叶片特性和中心风量对一种煤气燃烧器冷态流场的影响

基于高温煤气燃烧特点和对煤气燃烧器的要求,本研究提出了一种新型煤气燃烧器,并建立了冷态试验台架,利用等温模化方法将燃烧器内部结构及运行工况对流场分布的影响进行了冷态试验.试验表明:叶片的旋流角度为60°时比45°和30°时产生的旋流强度大,有利于高温煤气与配风在燃烧室内的旋流混合效果,但同时旋流衰减也在加快；此外,具有8个叶片的燃烧器比6叶片燃烧器的旋流效果好,但流场阻力大；中心风量从额定工况的0.8倍增加到1.2倍时,旋流对直流的影响减弱,有利于火焰形状的改变；叶片到喷口的距离从65mm减小到零时,旋流效果变的明显,有利于气流混合.冷态试验结果对该燃烧器的优化设计和进一步热态试验提供借鉴和参考.     

旋流预混合燃烧器基本性能的冷态试验研究

针对多联产系统中热值较低、成份可变的弛放气和粗煤气的燃烧利用,设计了可调旋流强度预混合燃烧器来获得弛放气和粗煤气的高效、低污染稳定燃烧.利用电子微压计和热线风速仪分别对影响燃烧器阻力特性及喷口旋流强度的各个因素进行了冷态试验研究,得到了各种因素对旋流燃烧器基本性能的影响规律.结果表明:对于30°、45°、60°倾角的旋流叶片,燃烧器进入第二自模化区的临界雷诺数为11 000,对应的阻力系数分别为0.209、0.269、0.428;对于3种倾角旋流叶片,当芯管离开喷口缩口断面的无量纲距离不小于0.25~0.5时,喷口处气体旋流强度不再改变.     

叶片数量和一次风率对双调风旋流燃烧器流场的影响

在冷态实验台和两台1025t/h锅炉上,利用等温模化方法对双调风旋流燃烧器的空气动力特性进行了冷态试验。试验表明:具有12个内二次风叶片的双调风旋流燃烧器回流区最大直径、长度与燃烧器最外层直径之比分别在1.38、1.48以上,扩展角大于80°,可卷吸足够的高温烟气及时引燃煤粉;在具有8个内二次风叶片时,没有回流区,扩展角在61.9°和69.5°之间,不利于稳定燃烧。采用较低的一次风率具有较大的回流区,有利于稳定燃烧。     

双调风旋流煤粉燃烧器技术特点分析与研究

通过对某电厂500MW机组双调风旋流煤粉燃烧器的冷态模化试验，分析了内扩口、中心风、旋流叶片对燃烧器射流的影响规律，研究了燃烧器内回流区的形成机理及燃烧器的调节性能，对核燃烧器的技术特点进行了综合讨论。     

不同叶片角度下煤气锅炉的旋流混合特性研究

钢厂副产煤气热值低、着火稳定性差，存在热效率低、燃烧不稳定等问题。旋流燃烧可加强燃料和氧气的混合，同时产生回流区预热未燃气体进而稳定燃烧，但目前副产煤气的旋流混合特性尚不清晰。基于计算流体力学方法，对某钢厂锅炉18 500 kW燃烧器进行研究，分析不同叶片角度和内外旋向下的混合特性。结果表明，在空气叶片角度一定时，燃气叶片角度越大混合效率越高，且内外通道旋向相反时具有更高的混合效率。在燃气叶片角度一定时，若内外旋向相同，改变空气叶片角度对混合效率只具有微小影响，若内外旋向相反，改变空气叶片角度混合效率有较明显的变化，但变化趋势并不单调。研究结果对煤气锅炉旋流燃烧器的设计具有重要的指导意义。     

低NO_x旋流燃烧器的数值模拟

HT-NR3型低氮旋流燃烧器在我国大型电站锅炉中应用较多,但很多采用HT-NR3型燃烧器的锅炉侧墙水冷壁经常发生严重的高温腐蚀问题。文中通过数值模拟的方法研究了该旋流燃烧器的火焰和污染物排放特点,分析了燃烧器外二次风叶片角度对NOx的排放和水冷壁腐蚀之间的关系。模拟结果表明:燃烧器炉膛出口处焦炭颗粒的浓度、回流区的尺寸在叶片角度为45°时分别达到最小和最大。在叶片角度为45°时煤粉颗粒燃尽情况较好,因而在不考虑灰分的情况下,能够减少颗粒物对水冷壁的冲刷。炉膛出口处的NO浓度的统计显示,45°叶片时较其他两个工况的NO浓度稍高。     

旋流燃烧器扩口角度对其气固两相流场的影响

采用激光多普勒测速仪(PDA)对某低氮旋流燃烧器模型的出口流场进行了详细测量,得到了气相和颗粒相的速度及颗粒体积流量分布.结果表明:当燃烧器扩口角度从30°增大到45°时,环形回流区的最大径向跨度从40mm增加到70mm,最大回流速度从1.97m/s增大到2.45m/s;回流区的变大有利于延缓二次风与一次风的混合,能够减少NOx的生成量;当燃烧器扩口角度为60°时,二次风出现了"飞边"现象,一次风与二次风之间形成一个较大的低速回流区,但是它无法卷吸足够多的高温烟气,导致燃烧不能正常进行.     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器喷口结构优化的实验研究

本文主要针对径向浓淡旋流煤粉燃烧器中心扩口存在的磨损问题在一单相实验台上对燃烧器喷口结构进行了冷态优化实验。研究结果表明 :扩口磨损缩小了燃烧器回流区 ,直接导致了燃烧器稳燃性下降。本文取消中心扩口后 ,提出了将燃烧器的一次风扩口内置 ,保持扩口的角度为 2 0°,可保持燃烧器的回流区达到未磨损时的状态。     

合成气低旋流燃烧器设计与流动结构的分析

设计了一个合成气低旋流燃烧器,采用PIV技术对不同负荷下的冷态流场进行了测量,并比较分析了不同中心射流流速对旋流流场的影响.结果表明:流场中出现中心回流区时的旋流数与中心流速无关,高旋流与低旋流的分界点为S＝0.7;流场中的轴向速度、径向速度和湍动能均关于燃烧器中心轴线对称;中心轴线上无量纲轴向速度的分布与中心射流流速(负荷)无关,燃烧器出口下游形成一个发散低速区,有利于稳定充分燃烧;随中心射流速度的增大,径向速度成正比增大,湍动能明显增加.     

新型旋流燃烧器空气动力场冷态试验

为了研究新型旋流燃烧器性能,在大尺寸旋流燃烧器冷态试验台上进行空气动力场测试,研究风门开度和旋流叶片角度等参数变化对流场及风率、燃烧器阻力的影响,.探寻该燃烧器最佳结构,为后期性能优化提供依据。     

低NO_x旋流燃烧器数值模拟与试验研究

本文采用数值模拟计算和实验相结合的方法对低NO_x旋流燃烧器进行如下研究:1、空气动力场分布;2、二次风风箱内各单只燃烧器风量分配;3、不同叶片角度对温度场、速度场、NO_x和CO的影响。研究结果表明:叶片角度的增加会使回流区增大;每只燃烧器分得的风量不尽相同;增加叶片角度和氧气浓度都会使NO_x生成量增加。     

冷态花瓣形旋流燃烧器回流区特性分析

建立了花瓣形旋流燃烧器的物理模型,采用Fluent软件对不同内二次风切向速度下花瓣形旋流燃烧器出口的流场进行了数值模拟,分析了其回流区特性,并与冷态下的试验结果进行比较.结果表明:花瓣形旋流燃烧器能在瓣峰后形成轴向和径向回流区,径向的对流换热能起到很好的稳燃效果,提高了对低品质煤种的适应性;在一定范围内,切向速度越大,轴向回流区形成越快,但过大的切向速度会使径向回流区的面积减小.     

有旋燃烧器的数值模拟

采用κ-ε双方程模型模拟计算了冷态燃气在轴对称渐扩燃烧器内的有旋流动状态;分析了不同旋流强度对速度分布、回流区形状大小的影响及旋流强度与出口速度之间的相互关系;预报了有旋流和无旋流下燃烧器内的流场分布;给出了燃烧器出口速度随旋流强度的变化趋势,为燃烧器设计提供理论依据。     

探究几种因素变化对一种新型低NOx旋流燃烧器冷态空气动力场的影响

该燃烧器是哈尔滨锅炉厂自主研发的新型低NOx旋流燃烧器,空气动力场是其稳定燃烧和降低NOx的关键所在。本文主要探究了几种重要因素变化对该燃烧器冷态空气动力场的影响,结果表明:减小稳燃齿面积,总回流区面积变小,扩展角稍变大;缩短中心风管,总回流区面积有明显增加,扩展角变化不大;减小二三四次风的通流面积,回流区总面积有明显增加,扩展角变化不大;煤粉浓缩器向燃烧器内缩进,对回流区面积影响极小,但扩展角有所增大。     

采用旋流煤粉燃烧方式的1 025 t/h锅炉结渣原因的工业试验

针对采用旋流煤粉燃烧方式燃用贫煤的1025 t/h锅炉结渣问题,进行了冷、热态工业试验．结果表明,采用双调风旋流燃烧器的锅炉中、下层燃烧器区域结渣；高负荷结渣严重,低负荷结渣情况有所减缓,但掉渣更加频繁；锅炉前墙燃烧器区温度高于后墙．双调风旋流燃烧器和中心给粉燃烧器都具有大且稳定的回流区,并有较大的扩展角；下层燃烧器采用中心给粉旋流煤粉燃烧器可有效避免结渣．     

切向叶片角度对中心给粉旋流燃烧器气固流动特性影响

利用三维激光多普勒测速仪,在气固两相实验台上,对不同切向叶片角度下中心给粉旋流燃烧器出口区域的气固流动特性进行了研究,获得了三种切向叶片角度下的三维平均速度和颗粒体积浓度的分布。结果显示,随着切向叶片角度的减小,轴向、径向和切向平均速度峰值都增加,回流区尺寸和旋流数也增大。同时,在x/d=0.1～0.7截面,随着切向叶片角度的减小,在燃烧器中心区域的颗粒体积流量峰值增加。     

煤粉锅炉旋流燃烧器冷态流场数值模拟

旋流煤粉燃烧器因具备形成中心回流区,卷吸高温烟气,促进煤粉着火等显著优势和特点,在电站锅炉中的应用日益广泛.而旋流煤粉燃烧器的流动情况对锅炉的稳定燃烧和安全运行都具有重要影响.通过建立物理模型和数学模型,对旋流燃烧器进行了三维数值计算得到燃烧器中钝体形状、二次风速及外二次风叶片角度等因素对回流区产生的具体影响.计算结果...     

配风方式对花瓣燃烧器出口流场影响的研究

建立了花瓣燃烧器的物理模型,采用Fluent软件对不同一、二次风速度时花瓣燃烧器冷态下的流场进行了计算,分析了一、二次风配风方式对此种燃烧器出口流场的影响.结果表明:一次风的存在使回流区减小,稳燃能力降低,但能调整回流区与燃烧器出口的距离,避免了结渣等问题的发生;当一次风速度一定时,增大内二次风合速度,轴向回流区变大,能改善燃烧效果;调整内二次风叶片角度,增大内二次风切向速度,径向回流区变小,轴向回流区增大;针对不同的煤种,需选择适当的一、二次风速度,增大轴向或径向回流区以提高稳燃能力.     

几何结构对贫油直喷燃烧室流场特性影响的研究

基于现有单点贫油直喷燃烧室,采用数值模拟方法研究了头部几何角度对燃烧室流场特性的影响。分别对比了冷态与燃烧态条件下不同头部几何角对燃烧室轴向速度分布、燃烧效率、总压损失等特性的影响。研究表明:在所研究的几何角度范围内,冷态下头部几何角度对回流区的长度影响很小,对回流区内轴向速度分布具有较大影响。燃烧态下随着头部几何角度的增加,回流区轴向尺寸逐渐增加,中轴线上轴向速度值逐渐降低。燃烧室的出口平均温度、燃烧效率、总压恢复系数基本保持不变,60°结构产生的NO_x生成量最低,30°结构产生的NO_x生成量最高。     

贫预混低旋流燃烧器吹脱极限和流场的测量

贫预混低旋旋流燃烧是增强火焰稳定性和控制NOx排放的有效手段,旋流器安装角对于火焰稳定性和流场结构具有重要影响。对两个不同安装角的低旋流燃烧器吹脱极限和冷、热态流场进行了测量分析。结果表明,吹脱旋流数与当量比呈线性关系,旋流器安装角较大时燃烧器稳定火焰的能力受当量比的影响较大。发散角、回流区和湍动能均受旋流器安装角变化的影响。