无油点火燃烧器的数值试验研究

该文对冷态高速煤粉气流在电磁感应无油点火燃烧器内的点火过程进行数值模拟，使用概率密度函数(Probability Density Function)与局部瞬时反应平衡模型模拟气相场的燃烧，采用拉格朗日随机轨道模型模拟颗粒运动轨迹，气相湍流流动采用七k-ε双方程模型，辐射模型采用离散坐标(Discrete．Ordinate)模型。并根据数值试验结果找出不同煤粉浓度对着火温度与着火距离的影响，其结果不但与实验数据较为吻合，而且可以反应出煤粉在无油点火燃烧器内着火方式的变化，对今后的感应式无油点火燃烧器的试验研究以及设计、运行提供理论指导。     

一级煤粉浓度对煤粉无油多级点火的影响规律

研究了一级煤粉浓度对煤粉无油多级点火的影响。一级煤粉浓度直接影响一级段出口烟气温度和烟气中的可燃气体含量，而一级段出口烟气的温度又决定二级煤粉的点燃情况。一级段出口烟气中的可燃气体为二级点燃创造了十分有利的条件。因此，一级煤粉浓度通过对一级燃烧情况的影响，在多级点火中起着非常重要的作用。     

煤粉气流在高温空气中着火距离的数值试验研究

对煤粉气流在高温空气直接点火燃烧器内部以及其出口区域的煤粉颗粒的着火燃烧过程进行数值模拟,根据所得结果,对各种因素如煤粉浓度、一次风流量、热风温度、热风流量等对煤粉着火距离的影响进行分析。计算结果表明,随着一次风煤粉浓度的减小或一次风流量的增加,煤粉气流在燃烧器内的温度场下降,着火距离增大;一次风流量变化对煤粉着火的影响大于煤粉浓度对着火的影响;着火距离随着热风温度的升高而近似线性缩短,随着热风流量的增大先缩短后还长。     

富氧微油点火燃烧器的数值实验研究

对冷态煤粉气流在富氧微油点火燃烧器内的点火过程进行数值模拟,气相湍流流动、气相场的燃烧和辐射模型分别采用k-ε双方程模型、概率密度函数(Probability Density Function)与局部瞬时反应平衡模型、P1辐射模型。根据数值计算得到的结果找出不同煤粉浓度对着火温度与着火距离的影响,反映出煤粉在富氧微油点火燃烧器内的着火方式的变化。     

无油点火燃烧器内煤粉浓度与着火点关系试验研究

在保持相同风速与壁温的条件下对电磁感应无油点火燃烧器进行了试验研究，分析了不同煤粉气流浓度对着火温度、着火距离、着火热以及着火方式的影响，并对其着火机理进行了探讨。研究表明，随着煤粉浓度的增大，着火温度降低，着火距离随着着火方式的改变先减小后增大。对于无油点火燃烧器，可通过对煤粉浓度的调节控制煤粉气流的着火点。     

煤粉浓度对煤粉高温热壁点火影响的试验研究

为了研究煤粉浓度在热壁无油点火中的影响规律，该文进行了详细的试验研究，揭示了煤粉气流在高温管壁面加热情况下的着火过程和煤粉浓度对无油点火过程的影响。煤粉的着火过程分为3个阶段：初始的挥发分均相着火段、发展的焦炭多相着火段和最后的燃烧稳定段。煤粉浓度的升高导致了煤粉气流着火推迟，着火距离增加，系统出口温度降低，并促使系统出口烟气组成发生了显著的变化。文中得到的煤粉浓度对煤粉高温热壁面点火的影响规律，对于煤粉高温热壁面无油点火燃烧器的设计和运行提供了重要的理论依据。     

煤粉气流在高温空气中着火与熄火的试验研究

提出了一种新型的高温空气煤粉直接点火燃烧器,并建立了相关试验系统平台。选用神华混煤,在成功点燃冷态煤粉气流的基础上,对影响着火与熄火热空气温度的各个因素(煤粉粒径、煤粉浓度、一次风流量、热风流量)进行了试验研究。试验结果表明,随着一次风流量的增大或煤粉浓度的降低,着火与熄火热空气温度下降,且一次风流量的影响更为显著;热风流量对其影响呈现两面性。在3种试验煤样中,粒径分布越细的煤样,其着火与熄火热空气温度相差越大。其余各因素对细颗粒煤粉气流的着火热空气度产生的影响比粗颗粒大;而对粗颗粒煤粉气流的熄火热空气温度的影响又大于细颗粒。     

分离涡方法模拟浓淡气固射流两相非稳态流动特性研究

利用分离涡模拟(Detached eddy simulation，DES)这一新型湍流模拟技术对撞击式浓淡燃烧器内部和出口射流的气固两相流动结构进行了模拟，获得了浓淡燃烧器出口射流的旋涡拟序结构，模拟了射流出口旋涡生成、发展和脱落的规律。对于颗粒场，应用了Lagrangian方法跟踪颗粒运动，获得了浓淡燃烧器出口射流中不同Stokes数颗粒在射流流场旋涡拟序结构作用下的运动扩散规律。结果表明，射流外边界处的大涡是引起浓淡侧小颗粒相互混合的主要因素，而煤粉气流中Stokes数大于1的颗粒在射流中基本不会发生浓淡混合现象，燃烧器下游的浓淡分离效果可以在较长的距离内得到保持。     

W型火焰煤粉锅炉炉内三维流动和燃烧过程的数值模拟

本文对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内气－固两相三维流动，换热和气－固两相湍流燃烧进行了全面的数值模拟，对三种不同炉型的流场作了计算比较，文中详细全面地预报Ｗ型火焰煤粉锅炉内气－固两相流动，温度场分布，各气相组份浓度场分布，发热率分布，煤粉颗粒及挥发份和一氧化碳的燃烬情况等。     

撞击预燃室煤粉燃烧器燃烧特性数值模拟

针对适用于劣质煤燃烧的新型撞击预燃室煤粉燃烧器,采用数值模拟的方法,研究其燃烧特性,得到了不同二次风进风角度和挡板角度下燃烧器流场分布、温度场分布、CO分布和NO分布。模拟研究表明,撞击预燃室燃烧器的煤粉燃烧分为两个阶段,在预燃室内第一阶段燃烧使风粉温度达到1300 K,这对劣质煤的稳定燃烧十分重要;挡板角度是影响预燃室内积灰的主要因素,挡板角度为45°时,挡板附近和预燃室内流场分布最合理。     

卧式炉富氧燃烧试验及其三维数值模拟

通过卧式炉旋流燃烧器燃烧试验,表明氧浓度大小对煤粉的初期、中期着火影响明显。在富氧条件下,火炬前端的温度水平显著提高,有利于实现富氧少油或者无油点火;煤粉的着火距离缩短,燃烧速率加快,从而强化了炉内换热,提高了燃烧效率。     

电热管法煤粉多级点火稳燃技术的研究

作者提出了一种全新的煤粉点火稳燃技术，即电热管法煤粉多级点火稳燃技术。该技术是利用中心电热管点燃一股煤粉气流，着火后的煤粉火焰又点燃同轴流动的二级煤粉气流，从而以少量的电能方便而迅速地点燃大容量的煤粉燃烧器。据作者在２５ｍｍ内径电热管多级点火器上的试验，能以３ｋＷ左右的功率，几分种之内点燃６～４０ｋｇ／ｈ的一级煤粉，该煤粉火焰又能点燃２６０ｋｇ／ｈ左右的二级煤粉。另据６０ｍｍ内径电热管的试验，该装置能以１０ｋＷ左右的功率，十几分钟内点燃３６０ｋｇ／ｈ的二级煤粉。可见这是一种极有前途的点火稳燃技术。图７表２参３     

HM型等离子燃烧器多级燃烧特性数值模拟

用Fluent软件对HM型等离子燃烧器的点火燃烧特性进行了二维数值模拟，计算了煤粉空气混合物从等离子点火区到炉膛内主要断面的温度场、着火过程成分变化和煤粉进入炉膛初期的燃尽率等。结果表明：一级燃烧筒内的煤粉在离开等离子体点火区距离约D1（一级筒直径）的部位挥发分开始着火；一级燃烧筒中心线上的温度从点火区开始首先降低然后升高；二级煤粉在距离二级燃烧筒入口约2倍D2（二级燃烧筒直径）处开始着火，二级燃烧筒断面温度中部高四周低；三级煤粉在距离二级燃烧筒出口约2m处开始着火，并形成稳定的火球状火焰。计算结果还表明：燃烧器燃尽率较高，当形成稳定的火焰时，挥发分已经完全燃烧，碳的燃尽率达到46%以上。     

基于数值模拟的制粉系统爆炸原因分析及改造

将FLUENT软件数值模拟与现场试验相结合,对某电厂4号锅炉制粉系统爆炸问题进行了分析,认为细粉分离器进粉管处流速低且不均匀造成积粉而自燃是引起制粉系统爆炸的主因,对此,提出了相应的改造措施。改造后制粉系统的爆燃问题得以解决。     

高温空气点火在200 MW机组锅炉中的应用

高温空气点火技术用于煤粉锅炉的稳定燃烧和点火过程,有利于提高锅炉运行的经济性、安全性。文中针对某200 MW机组锅炉的实际要求,按1:1比例建造三级高温空气点火燃烧器实验台,进行数值模拟及实验研究,得到了煤粉浓度、一次风速度等运行参数与着火特性之间的关系。模拟结果与试验结果,趋势相同。将该燃烧器安装到实际锅炉上,进行锅炉的启动点火试验,点火成功,燃烧稳定。研究结果对此燃烧器的改进及进一步应用提供参考。     

混煤着火过程试验研究

分析了混煤的热天平实验数据．认为两种着火特性相差很大的煤混烧，混煤的着火温度只取决于最着火的煤，进一步分析了混煤煤粉气流的着火温度变化是由于混煤比例变化导致易着火煤的煤粉浓度发生了变化。     

200MW旋流燃烧方式煤粉炉炉内燃烧试验和数值研究

采用计算流体动力学软件对电站锅炉炉内实际燃烧过程进行数值计算并结合其热态试验数据进行对比分析，已成为验证数学模型和指导工程实践的一种重要研究手段。该文利用PHOENICS软件，采用IPSA两相流模型及煤粉燃烧综合模型，对一台有16只径向浓淡旋流燃烧器两侧墙对冲布置的200MW燃煤锅炉炉内燃烧过程进行了数值计算，得出了炉内燃烧器区域以及炉膛出口的烟气温度场和燃烧产物的组分浓度分布。模拟结果与锅炉热态试验数据进行了比较，两者吻合情况较好。结果表明：在燃烧器出口处形成了高煤粉浓度和高温区，使得煤粉着火及时，燃烧器区域维持较高温度，炉内煤粉燃烧充分，从而表明了径向浓淡旋流燃烧器具有高效稳燃的性能。     

一次风速度和煤粉质量浓度对等离子燃烧器一级燃烧筒点火特性的影响

为了研究一次风速度和煤粉质量浓度对等离子燃烧器一级燃烧筒点火特性的影响,建立了等离子燃烧器一级燃烧筒点火特性试验台。通过测量一级燃烧筒内煤粉火焰的温度,以及观察燃烧筒喷口煤粉火焰的稳定性,得到了煤粉质量浓度和一次风速度对点火特性的影响规律。试验表明:在燃用蒙南烟煤的情况下,等离子直接引燃煤粉过程中,挥发分的析出和着火比常规点火方式提前,煤粉燃烧的整体温度较高;当一次风速度为18m/s,要形成稳定的火焰,一级燃烧筒内的煤粉质量浓度不能低于0.15kg/kg。