新型旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场的PDPA实验研究

针对电站锅炉燃用煤种多变和负荷多变的问题,提出了一种新型的旋流燃烧技术,即利用在一次风管中加装浓缩煤粉构件实行煤粉浓淡分离的旋流浓淡煤粉燃烧器。使用三维相位多普勒颗粒分析仪对旋流浓淡煤粉燃烧器和双调风旋流煤粉燃烧器出口区域气固两相流场进行了实验研究,得出了两种不同燃烧器几何结构下的气固两相流场和颗粒浓度场,并进行了理论分析。     

弯管和文丘里管组合结构燃烧器内气固两相流动的数值分析

通过数值计算方法研究了弯管和文丘里管组合结构燃烧器的浓淡分离特性,分析了煤粉颗粒直径和煤粉密度变化对燃烧器出口浓淡分离特性的影响．结果表明：弯管和文丘里管组合结构的燃烧器既可以实现浓淡分离,又可以达到煤粉浓侧气流不贴壁和中间给粉的效果;当煤粉颗粒直径为10μm时,浓淡分离效果不明显;当颗粒直径为50μm时,分离效果较好,并且浓度核心的最大煤粉浓度随着St的增大而增大;当颗粒直径为100μm时,随着St的增大,出现了多个浓度核心．     

煤粉浓淡旋流燃烧器喷口气固两相流动的数值模拟

在实验基础上，运用PNG－ASM和FCFSRT模型对煤粉旋流浓淡燃烧器的气固两相流进行数值模拟，并与实验结果进行对比，得出了合理的颗粒速度场和浓度场；比较和计算了浓缩和未浓缩的颗粒场特性，说明了浓淡分离燃烧器的浓淡燃烧的机理；最后对浓淡分离燃烧器煤粉混合特性作了数值模拟，指出了煤粉浓淡混合的区域。     

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流场实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＰＡ）对旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域冷态两相流动特性进行了实验研究,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、不同煤粉浓缩构件遮盖度、不同旋流二次风和直流二次风配比下的气固两相流场和浓度场的分布规律,并进行了讨论分析。     

水平浓淡煤粉燃烧器的研究

文中对四角布置的水平浓淡煤粉燃烧器进行了试验研究和理论分析,并与ＷＲ燃烧器进行了对比性研究。结果表明：水平浓淡燃烧器比ＷＲ燃烧器的着火提前、着火稳定性的调节范围更宽广。同时,深入分析了浓淡煤粉燃烧器稳定着火的机理,对最佳煤粉浓度进行了定量分析、计算结果与本试验数据的偏差为１７．４％。     

水平浓淡煤粉燃烧器内气固两相流的数值模拟

为了揭示煤粉气流在带有弯管、方圆接头、可调浓淡煤粉分离装置及喷口前直管段内的运动轨迹及分离机理,将新型可调水平浓淡煤粉椭圆锥燃烧器喷口前弯管、方圆接头、可调浓淡煤粉分离装置及直管段作为整体,采用RNGK ε模型和随机轨道模型,通过颗粒与流体耦合的PISC算法,对管内气固两相流进行了数值模拟。模拟结果表明弯管是一种经济而有效的煤粉分离装置,可调浓淡煤粉分离装置可调节燃烧器向火侧和背火侧的煤粉浓度,为其进一步完善和广泛应用提供了理论依据。图4参9     

惯性浓淡旋流燃烧器的原理及其在50t_h锅炉上的应用

在径向浓淡旋流煤粉燃烧器的基础上,本文提出了一种新型燃烧器－惯性浓淡旋流煤粉燃烧器,即在燃烧器一次风通道中加入煤粉浓缩器,并将其置于燃烧器喷口较近的位置,一次风粉经过煤粉浓缩器后,形成了由燃烧器中心向外煤粉浓度由高向低的分布趋势,依靠煤粉颗粒的惯性,将这种分布趋势一直保持到燃烧器出口。针对一台燃用烟煤的５０ｔ／ｈ煤粉炉的特点,给出了该燃烧器的布置,介绍了改造前后的运行情况。     

浓淡燃烧技术的应用研究

对煤粉浓淡燃烧方式在锅炉稳燃、降低锅炉燃烧对ＮＯｘ的生成量等方面的作用进行了分析。运用模化理论进行冷态模化试验，提出了在四角直流燃烧器上实现浓淡燃烧的方法，并在国产６７０ｔ／ｈ锅炉上进行了煤粉浓淡燃烧器的工业试验。结果表明，浓淡型燃烧器具有很强的稳燃能力，浓淡燃烧技术是一种值得推广应用的清洁燃烧技术。     

旋流浓淡煤粉燃烧器出口区域气固两相流动特性的实验研究

采用三维相位多普勒颗粒分析仪（ＰＤＡ）对旋流浓淡燃烧器出口区域两相流动特性进行了实验研究,获得了该燃烧器在不同旋流叶片开度、旋流二次风和直流二次风配比下的气固两仃流场和浓度场的分布规律,并且对这些分布规律进行了分析。     

偏流块对直流反浓淡燃烧器出口煤粉分布的影响及阻力分析

数值模拟了一种偏流块与弯管组合结构的煤粉燃烧器,其偏流块的位置异于浓淡型燃烧器,可以实现出口浓度分布均匀.改变偏流块的角度和位置,研究偏流块角度和位置变化对反浓淡效果的影响以及阻力变化.采用Euler - Lagrange方法研究气固两相流动,气相湍流采用RNGk-ε湍流模型模拟方法,固相湍流采用离散随机游动(DRW)...     

火焰稳定和煤粉浓度连续可调的研究：气体动力特性连续可调

为了适应电站锅炉燃煤种类多变和低负荷燃烧稳定的要求，提出了一种新的浓淡偏差的燃烧方式——煤粉浓度连续可调的叶片式燃烧器。本文重点叙述了叶片角度从α＝０°～６０°变化时，气流平均速度分布从比较均匀，变成有较大的速度差，从而形成双峰式的速度分布，并形成一定的回流区；不仅如此，气流的湍流参数，如湍动能，也随着叶片角的增大，几乎成直线地增加，特别是α＝０°～３５°时比较明显。这些参数的变化，对于强化煤粉气流的热质交换和火焰稳定都是非常有利的。     

百叶窗水平浓淡煤粉燃烧器浓淡气流分配的试验研究

百叶窗浓缩器结构参数对水平浓淡煤粉燃烧器的性能有很大的影响。建立了百叶窗浓缩器浓淡气流分配试验台。试验得到了百叶窗浓缩器叶片宽度及叶片布置形式变化时浓淡气流分配的变化规律；当百叶窗浓缩器的阻塞比、叶片倾角相同时，随着叶片宽度的增加，对气流的导向作用加大，浓淡风比值(RQ)增加；当叶片宽度、叶片倾角及叶片级数相同时，叶片布置形式对RQ的影响较小，但总的趋势为远离喷嘴出口处的叶片对气流的导向作用要大一些。图6表2参9     

浓淡型双调风旋流燃烧器的性能及应用

本文对浓淡型双调风旋流燃烧器的空气动力场和气固两相流特性进行了详细的理论分析。并在分析中分别改变二、三次风的旋流强度，以考察各射流的调节特性。从中发现：三次风旋流强度的变化是影响回流区变化的主要因素；因为采用分级送风，射流前期的混合主要是在二、三次风之间。燃烧器一次风管内装有煤粉收集器，煤粉在一次风管内被惯性分离，形成了沿圆周方向煤粉气流浓淡分股；由于一次风出口加装了稳燃环，煤粉有向中心汇集的趋势；稳燃环可实现高煤粉浓度、高温、高湍动度的着火与稳燃以及挥发份剧烈的高温裂解。同时对双调风旋流燃烧器的设计特点和降低NOx生成的机理做了一定的理论分析。     

某电厂220t/h锅炉煤粉燃烧器改造设计方案

为提高某电厂220t/h煤粉锅炉燃烧器低负荷稳燃能力，拟采用浓淡燃烧技术对该炉燃烧器进行改造；下层燃烧器采用水平浓淡燃烧器，上层燃烧器采用上下浓淡燃烧器；为保证低负荷时的主蒸汽温度，上层燃烧器为摆动式燃烧器。     

可调浓度煤粉浓淡燃烧器的数值模拟

采用包括脉动频谱随机轨道模型等气固多相流模型,对新型撞击可调浓度煤粉浓淡燃烧器内部的气相固多相流动进行了数值模拟。研究来流速度,撞击块高度,隔板位置等因素对气相速度场,隔板两侧配风均匀性、颗粒浓度、浓淡分离比的影响,并和仪器模化实验进行对比,计算结果和实验吻合较好,通过分析浓淡分离过程中若干问题的机理,得到了具有工程应用价值的结论。     

一种新型旋流燃烧器的工作特性研究

提出了一种具有新型结构的浓淡式旋流燃烧器,其出口射流由浓淡一次风、内外二次风组成,喷口为特制结构.采用热线风速仪对燃烧器模型出口空气动力场参数进行了测试,同时以颗粒捕集法为手段对一次风粉混合物在经过燃烧器后的气固分离效果进行了试验研究.结果表明：新型燃烧器具有优越且稳定的空气动力场,能够强化回流,提高轴线附近湍动度水平,有利于改善着火条件,抑制NOx污染物的形成;煤粉浓缩装置对实现浓淡分离的作用显著,燃烧器出口浓淡比可达4∶1以上.     

浓淡偏差射流稳定煤粉火焰的燃烧试验研究

利用一种新型煤粉浓淡偏差射流燃烧器,在单火嘴燃烧试验台上对浓淡偏差射流燃烧性能进行的热态模拟试验及其结果。试验结果分析表明：采用局部浓缩的方法提高煤粉浓度,以改变一次风射流中的煤粉浓度分布实现浓淡偏差燃烧,可以有效地强化和稳定燃烧,并具有良好的低负荷稳燃性能。     

一种用于蜗壳式旋流煤煤燃烧器改造的新技术

我国现运行的旋流燃烧器的蜗壳型燃烧器，本文从机理上分析了蜗壳型燃烧器存在的问题及径向浓淡旋煤粉燃烧器的特点，并在一台２１０ＭＷ的机组上对这两种旋流燃烧技术进行了比较，结果表明，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，防结渣及高温腐蚀且调节灵活的新一代旋流燃烧器。     

浓淡煤粉燃烧的试验与理论研究

对浓淡煤粉燃烧技术在四角布置燃烧器锅炉上进行了比较深入的试验研究和理论研究。试验煤种为晋东南无烟煤和铜川贫煤。试验结果和理论分析表明浓淡煤粉燃烧存在最佳煤粉浓淡比。此外，浓淡比对于飞灰含碳量和ＮＯｘ排放量也有较大影响。     

液排渣燃烧器单颗粒捕集在实验基础上的数值求解

液排渣燃烧器二次风从端部高速通过轴向叶片、均匀贴壁进入燃烧室，形成对称的流场分布，其分布的对称性有利于液态颗粒的捕集。煤粉在燃烧器内欠氧燃烧，捕渣率最高可达90％，具有以煤代油的发展潜力，从而可以清洁地应用到工业炉窑等加热设备中。冷态实验条件下，在煤粉不同给入点的情况下，对单颗粒的运动和捕集进行数值求解，计算结果可为煤粉作为烯相的两相流动模拟及设计提供参考。