窑燃烧器的结构及原理，并对其进行了热态试验，试验表明由于其独特的喷嘴和壳体结构，该燃烧器具有负荷调节比大，低温下燃烧急定、完全，且不冒黑烟、不结焦，燃气温度可实现无级调节等优良性能，实际应用中取得了很好的经济效益和社会效益。     

KMY燃烧技术在铜精炼炉上的应用

KMY燃油燃烧器是一种新型结构的气泡雾化重油烧嘴,具有高效节能、降低烧损、减少污染和调节方便等优点,是我国率先研制具有90年代国际先进水平的燃油烧嘴。大力普及这种新型烧嘴,对各企业节油和提高经济效益、缓和我国燃油供需矛盾、减少烧嘴对环境的污染以及提高整体工艺技术水平都有着非常重要的意义。本文介绍该技术在铜精炼炉上的应用实践、存在问题和建议。     

一炉三段直接炼铅工艺自动化控制的自主创新

介绍了云南锡业股份有限公司在"一炉三段"直接炼铅工艺自动化控制中,在喷枪位置测量、保温烧嘴、氧势控制、空压机防喘振控制及余热锅炉汽包水位控制等方面的自主创新成果。