甲烷/空气混合物在微小型钝体燃烧器中的燃烧特性

为了实现在淬熄距离以下的稳定燃烧,试验设计了两种带钝体的回热型燃烧器,研究预混甲烷在高度小于淬熄距离的燃烧室中的燃烧特性。燃烧器的燃烧室高度为2 mm,长度为20 mm,进口处安装了边长为1mm的等边三角形钝体或相同尺寸的"V"形钝体,并在上下两侧设置了预热通道。利用Fluent6.3软件对甲烷/空气在这两个燃烧器的预混燃烧做了数值模拟,确定了浓度极限和速度极限,并对稳燃机理进行了分析。与三角形钝体燃烧器相比较,"V"形钝体燃烧器的稳燃范围更大。在所给出的稳定燃烧工况下两者的燃烧效率均在99%以上,甲烷/空气的混合气体能够完全燃烧。但当进气速度较小同时当量比较大时会发生回火现象。     

一种新型空燃比检测方法的初步研究

用离子电流法在一种新型直管道燃烧器中,对预混天然气空气混合气进行燃烧基础特性的测试。通过控制预混压力和空燃比两个参数变化,消除了由于发动机循环变动对燃烧状态和离子电流强度的不稳定影响。分析了空燃比、预混压力变化与离子电流信号的关系,试验研究表明离子电流法可用来检测空燃比,为在发动机上的应用提供了基础性研究。     

浓淡双喷口燃烧器低负荷稳燃技术的研究

针对燃煤机组深度调峰低负荷情况下着火困难、燃烧不稳定的问题,提出了一种对最上层燃烧器进行浓淡双喷口结构优化改造以达到30%负荷以下稳燃目的的方法。以1台300MW锅炉为模型,将最上层单喷口燃烧器改为总热功率与原燃烧器相同并带有浓淡分离装置的2个小型燃烧器。通过理论计算,分析了改造后燃烧器在低负荷下的着火性能,同时通过数值模拟对其燃烧情况进行分析。结果表明:改造后双喷口燃烧器更有利于低负荷下煤粉气流的着火;同时改造后炉内流场、温度场均更加稳定,炉膛内平均温度也有所上升;通过O_2、CO_2摩尔浓度分析可知燃烧更为彻底、稳定,改造后的浓淡双喷口煤粉燃烧器能满足低负荷下的着火及稳燃需求。     

预混火焰热声振荡的高速摄像分析

对多孔介质稳焰机理以及预混火焰发生动力学失稳的原因进行了理论分析,并利用振动噪声分析仪和高速摄像仪研究了贫燃、贫氧预混火焰发生热声不稳定时燃烧室内的声压振荡特性及火焰热释放的脉动规律.当化学当量比Φ≥1.24时,贫氧预混火焰因连续点火源消失而发生动力学失稳;当Φ≤0.80时,贫燃预混火焰则因预混可燃气流速与火焰传播速度...     

H2／空气预混燃烧模拟计算和散热的研究

采用20步反应机理模拟了H2/空气在内径2 mm长20 mm的圆管内的预混燃烧.H2/空气预混火焰由壁面向中心传播,呈圆锥形.随着气流向后流动,燃烧区域截面温度曲线由"U"形变为"M"形,后又变为倒"U"形,分别对应壁面加热预混气体的过程,预混燃烧火焰由近壁面向中心传播的过程和燃烧后气体对外散热过程.微燃烧器对外散热量较大,约占总输入热的10%左右,其中燃烧段散热约占5%.辐射散热在壁面散热中占主导地位,占总散热的80%～90%,外壁低辐射系数的材料有利于减少散热和增加燃烧稳定性.对微燃烧而言,燃烧器壁厚增加使燃烧器散热增加,反而不利于降低燃烧器散热.燃烧器入口处壁温与壁面导热系数、壁厚不呈单调变化趋势.在导热系数为3～20 W/(m·K)、壁厚为1 mm左右时,燃烧器入口处壁温较高,有利于稳定燃烧.     

稳燃腔正交射流燃烧器的设计原则及稳燃机理探讨

稳燃腔正交射流燃烧器是在稳燃腔钝体燃烧器的基础上提出的一种新型煤粉燃烧器,它利用空气动力学原理产生高温烟气的回流,从而强化煤粉气流的着火与稳定燃烧。本文报道了采用该燃烧器进行冷,热态试验的结果,提出了燃烧器设计的原则,并详细探讨了其稳燃的机理。     

甲烷在过量焓燃烧器内的燃烧特性

设计了一个通道截面为7 mm x0.6 mm的等速螺线过量焓微燃烧器,并在其中完成了CH4/空气预混气的燃烧实验.通过数据采集系统得到了微燃烧器端面的温度分布,使用气相色谱法分析了烟气成分.实验结果表明,过量焓燃烧器能够通过逆流换热有效地实现热量回收,提高可燃预混气进入燃烧区前的温度,有利于微尺度火焰的稳定,并在较宽的空气过量系数范围内实现甲烷/空气预混气在燃烧器的中心稳定燃烧.当空气过量系数大于1时,甲烷可以实现完全燃烧;当空气过量系数小于1时,烟气中存在H2和CO,但无残留的甲烷.     

基于功率谱的一种新型燃烧器燃烧状况识别

为有效地对新型燃烧器火焰燃烧状况进行识别,通过光电传感器获得一系列火焰光强信号,然后利用快速傅里叶变换(FFT)对火焰光强信号采样时间序列进行分析得出功率谱曲线,判断出非接触式的辐射式燃烧器燃烧状况稳定,进而得出了该种燃烧器燃烧孔开口大小及位置合理的结论.应用结果表明,燃烧火焰时域信号的采样频率至少要1 000 Hz,稳定的火焰信号功率谱低频部分波动小,不稳定的火焰信号功率谱波动相对于稳定的要大很多.     

小尺度燃烧器壁面热性能对火焰稳定性的影响

从调整小型燃烧器壁面热性能的角度出发,对改善其稳燃性能进行了研究,共进行了两个实验.第1个实验采用多孔介质燃烧技术,比较研究了不同导热率的壁面材料(硅与石英)对燃烧器稳燃性的影响.结果发现,尽管两种材料燃烧器有着相同的低速极限,但是高导热率的硅燃烧器比石英燃烧器有着更大的高速极限,使火焰能够稳定在多孔介质材料上而不被吹出.第2个实验探索了各向异性材料热解石墨燃烧器的性能,作为对比,对各向同性的不锈钢316常规材料燃烧器也进行了研究.由于壁面被增强的流向导热及被减弱的法向热损失,热解石墨与各向同性的不锈钢相比,稳燃极限扩大,有着更大的稳燃区间.     

多孔介质回热微燃烧器预混燃烧特性研究

设计了多孔介质回热徽燃烧器,对微燃烧器内H2/Ak的预混燃烧特性进行了实验研究和数值模拟,实验结果表明,当过量空气系数1.0＜α＜3.0时,微燃烧器具有较高的燃烧效率,出口烟气温度和较低的燃烧热损失率,且燃烧热功率P越高,α越大,热损失率越小.当P=100 W时,其出口烟气温度最高可达到1 232 K,当α=3.0时,燃烧效率仍达到96.85％,而热损失率仅为14.87％.数值模拟结果表明,由于采用了回热夹层和多孔介质回热结构,有效地回收了热量损失,使得微燃烧器具有良好的热性能.证明设计的多孔介质回热微燃烧器是一种燃烧效率高、热损失率低的微燃烧器.