高温空气燃烧若干因素对NO_x生成量的影响

高温空气燃烧的关键技术之一是获得低氧环境，以降低NOx生成量。通过对与高温空气燃烧技术有关的稀释剂、燃料射流和空气射流速度、燃料射流倾斜角度、燃烧空气散布角、燃料喷嘴和空气喷嘴之间的距离、空气预热温度、燃料预热温度和过量空气系数等因素进行分析，总结了一些因素对NOx生成量的影响，可以为工程技术改造提供建议，实现节能和环保的双重效果。     

高温低氧燃烧过程中NO_x排放规律研究

对高温低氧燃烧过程中NOx的排放规律进行了实验研宄，得到了在不同预热空气温度和不同预热空气含氧量条件下，NOx的排放规律。同时利用CFD通用软件对高温低氧燃烧过程NOx的排放浓度进行了数值计算，获得了一些规律性的关系。     

射流对高温空气燃烧过程中NO_x生成的影响

总结了燃料燃烧过程中NOx的生成机理和各种影响因素，并结合高温空气燃烧（High Temperature Air Combustion-HiTAC）的特点和射流的基本原理，研究了燃料和空气射流的卷吸作用对该燃烧方式NOx生成量的影响。为选择合理的设计与运行参数，实现该燃烧方式的超低NOx排放和高效节能，也为更好地在我国推广和应用这一先进技术提供理论基础。     

加热炉节能燃烧技术

提高燃料热值和空气温度可以提高加热炉炉温，并减少燃烧消耗。在低热值燃料中添加高热值燃料和回收烟气余热预热空气，是加热炉的两项重要的节能燃烧技术。有必要研究最佳燃料混合比和合理选择空气预热器。     

新型低NOx排放高温空气燃烧的数值研究

通过数值模拟对燃料射流环绕空气射流的五喷口高温空气燃烧的燃烧特性进行了研究.详细阐述了燃烧室内燃烧温度和燃烧组分的分布情况,并对NOx生成及其影响因素进行了分析.结果表明:燃烧室出口可燃物浓度低于0.1%,燃烧反应完全;燃烧反应主要发生在燃料射流包围的圆柱体内,沿射流方向,燃烧逐渐向空气射流方向扩大,燃烧过程缓慢,并在燃烧室后半段稳定燃烧;NOx主要在燃烧室的高温区域形成,降低燃烧室内高温区域的氧气浓度是抑制燃烧过程NOx生成的关键,在燃烧室入口附近,NOx的生成受燃料射流的入口温度影响较大.     

燃烧参数影响高温空气燃烧特性的数值分析

高温空气燃烧技术具有高效节能和低NOx排放等多重优越性，是一种新型燃烧技术。为了深入研究高温空气燃烧机理和低氮氧化物排放特性，将湍流N—S方程与扩散燃烧模型和热力型NO生成模型相结合，研究了低氧浓度条件下，燃烧参数，如燃气供应量，过量空气系数，进口空气预热温度以及进口空气氧含量对燃烧的影响，为发展高温空气燃烧技术提供了理论依据。     

层燃炉低NOX再燃烧技术的实验研究

在分析煤燃烧过程中NOx生成及破坏机理的基础上，提出采用再燃烧技术降低层燃炉NOx排放的方法，并通过热态单元体模拟炉，在不同高度上布置再燃燃料喷嘴和燃尽风喷嘴，实验研究了再燃燃料量、再燃区停留时间和主燃区空气过剩系数等因素对层燃炉NOx排放的影响。结果表明：采用再燃烧技术能有效降低NOx的排放，在实验条件下，降低NOx排放的最大值约为60％。图3表1参3     

高温空气燃烧技术的特点及其应用前景

高温空气燃烧技术（HTAC）是九十年代初在日本开发的一项新的燃烧技术，该项技术具有节约燃烧、低NOx排放、热利用率高和减设备尺寸等特点。分析了HTAC的火焰温度分布特征及其可降低NOx排放的原理。高炉煤气、焦炉煤气及94．5％高炉煤气与5．5％焦炉煤气的混合煤气应用于HTAC技术的理论计算结果表明，理论燃烧温度随着预热空气和燃气温度的升高而升高，因此HTAC技术可燃用传统燃烧方式不能使用的低热值燃气。此外，空气、燃气双预热可奖排烟温度将得更低，热利用率提高更高。最后，指出了在燃油、燃气锅炉及煤（或可燃固体废弃物）气化系统中采用HTAC技术的可能性。     

低NOX燃烧技术及其在我国燃煤电站锅炉中的应用

针对我国以煤为主的电力状况，对我国电站锅炉目前采用的低氧燃烧、空气分级和燃料分级燃烧的各影响因素进行了分析和总结，根据采用某些低NOx燃烧技术后尚不能使燃用低挥发份无烟煤、贫煤和劣质烟煤的电站锅炉NOx排放达到国家标准要求的事实，指出了进一步进行降低燃用以上煤种NOx排放水平的空气分级和燃料分级燃烧技术研究的必要。图2参12     

高温空气燃烧技术

高温空气燃烧技术是一项燃烧领域的高新技术。具有不同于传统燃烧技术的新特点。燃料在1200℃高温空气和氧浓度约5％的炉内环境中燃烧，达到高效低污染物排放的要求。本文简要介绍了该技术的基本原理和其中的关键技术，以及最新的低NOx高温空气燃烧器。     

旋流对天然气高温空气燃烧特性影响的数值模拟

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个新型轴向旋流式单烧嘴燃烧室内天然气的高温空气燃烧特性进行了数值研究。采用数值模拟的方法研究了同心式轴向旋流燃烧器（HCASbumer）中螺旋肋片的旋转角度对燃烧特性的影响,其中湍流采用Reynolds应力模型,气相燃烧模拟采用β函数形式的PDF燃烧模型,采用离散坐标法模拟辐射换热过程,NOx模型为热力型与快速型。计算结果表明,对预热空气采用旋转射流时,能明显降低NOx生成量。对于HCAS型燃烧器,随着空气射流旋转角度的增大,燃烧室内的回流区域增大增强,降低了局部的氧体积分数分布,燃烧室中平均温度和最高温度都有所增加,且燃烬程度大幅度提高,而局部高温区缩小,只在靠近入口处出现。总的NOx排放量随着空气射流旋转角度的增大先减小,后增大。因此,适当调整肋片的旋转角度可以降低NOx生成量。     

空气预热温度对燃烧状况的影响

空气预热是有效的节能技术,但预热温度的提高同时带来NOx排放浓度增加的问题。为了了解其规律,本文针对某烯烃厂芳烃加热炉的空气预热改造项目,对不同空气预热温度情况下的燃烧状况和NOx排放规律做了研究。首先利用数值模拟方法,构建了加热炉三维几何模型,将燃烧模型和NOx生成模型结合,对不同空气温度下的燃烧温度和NOx排放进行模拟,对炉膛内部温度分布及NOx排放规律做了研究,最后找出空气预热最佳温度。     

Mechanism analysis on the pulverized coal combustion flame stability and NOx emission in a swirl burner with deep air staging

Low NOx burner and air staged combustion are widely applied to control NOx emission in coal-fired power plants. The gas-solid two-phase flow, pulverized coal combustion and NOx emission characteristics of a single low NOx swirl burner in an existing coal-fired boiler was numerically simulated to analyze the mechanisms of flame stability and in-flame NOx reduction. And the detailed NOx formation and reduction model under fuel rich conditions was employed to optimize NOx emissions for the low NOx burner with air staged combustion of different burner stoichiometric ratios. The results show that the specially-designed swirl burner structures including the pulverized coal concentrator, flame stabilizing ring and baffle plate create an ignition region of high gas temperature, proper oxygen concentration and high pulverized coal concentration near the annular recirculation zone at the burner outlet for flame stability. At the same time, the annular recirculation zone is generated between the primary and secondary air jets to promote the rapid ignition and combustion of pulverized coal particles to consume oxygen, and then a reducing region is formed as fuel-rich environment to contribute to in-flame NO_X reduction. Moreover, the NOx concentration at the outlet of the combustion chamber is greatly reduced when the deep air staged combustion with the burner stoichiometric ratio of 0.75 is adopted, and the CO concentration at the outlet of the combustion chamber can be maintained simultaneously at a low level through the over-fired air injection of high velocity to enhance the mixing of the fresh air with the flue gas, which can provide the optimal solution for lower NOx emission in the existing coal-fired boilers.     

煤绝热燃烧过程损的计算与分析

本文对无烟煤、烟煤、褐煤与泥煤绝热燃烧过程的(火用)损进行了计算与分析,结果表明:提高空气预热温度,降低空气消耗系数,采用富氧燃烧可以降低燃烧过程(火用)损失,而以提高助燃空气的预热温度效果最为显著。因此,在煤的燃烧过程中,应尽可能地把助燃空气预热到较高温度;在空气不预热时,应尽可能在低空气消耗系数下完全燃烧。     

复合分级燃烧对四角切圆锅炉NOx排放特性的影响

采用复合分级燃烧技术对某一燃用褐煤的四角切圆600 MW锅炉进行了低氮燃烧改造。这种复合分级燃烧技术主要是将水平浓淡燃烧技术,燃尽风技术,偏置二次风技术等有机结合起来。改造后,对一次风量,辅助风的配风方式,燃尽风率,燃尽风配风方式,锅炉过量空气系数等对锅炉NOx排放特性的影响进行了研究。在改造和燃烧优化后,锅炉实现了在高效燃烧的同时NOx浓度大幅降低。     

A comprehensive study on NOx emission and fuel nitrogen conversion of solid biomass in bubbling fluidized beds under staged combustion

Despite the relatively low emissions in fluidized-bed combustion, NOx emission for biomass combustion is still a major concern because of increasingly stricter regulations. To realize NOx emission behavior in fluidized beds comprehensively, the effects of bed temperature, excess oxygen, staged combustion, and flue gas recirculation (FGR) are investigated in this study. In particular, three different types of operation are applied in staged combustion to find out the key parameter. The results indicate that NOx emissions increase with both bed temperature and excess oxygen, in which the influence of excess oxygen is greater than the other. Lowering bed temperature by water addition seems to be able to simultaneously reduce NOx emission and agglomerate formation, especially for fuels with high nitrogen content, but the pros and cons should be considered. The results in staged combustion infer that the residence time is much more critical than the stoichiometry in the bed. As for FGR, its impact appears to depend on the type of fuel. The correlation between NOx emission behavior and fuel characteristics is also scrutinized; it is concluded that the fuel-N conversion to NOx is essentially related to some features of fuels.     

CFD study on influence of fuel temperature on NOx emission in a HiTAC furnace

The influence of the fuel temperature on NOx formation was investigated numerically. For this purpose CFD modeling of NOx emission in an experimental furnace equipped with high temperature air combustion (HiTAC) system was studied. The comparison between the predicted results and measured values have shown good agreement, which implies that the adopted combustion and NOx formation models are suitable for predicting the characteristics of the flow, combustion, heat transfer, and NOx emissions in the HiTAC chamber. Moreover the predicted results show that increase of the fuel temperature results in a higher fluid velocity, better fuel jet mixing with the combustion air, smaller flame and lower NOx emission.     

旋流预混燃烧室燃烧特性及排放特性的数值模拟研究

为了综合考察燃气轮机燃烧室在高稳定性、低排放以及燃料适应性等方面的新要求,基于旋流预混燃烧技术,通过三维数值模拟方法开展了甲烷/空气、丙烷/空气预混燃烧特性及排放特性研究。结果表明：在一定的预混气进气质量流量条件下,当量比增大易引发回火,燃烧温度更高,同时NO_x排放指数增大,增加预混气质量流量,可在一定程度上提高回/熄火极限;当量比固定,增加预混气进气质量流量可避免潜在的回火现象,且NO_x排放指数线性降低;旋流器的旋流数增大能形成强旋流,稳定火焰,降低NO_x排放指数,但过大的旋流强度会引发回火现象;相比于甲烷/空气预混燃烧,丙烷/空气预混燃烧温度偏高,NO_x排放指数较大,但回熄火边界更宽,对应更广阔的稳定燃烧区间。