基于反扩散火焰的低NOx旋流燃烧器数值模拟

采用非预混稳态小火焰模型（Steady Flamelet Model,SFM）耦合110步甲烷燃烧简化机理和Realizable k-ε模型对反扩散-旋流低氮燃烧器进行模拟,对比分析了不同旋流角度（30°,45°和60°）及过量空气系数（1.05,110,115和1.20）下燃烧时燃烧室内各截面轴向速度分布、中心截面温度及NOx质量浓度分布。详细研究了燃烧室内天然气与空气的燃烧特性及NOx的排放规律。模拟结果表明：随着旋流叶片角度逐渐增大,燃烧室内回流作用逐渐增强,导致火焰长度变短、燃烧室内最高温度及出口NO质量浓度逐渐降低;在旋流叶片角度为60°时,出口NO质量浓度仅为114 mg/m3;随着过量空气系数逐渐增大,火焰末端温度逐渐提高,导致燃烧室出口NO排放量逐渐增大;在过量空气系数为1.2时,出口NO质量浓度达到294 mg/m3,相比于过量空气系数为1.05时,其NO排放量增加153%。     

秸秆涡旋燃烧颗粒排放特性影响研究

利用颗粒物分级采样及烟气实时监测技术,研究稻草在涡旋燃烧炉燃烧时燃烧温度、一二次风配比、过量空气系数等参数对飞灰颗粒排放特性的影响。实验表明稻草燃烧产生的亚微米颗粒PM1及微细颗粒PM1-2.5主要由KCl和K2SO4组成。提高燃烧温度、增大一二次风配比将增加PM1排放浓度。试验中随着一二次风配比的增大或燃烧过量空气系数的增大,不同粒径颗粒的S/Cl摩尔比将增大,而适当的燃烧过量空气系数有利于减少PM和CO排放。     

旋流对高温空气燃烧影响的模拟研究

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个同心式轴向旋流高温空气燃烧器单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了模拟研究。湍流输运方程采用RSM模型,气相燃烧模型采用函数的PDF燃烧模型,辐射换热过程采用离散坐标法模拟,NOx模型为热力型。以天然气为燃料,在预热空气温度为1 273 K,空气含氧量为8%。燃烧总过量空气系数为1.1的条件下,进行了数值模拟计算,讨论了旋流角度和燃烧器的螺旋伸展长度等参数对NOx排放、局部温度、氧浓度和CO浓度分布等的影响。结果表明,旋流燃烧器能进一步降低NO排放,使燃烧更加完全。当螺旋肋片伸展因子R=2,燃料/空气速度比a=1.09,旋流角度θ=180°时,NO排放浓度最小,出口NO的摩尔分数为12.9×10-6,出口CO的摩尔分数为29×10-6。而当旋流角度θ=0°时(直射流),出口NO的摩尔分数为31.7×10-6,出口CO的摩尔分数为372×10-6。     

116MW燃气热水锅炉的超低氮燃烧改造

华源竹木厂现有1台116MW热水锅炉,燃料为天然气,NO_x的原排放浓度为89.75 mg/m~3,采取超低氮燃烧器+燃尽风技术及烟气再循环技术的方法成功将NO_x的排放指标降低至小于14mg/m~3,NO_x指标覆盖锅炉全负荷,锅炉运行安全稳定。介绍了本次超低氮改造的路线,阐述本次改造中超低氮燃烧器、燃尽风技术及烟气再循环技术的优点,总结了燃气锅炉超低氮改造的改造技术路线,为后续燃气锅炉的超低氮燃烧改造提供了参考。     

燃气热水锅炉超低氮改造技术及工程实践

针对3台58MW燃气热水锅炉NO_x排放浓度为100mg/m~3的现状,进行超低NO_x改造。文中系统阐述该热源厂的超低氮改造方案,同时对该热源厂超低氮改造后的效果进行了评价。超低氮改造方案采用更换超低氮燃烧器、使用CFD模拟仿真技术,增加FGR烟气再循环系统、增加超级乳化系统的方法,成功将锅炉氮氧化物排放降低到30mg/m~3以下。同时,对于传统烟气再循环技术造成的锅炉震动提出解决方案。     

外二次风旋流数对燃烧室内湍流燃烧与NOx生成的影响

建立了采用分级进风方式的旋流燃烧室实验装置。在此实验装置上分别对天然气进行了湍流旋流燃烧的实验研究。在保持过量空气系数不变的条件下,测量了在不同外二次风旋流数下,燃烧室内烟气的时均温度场,O2,CO2,CO和NO浓度场的分布。由实验结果分析讨论了二次风旋流数对旋流燃烧室内湍流燃烧及NOx生成的影响。     

醇基-废机油混合燃料燃烧特性分析

以醇基-废机油混合燃料为研究对象,在一台标定功率为50 k W的柴油燃烧器上开展实验研究,结合数值模拟方法,分析不同配比混合燃料在不同过量空气系数下的火焰燃烧特性、炉膛温度分布、污染物生成等的变化规律和燃烧器出口流场特性.结果发现:随着混合燃料中废机油含量从10%增加到30%,在工业热态锅炉中燃烧的火焰颜色更加白亮、火焰长度有所增加,炉膛温度升高,沿炉膛轴线方向上的CO和NO排放均出现先增大后减小现象;随着过量空气系数从1.05增加到1.30,不同配比混合燃料燃烧的火焰长度均有所减小,炉膛内温度和炉膛出口处的NO质量浓度均先增加后减小,炉膛出口处的CO质量浓度减小;当过量空气系数为1.10、燃烧废机油含量为30%的醇基-废机油混合燃料时,炉膛燃烧区域温度最高达2 000 K,炉膛出口处的NO质量浓度最高,达到530 mg/m~3.     

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。     

一维炉中石油焦与煤燃烧特性的对比试验研究

在一维炉热态试验台上,采用双调风旋流燃烧器,对比研究了一次风率f1、外二次风当量旋流强度Ωdl和过量空气系数α对石油焦、河津贫煤和神木烟煤燃烧特性的影响.结果表明:随着一次风率f1的增大,河津贫煤和石油焦的NOx排放浓度提高,前期燃烧恶化,而神木烟煤的燃烧状况得到改善,燃尽率提高,NOx排放浓度先降低后升高;石油焦和神木烟煤的着火和燃尽率分别在Ωdl=0.69和Ωdl=0.87时最佳,而两者的NOx排放浓度均在Ωdl=1.08时最低;过量空气系数α的增大使石油焦着火推迟,燃烧状况更差,NOx排放浓度更高,但使神木烟煤的NOx排放浓度更低.     

350 MW超临界循环流化床直流锅炉低氮燃烧技术的应用

从2016年1月1日起,燃煤电厂执行新超低排放标准,要求新建30万k W及以上燃煤发电机组必须同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施,不得设置烟气旁路通道,大气污染物排放浓度应低于燃气机组排放限值,即在基准氧含量6%的条件下,烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度应分别低于5 mg/m~3、35 mg/m~3、50 mg/m~3。江苏华美热电有限公司2台350 MW超临界循环流化床锅炉在氮氧化物排放控制方面采用了多项技术措施,包括:炉膛温度场控制、高效二次风系统、炉膛分层、分段、分级燃烧等,使得其在氮氧化物排放控制方面大大优于CFB锅炉。     

煤粉锅炉燃用高炉煤气改造关键技术实绩

某冶炼厂生产过程中产生的高炉煤气,无法得到有效利用,而企业自备电厂煤粉锅炉烟囱出口废气排放,难以达到钢铁行业超低氮排放规定,即:NO_x≤50 mg/m~3,SO_2≤35 mg/m~3,为此提出采用"煤改气"技术需求。详细阐述了高压燃煤锅炉燃用高炉煤气改造设计方案,对双旋流煤气燃烧器的结构特点进行了重点论述。指出了燃用高炉煤气与煤粉2种性质燃料的锅炉,在炉侧和锅侧存在着燃烧和传热方面的较大差异,并提供了解决方案。通过这次煤改气项目的设计实践,为全新设计制造燃用高炉煤气的高参数锅炉,提供了可靠的试验数据和设计经验。     

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。     

火电厂的超低排放

<正>超低排放,是指火电厂燃煤锅炉在发电运行、末端治理等过程中,采用多种污染物高效协同脱除集成系统技术,使其大气污染物排放浓度基本符合燃气机组排放限值,即烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度(基准含氧量6%)分别不超过10 mg/m~3、35 mg/m~3、50 mg/m~3。     

600 MW超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀运行优化调整

为解决某600 MW超临界对冲燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的问题,采用运行优化调整的方式,研究了燃烧器风量、外二次风旋流强度、燃尽风开度和运行氧量对近壁区CO和H_2S体积分数的影响。结果表明:采用"碗式配风"同时降低外侧燃烧器外二次风旋流强度,可显著降低近壁区还原性气体体积分数;通过增加运行氧量和调整燃尽风风量的方式,提高主燃烧器区过量空气系数,也有利于改善壁面还原性气氛,降低水冷壁高温腐蚀的风险。     

甜高粱茎秆发酵后残渣的燃烧和NOx排放特性研究

利用TG-DTG-DTA联用方法对不同升温速率下的甜高粱茎秆发酵后残渣进行燃烧特性试验,并在燃烧试验平台上开展未完全燃烧物测试,研究颗粒化利用的可行性。试验表明,甜高粱茎秆发酵后残渣燃烧主要集中在挥发分燃烧阶段;空气气氛下,升温速率在40℃/min条件下,燃烧效果最好,挥发分释放特性和综合燃烧特性指数最大。甜高粱茎秆发酵残渣的颗粒化燃烧试验中,过量空气系数在1.7和2.2之间时,NO_x最大排放浓度为348.4 mg/m~3;当过量空气系数小于1.95时,NO_x小于300 mg/m3。建议使用高效燃烧器使甜高粱酵渣颗粒在过量空气系数小于1.72的条件下燃烧,降低NO_x排放。     

神木烟煤燃烧时NOx生成特性的试验研究

在一维热态试验炉上,采用双调风旋流燃烧器对神木烟煤进行了燃烧试验,研究了不同因素对 No2 生成规律的影响.结果表明:随着一次风率厂.的提高,NOx 排放浓度先降低后上升,而煤粉燃尽率提高;当外二次当量风旋流强度Ωdl=0.87时,煤粉的燃尽率最高,而当Ωdl=1.08时,NOx 排放浓度最低;降低外、内二次风风量比ε有利于煤粉的燃尽,当ε=3 时,NOx 排放浓度最低;当过量空气系数α=1.3时,煤粉的燃烧状况最好;抑制 N0x 排放的最佳煤粉粒径为20.77μm,煤粉的燃尽率随粒径的减小而提高.     

基于多级配风的小麦秸秆捆燃烧特性与排放研究北大核心CSCD

针对小麦秸秆捆燃烧过程中存在的燃烧效率低、烟气污染物排放规律不明确等问题。文章基于多级配风捆烧锅炉开展小麦秸秆捆燃烧试验,通过测试分析不同配风条件下的小麦秸秆捆燃烧特性与烟气排放规律,优化了小麦秸秆捆燃烧过程中的过量空气系数。试验结果表明:当捆烧锅炉的过量空气系数为1.6时,烟气中CO_(2)的质量浓度达到最低,为8 830.14 mg/m^(3),NO和NO的质量浓度也较低,分别为146.67 mg/m^(3)和225.15mg/m^(3);烟气中颗粒物的数量浓度呈单峰分布,质量浓度呈双峰分布,过量空气系数为1.6,1.8和2.0时,烟气中颗粒物的数量浓度和质量浓度均较低。     

生物质粉体在低NO_x燃烧器中燃烧的实验研究

为降低生物质直接燃烧过程污染物排放,提高燃烧效率,在给料量为12 kg/h的低NO_x生物质粉体燃烧器中进行燃烧实验,探究燃烧温度、过量空气系数(ER)和一、二次风比值对生物质粉体燃烧效率,NO_x、SO_2等污染物生成的影响。实验表明,燃烧效率与温度成正比。在800℃以下时,升高燃烧温度能显著提高燃烧效率;而在800℃以上时,温度对燃烧效率影响不大,但均能达到90%;实验结果还表明,当燃烧温度为800℃,过量空气系数为1.2,且一、二次风比值为60∶40时是实验条件下最佳工况点,此时效率为90.8%,NO_x浓度为282.94 mg/m3,SO_2含量为52.71 mg/m3。     

600MW燃煤机组NOx排放的试验研究

在分析NOx生成机理的基础上,用试验的方法研究了过量空气系数、燃烧器倾角以及顶部燃尽风开度对NOx排放浓度的影响。研究结果表明：在相同负荷下,过量空气系数从1．14（氧量为2．5％）至1．27（氧量为4．5％）的过程中,NOx排放浓度随之增加且;燃烧器摆角自下向上摆动时,NOx排放浓度不断减小;顶部燃尽风开度增大时,NOx排放量降低。     

煤粉锅炉不同负荷下分级燃烧降低NO_x的试验研究

对一台130 t/h煤粉锅炉进行了分级燃烧技术低氮氧化物排放改造,针对低负荷、满负荷和超负荷的不同工况进行试验研究,以寻求合理的配风方案,满足锅炉的稳定运行与NO_x排放控制的双重标准。试验结果表明:锅炉原先的NO_x排放量为800 mg/m~3左右,经改造后,在低负荷(110~125 t/h)下,上部燃尽风开度90%,中二次风8%,NO_x排放值可低至360 mg/m~3;在满负荷(126~139 t/h)条件下,上燃尽风开度80%,中二次风40%,NO_x排放值可低至360 mg/m~3;在超负荷(140~150 t/h)下,燃尽风开100%,中二次风80%,NO_x排放值可低至340 mg/m~3。针对不同工况下分别寻求最佳配风设置,这对合理使用低NO_x燃烧器、降低氮氧化物排放具有重要意义。