反扩散火焰的多波长温度测量研究

多波长测量方法被用于乙烯/空气反扩散火焰的温度以及发射率测量。通过采用高光谱仪对600～900 nm范围内的燃烧火焰辐射进行采集,计算出不同空气与乙烯流量下反扩散火焰的温度以及发射率二维分布,得出反扩散火焰的温度高温区位于火焰两翼的内侧,发射率峰值区主要位于火焰两翼以及顶部区域,反扩散火焰的最高温度随着空气和乙烯流量的增加而增加,发射率大小与空气流量呈正比关系,与乙烯流量呈反比关系等结论。结果表明:常规扩散火焰和反扩散火焰温度、发射率的测量技术可以应用于电站锅炉燃烧火焰等实际火焰的测量。     

甲烷对冲扩散火焰NOx生成动力学特性研究

根据NOx化学基元反应机理,通过化学动力学方法研究了甲烷燃烧不同工况下NOx的生成特性,分析影响NOx生成的主要因素。研究结果表明:甲烷对冲火焰基元反应机理GRI-Mech2.11对NO浓度预测值比GRI-Mech3.0更接近实际试验值;燃烧速度梯度增加,甲烷燃烧着火提前,NO的排放浓度降低较多;燃烧当量比减少,燃烧高温区域增加,NO的排放浓度基本没有变化;采用高温空气燃烧技术时,降低高温空气中的氧量可以有效降低NOx的排放。     

甲烷扩散火焰的富氧燃烧特性

富氧燃烧被认为是最具潜力的大规模碳捕集技术,近年来备受推崇。富氧工况下气体组分的变化会对燃烧过程产生较大的影响。以非预混同轴热伴流火焰系统的甲烷燃烧过程为研究对象,对富氧燃烧特性受H_2O、O_2和CO_2等不同组分所具有的物理性质和化学性质的影响进行深入且系统地研究。研究结果显示,CO_2所具有的化学特性、热力特性以及扩散特性都能促使火焰温度下降,而CO浓度升高的原因在于CO_2所具有的化学特性,并且辐射特性无法显著影响甲烷的燃烧。此外,在富氧和常规空气2种燃烧环境下,O_2浓度的升高能够显著提升火焰的温度,CO浓度也随之提升,火焰面积缩减。H_2O浓度的提升也会导致火焰面积缩减,且低O_2时更加明显。此外,H_2O浓度的增加使CO浓度降低,O_2/CO_2氛围中O_2浓度越高,CO降低越显著。     

声波对锥形预混火焰表面温度脉动的影响

在燃气轮机燃烧室中，当不稳定的燃烧过程与声波相互耦合时，就会产生自激的振动。文中主要研究甲烷-空气预混锥形火焰对声波扰动的响应。采用精细热电偶测量火焰的温度脉动。在没有声波扰动时，火焰表面温度出现20Hz的特征频率。在施加50Hz声波扰动后，火焰的表面的温度出现50Hz、25Hz、100Hz和150Hz的特征频率。施加其它频率的声波扰动时，火焰出现类似的现象。预混火焰对声波扰动的谐波、分谐波和高阶谐波响应并存。     

炉底漏风对火焰形态和排烟温度的影响

为了揭示炉底漏风进入炉膛后排烟温度大幅度升高但空气预热器入口烟气温度无明显变化的原因,采用计算流体力学模拟方法对炉底部漏风进入炉膛后火焰形态的变化规律进行了研究,结果表明：炉底漏风对燃烧器区以上的火焰形态和火焰中心几乎无影响,当漏风率达到总风量10%时,炉膛出口火焰温度增加15.7 ℃;基于空气预热器换热的热平衡推导了炉底漏风使通过空气预器风量减少引起排烟温度升高的关系式,解释了炉底漏风后空气预热器入口烟温不变、排烟温度大幅变化的现象,可以作为该领域相关技术工作的参考及借鉴。     

600MW“W”火焰锅炉临界火焰保护动作原因分析及预防

针对某电厂#1机组600MW"W"火焰锅炉发生的临界火焰保护动作问题进行分析。分析结果表明,一次调频试验中,当机组负荷降低15MW时,在关磨煤机容量风门过程中,一次风机B失速,造成锅炉燃烧不稳,部分煤火检丧失,触发临界火焰保护动作,锅炉MFT。通过采取平衡风机出力、减小烟风系统阻力、系统压力与流量匹配运行和加强监视及时处理等一系列改进和预防措施,提高了机组今后运行的安全稳定性。     

预混气温度及多孔材料特性对多孔介质表面火焰的影响

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器结构,以甲烷/空气为预混气实验考察了预混气初始温度多孔壁面材料对多孔介质平面火焰形成、燃烧特性的影响。实验表明:在低当量比工况下(≤0.8)由于预混气初始温度升高可以有效降低多孔板对火焰的影响(热损失),可以有效地拓宽平面火焰形成范围。当量比较大时(0.8),由于甲烷在多孔板内部消耗,多孔表面火焰温度反而下降。不同材料的多孔板对火焰的影响主要由于导热系数差异引起,而且在火焰温度较低的时候明显。当火焰温度较高时几乎没影响。导热系数越小,多孔介质壁面温度越低。     

甲烷燃烧强化实验中电压和频率对火焰的影响

燃烧强化是在未燃烧的气体燃料或者可燃混合气中进行介质阻挡放电,从而提高燃料的点火性能、燃烧速度和稳定性等燃烧特性的一种技术。为此,利用一种同轴介质阻挡放电结构对甲烷进行放电,然后将处理后的甲烷与空气混合、燃烧。对甲烷气体做了多种频率下的介质阻挡放电处理,观察处理后的燃烧火焰,在电压逐步升高的情况下,研究电压对火焰的影响,以及通过各种频率下的对比得出频率对火焰的影响规律,并做了光谱实验进行分析。结果表明,火焰形态随电压和频率的不同而有区别,其中还发生了甲烷的转化反应,一些在甲烷燃烧过程中重要的光谱波段在放电后有较明显的提高。     

炉膛火焰温度场图象处理试验研究

借助于计算机图象获取、处理技术，本文提出了一种简单有效的全炉膛火焰二维温度场分布计测方法。以辐射定律为基础对这种方法的基本原理和特点进行了介绍。然后，对一台试验炉的燃烧火焰进行了实验测定，对所摄图象进行了滤波等必要的处理，最后显示了火焰的温度场，以及对燃烧火焰的初步诊断结果。可望将此方法应用于电站锅炉的燃烧监测与管理系统中。     

实时监控锅炉燃烧状态的火焰在线监测系统

火焰在线监测系统采用光纤及摄像机对火焰燃烧的状况实施在线监测,并对采集的光波进行频谱分析,得到燃烧产物的成分,该系统不仅及时为提高锅炉燃烧效率提供调整依据,而且还为降低气体污染物排放提供运行参考依据。     

基于模糊模式与火焰图像特征量的燃烧状态识别方法

通过对火焰图像进行分析，提取出火焰亮度、火焰面积、质心偏移距离和圆形度等7个特征量，应用模糊模式建立识别模型，根据最大隶属度判别火焰的燃烧状态。模型识别结果表明，此方法识别准确率高，计算速度快，适合实际应用。     

火焰中心高度对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

火焰中心位置是影响W型锅炉燃烧的重要因素.利用数值模拟技术对某电厂300MW机组W型火焰锅炉炉内燃烧进行了3个工况的计算.通过分析各个工况下炉内温度场、侧墙结渣原因、Nox排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量得出,炉内火焰中心位置下移时,下炉膛内温度水平升高,侧墙附近和炉膛中部压差减小,Nox排放量明显降低,炉膛出口处飞灰含碳量基本上呈线性降低.     

主导火焰技术在600 MW机组W型火焰燃烧锅炉中的应用

聊城发电厂1号机组投产后,最高调度负荷600MW,最低调度负荷360MW。在机组低负荷运行期间,锅炉稳燃性能较差,当炉内动力场稍有扰动时,即会引起燃烧恶化,甚至引发锅炉灭火。为此,提出W型燃烧主导火焰的概念,并利用主导火焰技术进行燃烧调整,取得较好效果。     

低挥发分煤种与W型火焰锅炉

根据西安热工研究院有限公司对我国低挥发分煤种燃烧特性的研究成果及对现役W型火焰锅炉运行实绩的调研分析，认为燃用低挥发分煤种的W型火焰锅炉飞灰可燃物偏高的主要原因是对低挥发分煤种的着火和燃尽特性认识不足，设计煤粉细度偏粗；炉膛参数选取失当，炉膛偏小。对此提出了深入了解设计煤种特性、审慎选择燃烧方式、准确选择炉膛特性参数、合理选择煤粉细度，以及适当加大磨煤机出力裕度等建议和相应的技术对策。     

运用彩色CCD测量火焰温度场的校正算法

讨论了基于彩色ＣＣＤ（电荷耦顺件）的火焰测量的比色法,对其主要两个误差来源（带宽和灰度）进行了分析,提出了误差校正方法。在某电厂的锅炉上进行了验证性试验,结果表明,这种测温方法方便可行,具有一定的应用前景。     

一种火焰辐射图像探头的标定方法

以黑体炉为辐射热源，利用数字图像处理技术对一组火焰图像探进行了标定，标定结果可用于火焰图像比色法测温及电站锅炉炉膛火焰图像监测系统。     

气脉冲发生器中火焰传播与压力变化的研究

燃烧气脉冲发生器用于电厂锅炉除灰，其工作原理是预混可燃气体在右端部分开口在内部有障碍物的容器中快速燃烧，以形成一定的压力脉冲，并产生作用于积灰表面的射流和冲击波，火焰在端流扰动装置的作用下不断加速，容器中的压力不断上升，火焰传播愈快，压力波形愈陡，压力锋值愈高，针对这些现象，该文进行了实验和理论研究。主要研究了乙炔，水煤气，液化石油气和甲烷4种燃料，在不同燃料浓度，不同阻塞比时对火焰传播和压力上升的影响，计算和实验结果对实验应用有指导作用。     

分形理论在火焰稳定性诊断中的应用

该文将分形理论运用于火焰稳定性的研究，提出一种基于分形特征的图像分割方法，把火焰从背景中分离出来。此方法适应性比较好，并具有良好的抗噪性能。同时通过实验表明，除了传统常用的反映火焰燃烧状态的特征参量外，分形维数也可作为一个反映火焰稳定性的图像指标，运用到火焰稳定性诊断中去。     

乙烷预混火焰多环芳烃生成动力学模拟

随着环保标准要求的不断提高，燃烧过程中生成的多环芳烃（PAHs）越来越受到人们的关注。在通过对PAHs气相反应模型分析的基础上，运用详细的化学反应动力学机理，计算了常压下乙烷层流火焰中多环芳烃的生成浓度，计算预测值同实验值吻合得比较好。同时，运用敏感性分析的方法，找出了形成苯的最主要的反应，发现影响苯生成的反应在距出口约0．15cm的地方影响最明显，之后又逐渐平缓。通过不同燃烧当量比的敏感性分析比较发现，影响苯生成的最主要基元反应没有发生变化，但每个反应所起到的作用发生了明显的变化，表现为原来促成苯生成的基元反应随着燃烧当量比的增加，促成苯生成的作用在减弱，原来抑制苯生成的基元反应，其抑制作用进一步增强。通过对影响A1～A4生成最主要反应的净产率比较发现，反应净产率变化最大的地方基本集中在火焰出口0．15-0．4cm的反应区域内。     

PCA和SVM在火焰监测中的应用研究

通过对火焰图像进行分析,提取火焰亮度、火焰面积、质心偏移距离和圆形度等7个特征量.然后基于主元分析技术,提出一种对燃烧火焰稳定性进行监视和诊断的方法,采用Hotelling T2和Q两个统计量对每一时刻的图像数据向量进行监测,检验是否超过各自的控制限,只要这两个统计量之一越限,则可判定燃烧出现异常.实验结果表明:该方法能够在线实时地、有效地识别、判断火焰的燃烧状态,并且将结果以Q图、Hotelling T2图和主元图的形式直观地表示出来;该文同时应用支持向量机方法分别对特征向量和原始图像数据进行识别分类,结果表明基于主元分析原理和支持向量机方法所得到的结果是一致的.