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。     

褐煤半焦旋风燃烧数值模拟

褐煤经低温热解后残余固体半焦的利用一直制约我国低阶煤分质转化和高效清洁利用的发展。本文采用旋风炉燃烧褐煤半焦的方法,通过Fluent软件模拟了不同过量空气系数下旋风炉模型内温度、速度、组分体积分数的分布情况,同时对焦炭转化率和NO_x排放特性进行了研究。结果表明:本文所采用的数值模拟方法可以准确地描述褐煤半焦在旋风炉内的燃烧情况;过量空气系数在0.5~0.7时,半焦在旋风炉内的转化率均大于98.4%,且NO_x排放质量浓度较低,最高仅为144mg/m3。采用旋风炉燃烧可以实现褐煤半焦的高效清洁利用,对我国低阶煤转化利用的发展具有重要意义。     

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。     

卧式循环流化床锅炉燃烧特性的数值模拟分析

介绍了小型卧式循环流化床结构、性能及技术特点,以7WM卧式循环流化床锅炉为研究对象,以CFD软件FLUENT为计算平台,进行数值模拟,研究分析了炉内流场、压力分布、温度分布、颗粒浓度及CO、CO2等组分浓度,用以优化锅炉设计。     

新型醇基燃料燃烧器设计及其燃烧特性数值模拟

采用ANSYS FLUENT 16.0软件对新型醇基燃料燃烧器进行基于计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)技术的数值模拟。数值模拟结果表明:着火距离适中,火焰形成较好,在燃烧器喷口上部形成1 100~1 400 K(827~1 127℃)稳定火焰,温度分布较均匀;空气喷嘴与中心轴线偏离角度,形成旋转气流,模拟效果明显,有利于燃料的雾化及燃烧;速度场的规律与燃烧器结构设计较符合,对称性较好。从理论上说明新型燃烧器设计的合理性,为今后该类型燃烧器的推广应用提供重要的理论指导和技术保证。     

船用锅炉双燃料燃烧器的低氮燃烧特性的数值模拟研究

为满足船用锅炉安全可靠、低污染物排放的运行要求,探究燃烧器的低氮燃烧特性,以船用锅炉双燃料燃烧器为研究对象,利用计算流体动力学软件模拟了该燃烧器在使用燃气与燃油两种燃料进行燃烧时炉膛内的温度分布、NOx浓度分布情况,分析了过量空气系数和燃烧器的结构特性对NOx排放的影响,并针对燃烧器结构特性提出了改进建议。     

W炉旋风微油煤粉燃烧器的数值模拟研究与应用

针对采用双旋风煤粉燃烧器的W型火焰锅炉,为降低锅炉启动和稳燃油耗,提出采用微油油枪点火的旋风微油煤粉燃烧器。通过数值计算方法分析其用作锅炉正常运行的主燃烧器使用时的性能,得到喷口外的流场分布,分析与原双旋风煤粉燃烧器的差异。旋风微油煤粉燃烧器在四川华电珙县电厂2×600 MW超临界机组上的应用验证了其性能与原双旋风煤粉燃烧器基本一致。     

风道燃烧器燃烧特性试验研究

东方锅炉厂自主研发的第二代300 MW循环流化床锅炉,其风道燃烧器配用的油枪为中心回油油枪。针对油枪的特殊性,在启动调试过程中,对油枪的调节特性、出力以及配风方式进行了调整试验。通过试验确定了该油枪与点火枪的相对位置,油枪冷、热态下的出力以及风道燃烧器热态下的调整方式。     

煤粉燃烧排放特性数值模拟

研究燃烧污染物排放具有重要意义，数值模拟是一种有效的研究方法，该文利用数学模型，采用后处理方法，在燃烧模拟的基础上，计算了NOx在电厂锅炉炉内的分布情况，对SOx生成采用了常用的反应模型，并根据反应动力学原理，提出了SOx生成模型。在国内首次对800MW锅炉进行了计算和现场测试。其计算所得结果比较符合实际，说明所提出的模型是合理的，该研究对锅炉的设计和清洁运行具有重要的参考价值。     

双通道旋流燃烧器空气动力学特性数值模拟及研究

对双通道旋流燃烧器出口空气动力特性进行了数值计算，并对影响其特性的一、二次风量、旋流叶片角度、中心扩锥角度和直流二次风喷口扩角等多种因素进行了分析，其结果与冷态模型试验基本吻合。推荐的运行参数及结构尺寸对该燃烧器的试验、结构改进和运行具有一定的参考价值。     

600MW机组低氮燃烧器燃烧性能数值模拟

以某600 MW四角切圆煤粉锅炉为研究对象,根据其结构参数、燃烧器改造设计参数,采用FLUENT软件数值建模研究不同负荷下低氮燃烧器的燃烧性能和脱硝系统的运行状态。对燃烧器区域的网格进行特殊处理,并根据冷态速度场进行模型验证,确立数值计算模型。采用Tecplot软件处理计算结果,获得低氮燃烧器改造后不同负荷下炉内的速度场、温度场和各组分浓度场分布。依据于炉内燃烧模拟结果,通过热力计算,获得不同负荷下脱硝系统的运行状态。结果显示:随着负荷的降低,炉内各场发生了较大的变化,当锅炉负荷降到65%ECR时,炉膛出口烟温920℃,脱硝入口烟温305℃,脱硝系统将自动退出。当锅炉在低负荷下运行时,须进行低氮燃烧器的正确调整,提高炉膛出口温度,获得良好的低氮燃烧器和脱硝系统联合运行特性。     

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。     

卧式炉的富氧燃烧试验及数值模拟

利用卧式炉对煤粉气流在富氧气氛下的燃烧进行了试验和燃烧数值模拟,结果表明,在富氧气氛下,提高了煤粉的燃烧速率,炉内温度场水平升高,燃料燃烧更加完全;火炬前端的温度水平显著提高,煤粉气流的着火距离缩短,燃烧速率加快,有利于实现煤粉富氧直接点火;烟气中Co的含量减小,NOx含量先增大后减小,SOz含量呈增大趋势.     

对冲燃烧锅炉旋流燃烧器风量分布优化的数值模拟

针对某发电厂1 000 MW机组对冲燃烧锅炉两侧燃烧器二次风量偏低的问题,提出了一种可优化燃烧器二次风量的风箱结构。采用数值模拟方法,研究了该二次风箱内的流动特性及燃烧器流量分配。结果表明,在不改变燃烧器出口二次风旋流强度及通流面积的前提下,通过设置调节挡板,可使得两侧燃烧器的全压高于中间燃烧器的全压,进而两侧燃烧器风量高于中间燃烧器风量约5%～6%,燃烧器出口速度分布也较为均匀。在机组满负荷运行,二次风叶片角度减小到15°时,送风机全压足以克服二次风道和各燃烧器阻力,确保机组的安全运行。     

旋风分离器壁面磨损数值模拟研究

壁面磨损是制约旋风分离器发展的突出问题,基于计算流体力学方法研究入口速度和颗粒粒径对分离器壁面磨损及分离效率的影响。研究发现,环形空间壁面沿圆周方向的磨损速率分布规律不随入口速度变化而改变,180°至260°方位角区间磨损较严重;分离空间筒体壁面的磨损速率沿圆周方向呈现较均匀分布,锥体壁面的磨损速率随高度的减小而增大。不同单一粒径下环形空间壁面沿圆周方向磨损速率先增加后减小,且粒径较大时磨损峰值对应的方位角更小;分离空间壁面磨损速率在锥体下部达到磨损峰值,且在粒径大于30μm时会明显增加。当颗粒粒径处于8～30μm之间时,增大入口速度是提高分离器效率的有效方法;当颗粒粒径大于50μm时分离效率接近100%。     

双旋风筒煤粉浓缩型燃烧器特性试验研究

韶关发电厂10号机组锅炉是东方锅炉(集团)股份有限公司引进美国福斯特·惠勒能源公司(FWEC)技术设计制造的300MWW形火焰锅炉,采用双旋风筒煤粉浓缩型燃烧器。论述了双旋风筒煤粉浓缩型燃烧器的结构和工作原理,通过现场的试验研究,掌握了该燃烧器主要调节手段———消旋叶片和乏气挡板的作用及调节特性,为燃用不同的煤种提供了挡板设置参考。     

LNCFS燃烧器低NOx燃烧特性试验研究

以超临界600 MW机组锅炉的LNCFS燃烧器为研究对象,分析了省煤器出口氧量、炉膛风箱差压、SOFA风量、CCOFA风量、磨煤机组合方式以及辅助风风量变化对NOx排放的影响.结果表明:在机组负荷600 MW、采用ABCEF磨煤机组合方式、省煤器出口氧量3.3％、炉膛风箱差压800 Pa、SOFA投运3～4层、CCOFA全部投运、辅助风挡板以炉膛风箱差压曲线控制挡板开度的情况下,LNCFS燃烧系统可以将NOx排放浓度控制在250 mg/m3以下,完全满足环保标准要求.     

褐煤半焦贫氧旋风燃烧特性研究

在实验室规模的小型立式旋风筒中,对工业制备的内蒙古锡林浩特褐煤半焦的贫氧旋风燃烧特性进行了试验研究。结果表明:在过量空气系数为0.5~0.9时,贫氧燃烧产物的热值在1 500~3 500kJ/m3之间,且随着过量空气系数的增加而降低;随着过量空气系数增加,半焦燃烧碳转化率增高,当过量空气系数0.6时,半焦燃烧碳转化率97%,炉内燃烧区温度升高,在过量空气系数为0.7时,燃烧区温度可达1 280℃,高于灰熔点,这对保证液态排渣非常关键;给料量增加对半焦燃烧特性影响不大,表明旋风筒燃烧室对燃烧褐煤半焦具有良好的负荷调节特性;贫氧燃烧条件下,旋风筒NO的排放质量浓度较低,随着过量空气系数和给料量的增加,旋风筒NO的排放质量浓度提高。     

合成气微型燃气轮机旋流燃烧特性数值模拟

以某合成气微型燃气轮机为例,通过改变其燃烧室旋流喷嘴的角度增加旋流强度,并采用数值模拟的方法从主燃区旋流强度及值班区旋流强度两方面对比分析了微型燃气轮机的旋流燃烧特性,结果表明:随着主燃区旋流强度的增加,回流区面积明显增大,燃料、空气均匀混合并迅速燃烧;但并非旋流强度越大越好,当主燃区旋流强度增大到一定程度时,回流区已经影响到了燃烧室出口处的气流流动,不利于流场的稳定,因此存在最佳的旋流角度使燃烧达到最佳的效果;值班区旋流强度的改变对燃烧流场影响不大。     

富氧燃烧锅炉辐射传热特性数值模拟研究

为研究富氧燃烧与空气燃烧锅炉之间的辐射传热特性差异,并为设计或改造新型富氧燃烧系统提供所需的理论指导,对2种燃烧方式下的炉膛流场与传热分布特性进行了数值模拟研究。首先对富氧燃烧数值模拟采用改进灰色气体加权和（WSGG）模型计算气体吸收系数的必要性进行了探讨,并将Johansson WSGG模型结合进入燃煤锅炉的CFD模型框架内,使CFD数值模型适用于富氧燃烧的辐射传热计算。在此基础上对某330 MW机组锅炉分别采用干、湿烟气再循环富氧燃烧方式及空气燃烧方式的炉膛流场与传热分布特性等进行了对比分析。结果表明:在锅炉煤量、入口气体质量流量和氧量皆相同情况下,不同燃烧方式间燃烧烟气成分及物性的差异使富氧燃烧与空气燃烧锅炉在流场、温度与炉膛传热分布等方面皆呈现出较明显的差异;富氧燃烧烟气中所富含的CO2和H2O的比热容高于N2,使采用湿烟气循环方式富氧燃烧锅炉炉膛的整体温度和吸热量明显低于空气燃烧;同时,由于CO2的密度高于N2,富氧燃烧锅炉的整体流速低于空气燃烧锅炉,并影响了炉内的温度与传热分布。在设计富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时应考虑富氧燃烧与空气燃烧锅炉在炉膛流场与传热方面的差异,合理安排锅炉的传热分布,避免或减少锅炉受热面的改动。