浓淡煤粉直流射流燃烧实验装置的优化设计

为了优化250 kW浓淡煤粉直流射流燃烧实验装置设计的关键参数,本文利用Fluent软件对浓淡煤粉射流的着火过程进行数值模拟研究,完善了中试规模的浓淡煤粉燃烧实验平台。结果表明,随着浓淡煤粉射流与高温烟气射流的相交角度的变化,中心轴向速度均是从射流起点开始急剧增加,达到峰值速度后开始逐渐衰减;相交角度为20°时,中心轴向速度的峰值最大,汇合流的能量损失最小;相交角度大于20°后,连续火焰延迟距离减小的幅度不明显。研究认为实际相交角度选为20°时,各股射流的湍流流动和传热行为与实际切圆锅炉相符,汇合流沿着炉膛中轴线向下传播,浓淡煤粉射流着火后形态未变化。     

四角切圆锅炉炉内煤粉燃烧过程数值模拟

利用计算流体动力学软件PHOENICS 3.5对一台200 MW四角切圆水平浓淡燃烧煤粉炉进行数值模拟研究,采用多流体两相流动模型及煤粉燃烧综合模型,计算得出在垂直方向不同二次风风量分布的工况下,炉内各截面处的烟气温度、燃料浓度、燃烧产物组分浓度以及炉内辐射热流的分布。结果表明,在燃烧器出口处出现了高煤粉浓度和烟气高温区,并出现气固两相分离的现象,使得煤粉着火及时,燃烧器区域维持较高温度,并防止水冷壁结渣,炉内温度、炉膛出口氧量和飞灰可燃物的计算结果和试验结果相比,吻合较好。二次风分级配风工况下,下部燃烧器区烟气温度升高,但氧气推迟混入,相应位置飞灰可燃物有所增加。计算模型能够合理地模拟水平浓淡煤粉气流在大型锅炉炉膛内的燃烧过程,适用于运行工况的优化和炉内污染物的控制。     

煤粉浓缩器内气固两相流动特性的数值模拟

利用气固两相计算模型(IPSA模型),对水平浓淡煤粉燃烧器关键部件——百叶窗煤粉浓缩器内部压力、速度、浓度场进行了数值模拟,得出了浓缩器内气固两相流动规律,进一步分析了浓缩器的煤粉浓缩机理。计算结果表明,在浓缩器叶片上部出现高煤粉浓度的带状结构,并且在浓侧出口中心位置的煤粉浓缩带内,形成局部的煤粉高浓度区域,这是百叶窗式煤粉浓缩器的主要特点,与试验研究中观察到的气固两相流动现象一致。同时在不同分流挡板开度k下对煤粉浓缩器内部流动进行了数值模拟,得到了浓缩器性能参数,给出其变化趋势,与试验结果对比吻合较好。     

风包粉系列浓淡煤粉燃烧技术的研究

总结了哈尔滨工业大学15年来对浓淡煤粉燃烧技术的研究成果，阐述了浓淡煤粉燃烧技术的原理及所具有的风包粉流动特点，并通过工业试验验证了风包粉原理。针对我国电站锅炉燃煤的特点，提出了需要解决的5个问题，指出了浓淡燃烧技术的发展方向。     

双球式浮动密封装置

我国200米~3以上的高炉有100座左右,其中500米~3以上的有40余座,其装备水平普遍较低,炉顶设备大多数是双钟单室型。为了提高炉顶压力,延长大钟寿命,少花钱就能提高经济效益,将其中条件好的,改为双钟双阀炉顶是很有必要的。而解决好浮动密封问题也是设计的一大关键。据参考文献[1]、[2]介绍,于1974年8月在顿涅茨冶金工厂1033米~3高炉上安装     

交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响

为解析挥发分-焦炭交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响,利用一维固定床/流化床反应器及快速热裂解仪,采用傅里叶红外光谱仪从定性与半定量角度分析交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响.结果表明:相比于温度的作用,交互反应对生物质焦炭官能团结构的影响更为剧烈;交互反应使焦炭中的各个特征官能团对应的特征峰强度有所减弱,峰的种类也有所减少;交互反应对焦炭烷基侧链有破坏作用,并加快了其从芳香环上的脱落;在无交互反应下,焦炭有机质的成熟度随着温度的上升而增高;在交互反应下,较低的温度时该规律成立,而较高温度时该参数逐渐下降;在高温下,挥发分裂解产生的自由基会引起芳香环的缩合,导致Car含量增多.     

燃烧过程数值模拟用于某台450t/h锅炉的性能辅助设计

采用CFD软件对电站锅炉炉内燃烧过程进行数值模拟已成为指导工程设计和实践的一种重要手段。在煤粉炉设计完成后,针对可能存在炉膛出口烟温偏差的问题,利用数值模拟的方法对某电厂450t/h四角切圆锅炉BMCR、70%、40%负荷下炉膛内的燃烧过程进行计算和分析,得出了各工况下燃烧器区域壁面热负荷、炉内氧量分布、炉膛出口及水平烟道内的烟气流量分布及烟气温度分布,并分析锅炉热偏差、高温腐蚀、低负荷稳燃性能,对锅炉的性能进行了预测。     

立体分级燃烧对NO_x排放特性的影响

采用水平浓淡燃烧器及燃尽风联用的立体分级燃烧技术,对某台220 t/h燃烟煤、矩形炉膛锅炉机组进行降低NOx排放的改造,并对其进行试验研究.重点考察水平浓淡燃烧器、二次风配风方式和不同燃尽风份额对NOx排放量、炉膛温度水平、CO、CO2的影响规律.研究表明,采用新型水平浓淡燃烧器后,在强化燃烧的同时,可降低13%左右的NOx排放量;二次风配风方式对NOx排放影响明显,采用倒宝塔配风方式可降低NOx排放浓度至408 mg/m3;在燃尽风份额分别为0、0.21、0.31和0.43时,除出口氧量增加外,CO、CO2、飞灰碳体积分数变化不大,主燃烧区域温度水平总体呈降低趋势,燃尽区温度水平呈现先增加后降低趋势,NOx排放浓度持续降低.在未投三次风情况下,NOx排放浓度可降低到363 mg/m3.改造后,NOx排放浓度可稳定在450 mg/m3以下,为浓淡燃烧与燃尽风联用技术在大容量锅炉机组上的推广提供重要技术依据.     

二次风水平摆动对670 t/h锅炉切圆的影响

针对某电厂670t/h锅炉出现的NOx排放高问题，提出了将所有一次风改为水平浓淡煤粉燃烧器，并对下组上层、中组中层和中组上层二次风采用水平摆动的方案，从而将水平浓淡燃烧技术与二次风水平摆动相结合。按照相似模化的原则，在该锅炉上进行了炉内空气动力场的试验。1、3角二次风由正切变为反切，进行了4次不同二次风摆角的试验，结果表明：随着二次风摆角增大，前后墙炉内切圆角直径由7200mm增大到12080mm，左右墙切圆直径由8100mm增大到12100mm。冷态试验结果为热态试验及数值模研究提供了依据。     

生物质空气气化机理和燃气品质影响因素研究

生物质空气气化主要用来生产5 M J/Nm3左右的低热值燃气,对生物质分子组成及分子结构、空气气化过程中复杂的物理化学过程、物料的组成和气化设备的结构以及运行参数对产品燃气的品质的影响进行了研究,提出了提高燃气品质、降低焦油的技术性建议.