乙醇小尺度射流扩散火焰燃烧温度及稳燃特性

对自由射流和受限射流乙醇小尺度扩散火焰的燃烧温度及稳燃特性进行了实验研究。结果表明:火焰在静止空气中燃烧会经历淬熄前火焰、稳燃火焰、振荡前火焰、振荡火焰4个不同的状态。受限空间和自由空间下,火焰峰值温度随雷诺数增大均会经历增大,稳定和减小3个阶段,自由空间下,其温度最高可达1300K。尾部烟气温度随雷诺数先增大后保持稳定,其温度最高可达480K。只有当内径小到一定程度,玻璃管壁温才会随雷诺数有较大增加,其温度最高可达370K。随着受限空间内径的减小,火焰的燃烧上限明显降低,且均比自由空间时的低,而燃烧下限几乎均与自由空间时相同。在本实验范围内,热熄火是淬熄的主要因素,而燃料的不完全燃烧则是火焰由稳定燃烧转变为振荡燃烧的主要因素。     

稳燃腔煤粉燃烧器的气流结构及燃烧特性研究

稳燃腔煤粉燃烧器是在钝体燃烧器基础上提出的一种新型燃烧器。它将钝体罩在稳燃腔中,利用腔壁消除了钝体上下两端的不合理的气流卷吸,从而使回流强度得到了很大提高。本文通过冷态空气动力场式验,研究了稳燃腔的几何形状和尺寸对气流特性的影响,并在试验炉上研究了这种燃烧器的燃烧特性。结果发现,由于稳然腔煤粉燃烧器具有较长的回流区和较大的质量回流率,使得它比钝体燃烧器具有更好的稳燃效果。     

稳燃腔燃烧器射流中粒子动态分析及燃烧过程研究

稳燃腔燃烧器已经获得国家发明专利,它是在钝体的基础上发展起来的一种新型煤粉燃烧器。本文用三维激光粒子动态分析仪测量了燃烧器出口气流的平均特性和湍流特性,回流区内外的颗粒数密度、直径和体积流量分布,以上数据不仅正确解释了钝体的稳燃机理,也说明了这种燃烧器具有良好的工业应用前景。     

氨煤混合燃烧NO生成特性的实验研究EI北大核心CSCD

氨作为一种富氢无碳含氮燃料,与煤粉混合燃烧在有效降低煤电CO_(2)排放的同时,增加了NO的生成途径。为实现氨煤低氮燃烧,该文在氨煤混燃理论燃烧放热量固定的条件下,利用高温管式炉进行氨煤混合燃烧实验探究掺氨比(0%~10%)、温度(1000~1500℃)对氨煤共燃NO生成特性的影响。结果表明,氨的掺混能够促进NO的生成与单位质量燃料NO释放量,降低燃料N向NO的转化率。随着掺氨比升高,NO的释放量逐渐增加,在同一掺氨比工况下,随着温度的升高,NO的单位质量燃料释放量先增加后降低。掺氨比为0~2%时,燃料N到NO的转化率随温度的升高逐渐降低;掺氨比为4%~10%时,燃料N到NO的转化率随温度的升高呈先增加后降低的规律;在1200℃时,各工况下转化率达到峰值。结果可为氨煤混合燃烧N转化机理提供理论支撑。     

燃烧器传热特性及稳燃机理研究

给出旋流燃烧器轴向壁温分布数学模型,通过试验验证了数学模型的合理性,并讨论了旋流燃烧器的稳燃机理。     

甲烷扩散火焰的富氧燃烧特性

富氧燃烧被认为是最具潜力的大规模碳捕集技术,近年来备受推崇.富氧工况下气体组分的变化会对燃烧过程产生较大的影响.以非预混同轴热伴流火焰系统的甲烷燃烧过程为研究对象,对富氧燃烧特性受H2O、O2和CO2等不同组分所具有的物理性质和化学性质的影响进行深入且系统地研究.研究结果显示,CO2所具有的化学特性、热力特性以及扩散特...     

基于灰熔融温度的煤燃烧铅释放预测模型EI北大核心CSCD

铅(Pb)在煤燃烧过程中的迁移转化影响其排放特征。研究使用固定床实验系统,在1100~1300℃开展47种煤的燃烧实验,通过煤及燃烧产物的表征,分析煤中Pb经历高温燃烧的迁移行为。研究发现,不同煤种燃烧时Pb的释放比例有显著差异,整体呈现随温度升高而增加的趋势,至1300℃时Pb基本完全释放。煤中Pb主要以碳酸盐及氧化物结合态、硫化物结合态和残渣态形式存在,各结合态Pb在煤燃烧过程中均不稳定,部分释放至气相,其余部分转化为残渣态保留在灰中。Pb在灰中的保留比例与灰的熔融程度有良好相关性。借鉴基于灰分组成的灰熔融温度预测公式,结合多煤种实验数据,建立煤燃烧Pb释放比例的预测模型,该公式对实验用煤种预测的相对偏差在-9.1%~19.3%。     

污泥粉燃烧的成灰行为及颗粒物生成特性EI北大核心CSCD

污泥灰分含量高,燃烧过程中易造成锅炉的积灰结渣及颗粒物排放超标,为使污泥更好的燃烧并实现能源化利用,该文开展A、B两种污泥在沉降炉中900~1300℃的燃烧及热解实验,研究污泥粉燃烧的成灰行为、颗粒物生成特性和温度对两者的影响。结果表明,污泥粉燃烧生成灰颗粒和焦颗粒的尺寸向50~200μm内集中程度增大;1100℃以上时生成大量、熔融的焦和灰颗粒。燃烧时,石英、磷铝矿及铝硅酸盐的转化和产物间的反应生成Fe-Al-Si-P-Ca等物质和铝硅酸盐,在较高温度下更易形成熔融颗粒。污泥粉燃烧生成的PM_(10)(空气动力学直径<10μm颗粒物)呈三模态分布。温度升高,PM_(10)生成增加,PM1则显著增加。相同温度下,B污泥(简称BSS)的PM1生成量比A污泥(简称ASS)低得多,PM_(10)产量也低,前者主要因为其灰量多、Si O2含量高对碱金属捕集作用强;后者则是其成灰时高温熔聚作用强而破碎弱导致超微米颗粒生成少。因此,污泥在1100℃以上燃烧时,锅炉更易结渣;同时污泥种类影响颗粒物生成特性。     

电缆接头温度反演及故障诊断研究EI北大核心CSCD

为间接测量得到电缆导芯温度、预防电缆接头故障,建立了电缆接头2阶和1阶暂态热路简化模型,提出了一种电缆接头导芯温度的反演算法,推导得出导体实时温度。同时,通过参数辨识对电缆接头进行在线监测并得到故障诊断结果。结果表明,建立的电缆接头2阶和1阶暂态热路模型可有效简化反演计算,进而通过电缆接头外皮和金属护套温度反推出导体温度,且所得反演结果与实测结果相符。此外,根据辨识参数相对正常运行状态时的变化情况,可判断出电缆接头是否存在故障隐患以及是何种故障。     

可调浓度燃烧器波形稳燃体出口流场特性的试验研究

提出在燃烧器出口加装稳燃体和中心风的设想,依靠中心风的大小控制高温烟气热回流量来实现煤粉气流的着火与稳燃。研究结果表明,稳燃体和中心风均明显改善了喷口外各段的中心回流区,并使得喷口外速度分布变化平缓,但过量的中心风可破坏回流区。优化采用稳燃体及中心风率（小于4％）将使可调浓淡燃烧器真正实现高效燃烧、低负荷稳燃和低NOx排放。     

煤粉富氧分级燃烧NO_(x)排放特性的实验研究EI北大核心CSCD

开发煤粉高效清洁燃烧技术是实现“双碳”目标的有效途径之一。该文利用两段式高温滴管炉,研究煤粉高温富氧分级燃烧条件下NO_(x)排放的规律。结果表明:二次风量过大或过小均不利于抑制NO的生成,并且二次风氧气浓度和二次风量对NO_(x)的排放规律存在交互影响;NO_(x)排放浓度最低对应的最佳二次风氧气浓度随二次风量氧气系数的增加而减小。当二次风量氧气系数为0.4~0.5且二次风氧气浓度为30%~70%时,存在多组工况NO_(x)排放浓度满足超低排放要求,并且此时飞灰含碳量均低于8%。高温富氧分级燃烧能实现煤粉高效燃烧的同时直接实现NO_(x)的超低排放。     

锅炉气化小油枪点火及稳燃技术

气化小油枪技术在我国最早由黑龙江省电力科学研究院开发研制成功的发电锅炉最新节油技术，2001年6月建立燃烧试验台进行试验研究，9月在哈尔滨热电有限责任公司4、5号锅炉上成功完成工业性试验，     

锅炉气化小油枪点火及稳燃技术

气化小油枪技术在我国最早由黑龙江省电力科学研究院开发研制成功的发电锅炉最新节油技术,2001年6月建立燃烧试验台进行试验研究,9月在哈尔滨热电有限责任公司4、5号锅炉上成功完成工业性试验。2002年5～6月在新疆天富热电及哈尔滨热电有限责任公司成功完成工业性应用,首次实现了锅炉机组由冷态点火、到汽轮机定速并列、直至锅炉脱油运行,全过程耗油仅200kg（正常耗油12t）,     

考虑碳排放和混合燃烧特性的氢混燃机精细化建模及应用EI北大核心CSCD

随着混氢天然气技术发展,氢混燃机成为未来电-混氢天然气城市综合能源系统的关键技术节点。为此,该文分别对混氢天然气网和氢混燃机进行特性分析,并搭建考虑多气体组分混合的混氢天然气网与氢混燃机耦合架构。从多学科信息融合角度出发,采用阿伦尼乌斯方程和系统热力学分别对氢混燃机的碳排放和混合燃烧出力特性精细化建模,并基于实例参考范围验证所提模型的合理性。在此基础上,将氢混燃机模型应用到优化调度中,以系统总运行成本最低为目标函数,计及城市配电网、混氢天然气网以及用户单元内部运行约束,建立电-混氢天然气城市综合能源系统优化调度模型。以耦合混氢天然气系统的某实际城市配电网为算例进行验证,结果表明,基于电转气的天然气网掺氢运输和本地储氢供应均能有效提高电网的可再生能源消纳水平,其风电利用率之差不超过2.12%,但前者的总运行成本比后者少4.31%,能够降低系统总运行成本的同时有效促进用户侧低碳减排。     

1000MW超超临界旋流燃烧锅炉稳燃特性数值模拟与优化

使用realizable k-双方程模型,对一台1 000 MW超超临界机组对冲旋流燃烧锅炉的燃烧过程进行数值模拟,研究燃烧器一、二次风口形状对燃烧器热态流场、温度场分布的影响,并考虑了NO的排放量,对燃烧器3个改进方案进行了比较。数值模拟结果表明,二次风扩口角度及轴向长度较大时,火焰形状短而宽,NO排放浓度较低,煤质较差时燃烧不稳定;二次风扩口角度减小及轴向长度缩短后,中心给粉与原始结构燃烧器燃烧稳定性均增强,同时,锅炉NO排放量有所增加。二次风扩口轴向长度减少1/2,可以有效增加燃烧稳定性,且NO排放量无明显增加,为最佳改进方案。并与改进后试验结果进行对比,获得比较一致的结果。为大容量旋流燃烧锅炉燃烧劣质煤的燃烧不稳定问题提供参考和依据,为HT-NR3燃烧器的设计和运行提供一定的理论基础。     

“燃烧源细颗粒物形成与排放控制技术”专题征稿启事EI北大核心CSCD

我国大气污染以细颗粒物为首,其浓度比发达国家高数倍,对人体健康和经济社会发展造成严重的威胁。控制细颗粒物的污染是国家节能减排战略的重大需求。细颗粒物来源复杂,其一次源主要包括固定燃烧源和移动燃烧源等。从源头控制细颗粒物排放是解决我国细颗粒物污染的根本途径。燃烧源的细颗粒物排放控制包括＂控制燃烧过程细颗粒物的形成＂以及＂排放过程细颗粒物脱除＂两种途径,涉及到燃烧学、多相流、静电学、表面物理化学、大气化学等多学科的交叉研究,     

热解废水协同半焦焚燃超低NO_(x)排放试验研究EI北大核心CSCD

热解废水成分复杂、难降解,常规处理方法流程复杂且处理能力有限,因此,研究热解废水协同半焦清洁高效燃烧技术具有重要意义。在0.5MW循环流化床试验平台上开展热解废水从不同位置喷入的试验,探究热解废水的加入对半焦的燃烧和NO_(x)排放特性的影响。结果表明:常规燃烧状态下,在后燃室喷入20L/h热解废水时,NO_(x)原始排放浓度为6.7mg/m^(3),降低了93.2%。后燃状态下,在炉膛和后燃室中分别喷入20L/h热解废水时,NO_(x)排放分别为85.7和50.0mg/m^(3),分别增加了12.5%和降低了34.1%。热解废水喷入位置可以综合反应温度、气氛和混合均匀性等因素,通过对喷入位置的优化可以使热解废水与半焦协同处理技术在去除热解废水中挥发酚的同时控制NO_(x)排放。     

火焰条件下间隙的直流电压击穿特性研究EI北大核心CSCD

近年来,多条特高压直流线路建成投运,还有多条直流输电线路正在规划,山火严重威胁到输电线路的绝缘安全和可靠运行,研究火焰条件下间隙的直流电压击穿特性和放电机理具有重要意义,但国内外在山火条件下间隙直流电压击穿特性方面的研究较少。间隙在山火条件下击穿机理涉及火焰温度、电导率和灰烬等个因素,不同植被的燃烧特性决定了这3种因素触发放电的影响程度不同,因而击穿电压存在较大的差异。文中研究典型植被的火焰特性,利用模拟山火对不同影响因素条件下的导线?板间隙直流电压放电特性进行试验研究,分析了山火条件下间隙击穿机理。研究发现间隙在火焰中绝缘强度下降到纯空气的20%左右,直流电压下间隙的击穿存在明显的极性效应。     

铁基载氧体化学链氧化氨气特性的实验研究EI北大核心CSCD

NH3燃烧会不可避免地生成氮氧化物等污染物。化学链燃烧技术因其自身性质,为提高NH3燃烧特性提供了一种研究手段。铁基载氧体因具有良好的反应活性等特点,被广泛用于化学链反应中。该文采用浸渍法制备Fe_(2)O_(3)/Al2O3铁基载氧体。在不同温度下,对不同质量分数的Fe_(2)O_(3)/Al2O3进行化学链氧化NH3和循环稳定性的实验研究。结果可知,在900~1000℃,当Fe_(2)O_(3)质量分数在30%~50%时,Fe_(2)O_(3)/Al2O3的NH3转化率平均在95%以上。反应稳定后,N2选择性保持在99%左右。结果表明,氨氛围下铁基载氧体具有较好的化学链燃烧性质,能够为氨燃烧、解决氨逃逸和铁基载氧体相关研究提供一定参考。     

脉冲电源对电弧放电等离子体温度的控制研究EI北大核心CSCD

等离子体温度是电弧放电过程中的重要参数,控制等离子体温度能够有效的控制等离子体化学反应过程。为此,在研制电感储能和电容储能2种脉冲电源的基础上,测定了在不同放电频率、电容电压和储能电容条件下的脉冲电弧放电等离子体发射光谱,并计算了对应条件下的温度。结果显示:电弧放电等离子体温度可以通过改变电感储能电源中的放电频率和电容储能电路中的电压和电容值控制,其线性关系良好,相关系数分别为0.946、0.974和0.979。