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。     

预热空气温度对丙烷无焰燃烧特性的影响

在20 kW燃烧实验台上,采用丙烷气体为燃料,研究了不同的空气预热温度对无焰燃烧下炉内温度分布和污染物排放的影响规律.结果表明,预热空气会提高炉膛平均温度并降低炉内温度波动;预热空气会使炉膛氧浓度峰值的位置提前,同时炉膛尾部氧浓度降低,整个炉膛氧浓度在0.4％～5％;预热空气会使炉膛尾部烟气中NOx排放增加;预热空气使...     

空气预热温度对NOX排放量的影响

空气预热温度是影响炉内煤气燃烧过程中氧化氮生成量的主要因素之一。在其他条件相同时 ,空气预热温度越高 ,燃烧产物的温度越高 ,从而使 NOX的生成量增加。文中以天然气为例进行了计算。在冶金炉中 ,由于燃烧产物在高温区停留的时间有限 ,因此 ,在大多数情况下 ,烟气中氧化氮浓度达不到化学平衡浓度。而当空气预热温度达 2 5 0～ 30 0℃时(此时燃烧温度将高于 195 0℃ ) ,燃烧产物中氧化氮浓度达到最大值 ,接近于化学平衡浓度。当预热温度再高时 ,氧化氮浓度的计算值与实测值相差较大 ,因为该浓度将取决于燃烧过程的组织和热交换条件。文…     

空气预热温度对生物柴油火焰特性影响研究

利用高速摄影法及数字图像处理技术得到生物柴油燃烧火焰图像,并通过Matlab软件求取火焰长度和面积,研究了空气预热温度对火焰形态、长度、面积的影响。实验中共设定了9个空气温度：20℃、80℃、140℃、220℃、290℃、350℃、400℃、450℃和500℃。结果表明：空气预热温度较低时,生物柴油火焰结构分散、主要燃烧区（火焰亮度较高区域）面积较小且连续性差;空气预热温度升高后,火焰结构更紧凑、主要燃烧区面积增大、亮度明显增加、连续性变好。各个工况下火焰长度和面积不是一个定值,而是在一定范围内剧烈地震荡,随着空气预热温度的升高,火焰平均长度和平均面积有相近的变化趋势：先明显减小,再逐渐上升。     

空气温度对甲醇燃烧影响的数值模拟研究

甲醇是一种清洁燃料,在燃烧污染物排放方面比天然气还有优势。但是由于缺少专用的燃烧设备,限制了甲醇在工业领域的大规模推广应用。甲醇的一个重要特性就是汽化潜热大,单位质量的汽化潜热约为汽油的3.7倍,约占到其低位热值的6%。如果采用压力雾化方式燃烧,甲醇在汽化过程中从周围环境吸收大量热量,会造成局部区域温度降低,给燃烧的稳定性造成一定的影响。采用高温空气燃烧可以加速甲醇的蒸发,提高局部区域的温度,改善燃烧稳定性。通过数值模拟方法分析了空气温度对甲醇燃烧过程的影响,为高温空气甲醇燃烧机的设计提供参考。数值模拟结果表明:(1)提高空气温度可以有效提高甲醇的蒸发速率和燃烧效率,有利于提高燃料的利用率;(2)空气温度的升高会导致NO_x排放明显增加。     

管式加热炉空气预热器的仿真模拟与应用

以管式加热炉空气预热器为研究重点,研究和模拟了一般管式加热炉的运行流程和模型。依据现场实际装置布置,利用Aspen plus软件搭建了一般管式加热炉简化运行流程,应用多组实时工况数据,对模型进行验证,得到验证结果,符合实际工程要求。在此基础上,实施故障诊断分析和优化调整。总之,基于Aspen plus软件所建模型能够快速实现管式加热炉空气预热器的仿真模拟、故障诊断分析和优化调整。     

燃烧空气散布角对高温空气燃烧影响的数值研究

以高温空气燃烧技术为应用背景,对多股射流对炉内燃烧特性的影响进行了数值模拟,讨论了燃烧空气散布角对燃烧特性的影响。采用标准的-双方程模型计算流场,气相燃烧模型采用函数的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NOX,燃烧室尺寸为800mm×800mm×1400mm,燃料喷口为圆形,直径为10mm,位于中心。空气喷口设计为5个等面积的圆形置于燃气喷口周围。计算结果表明,由于射流之间的相互作用,在炉膛内存在回流区。烟气的回流一方面加强了燃料和空气的混合,使温度分布更为均匀,同时改变了炉膛空间内的燃料和氧的分布,从而影响燃烧强度和NOX的局部生成。燃烧空气散布角越小,燃料、氧以及燃烧后的高温烟气等的混合越充分,燃烧越稳定,低氧区域扩大,温度分布均匀,局部高温受到抑制,局部NOX的生成减少。较大时,喷嘴布置接近于同轴射流,高温烟气的回流主要起到稳定燃烧的作用,而周向的低氧条件将不复存在,低氧燃烧将转化为强化燃烧。在15%的氧条件下,=120°时与=360°相比,NOX排放量可减少65%。研究结果对高温空气燃烧喷嘴结构设计及运行管理具有参考价值。     

过剩空气系数对多种燃气燃烧温度影响的分析

钢铁企业炼钢过程中产生数量众多的焦炉煤气、高炉煤气、转炉煤气和COREX煤气等各类燃气,燃气燃烧温度受燃气燃烧的过剩空气系数、空气和燃气的被加热温度等因素影响很大.空气和燃气温度均被加热到400℃时,各种燃气的燃烧温度显著提高,对于低热值高炉煤气燃烧温度提高约200℃,达到1580℃.同一燃烧设备当燃用燃气种类发生变化...     

预热对陶瓷燃烧器燃烧过程的影响

应用计算机模拟技术研究了不同空气和煤气预报温度对陶瓷燃烧过程的影响,通过研究发现不同的预热度对燃烧火焰的长度影响显著,配置合理的温度是热风炉操作一个有效的调节手段。     

预热空气与高炉煤气的扩散燃烧混合特性研究

针对某钢铁企业高炉煤气回收水冷系统的特点,分析研究了低热值高炉煤气与不同预热温度空气的同轴扩散气流在绝热炉膛内混合和燃烧的特点,据此建立k-ε双方程燃烧数学模型,并对其燃烧混合特性进行模拟研究.研究结果表明:回流中心区的位置位于轴向0.1～0.22 m,但随着空气预热温度的升高,缩小到0.12～0.2 m,回流负压也有...     

预热温度对高温空气/甲烷扩散火焰中NO生成的影响

NO生成机理的基础研究对利用高温空气燃烧技术非常重要.本文以对向流扩散火焰为对象,利用基于详细基元反应动力学模型的燃烧数值解析方法研究了预热温度对高温空气(630～1 800 K)/甲烷扩散火焰中氮氧化物生成的影响.结果表明,随着预热温度的逐渐升高,NO的生成机理发生显著变化,扩散火焰中的NO生成主要由快速型机理控制变...     

过剩空气系数与富氧燃烧对理论燃烧温度影响的数值计算

采用计算流体力学软件FLUENT,对一个圆筒形燃烧器进行仿真,建立数学模型,通过改变边界条件空气流速及空气中含氧量从仿真结果中,得出过剩空气系数和富氧燃烧与理论燃烧温度之间的关系,结果与相关文献的实验数据吻合。     

丁烷-空气超临界燃烧中温度对迁移过程的影响

建立了单一燃料液滴燃烧过程的计算模型和数值方法,并利用之计算了丁烷-空气系统的蒸发和燃烧过程,研究了环境温度对迁移过程的影响.计算结果表明,在环境压力为2倍丁烷临界压力下,当环境温度为丁烷临界温度3倍时,液滴表面状态几乎在着火的同时实现了亚临界向超临界状态的迁移.环境温度低于3倍丁烷临界温度时,液滴会在迁移前着火,并借助火焰产生的热量完成迁移过程;当环境温度高于3倍丁烷临界温度时迁移时间短于着火延迟,液滴不利用燃烧产生的热量而依靠自周围高温介质传来的热量提高自身温度,进而完成迁移过程.此外,随着环境温度的升高,着火延迟时间和迁移时刻均逐渐变短.     

高温空气燃烧和富氧燃烧在加热炉生产应用中的对比研究

以韶钢加热炉富氧燃烧试验和高温空气燃烧技术的改造实践为基础,介绍了这两个新技术的不同应用和效果.富氧燃烧可以降低能耗,提高产量,富氧3.69%时,产量提高15.6%.富氧2%～40%时,可节约燃耗16.4%～31.3%.采用高温空气燃烧技术,也可提高产量,降低燃料消耗,同时火焰弥散地充满炉膛,亮度均匀,钢坯加热均匀,氧化烧损少.     

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。     

初始温度对氢-空气预混诱导湍流燃烧特性的影响

通过在火焰传播路径上布置孔板实现诱导湍流燃烧,利用纹影技术和压力采集系统研究了初始温度对孔板诱导氢-空气预混湍流燃烧特性的影响。试验结果表明:穿越孔板前火焰传播速度略有下降,穿越孔板后火焰被诱导为湍流燃烧,火焰发展进程加快;随着初始温度的升高,最高燃烧压力和最大压升率减少,两者出现的时刻提前,添加孔板后的燃烧持续期变化率降低,但穿越孔板后的火焰传播速度的差异不显著。     

空气引射对斯特林发动机火焰特征及燃烧温度的影响

为了研究空气引射对斯特林发动机常压燃烧特性的影响,在可视化试验台上进行了不同工况下的燃烧试验,并利用高速摄影机拍摄了燃烧室内的火焰图像,利用热电偶测量了燃烧室内的燃烧温度.结果表明,无空气引射时,燃烧火焰较长,张角较小,波动较大,高温区集中在燃烧室轴线附近;加入适量引射空气,火焰缩短,张角增大,稳定性提高,高温区外扩,位置向喷嘴靠近,燃烧温度升高;过量引射空气使火焰失稳,温度场紊乱,高温区分散,燃烧温度下降.