中心轴插式等离子体点火特性数值模拟

以Fluent软件为计算平台,针对中心轴插式等离子体点火燃烧器内部三维湍流流场及点火特性进行数值模拟,计算煤粉混合物在通过整个燃烧器时内部温度场、着火过程成分变化和煤粉的燃尽率等,分析其点火燃烧器内部的燃烧特征.分析了在给定来流条件下,不同等离子体喷枪功率下,点火煤粉燃烧器内中心截面温度分布;分析了点火煤粉燃烧器内CO、O2和CO2的质量浓度分布与温度分布的关系.     

速差射流煤粉燃烧器燃烧过程理论分析(Ⅰ)--强化燃烧原理分析

采用两相湍流流动的双流体模型 ,对带有中心高速射流的速差射流煤粉燃烧器进行了模拟计算。计算结果表明 ,燃烧器内筒端面与喷口间的距离 x有一最佳值 ,此时的高温回流量达到最大 ,煤粉燃烧的强化效果最好 ;另外 ,在该燃烧器中 ,中心高速射流能够浓缩煤粉 ,但约束煤粉扩展及增加高温烟气回流的作用不明显 ,只能使一次风粉与已回流的高温烟气混合更好 ,温度更均匀     

速差射流煤粉燃烧器燃烧过程理论分析——强化燃烧原理分析

采用两相湍流流动的双流体模型,对带有中心高速射流的速差射流煤粉燃烧器进行了模拟计算。计算结果表明,燃烧器内筒端面与喷口间的距离ｘ有一最佳值,此时的高温回流量达到最大,煤粉燃烧的强化效果最好;另外,在该燃烧器中,中心高速射流能够浓缩煤粉,但约束煤粉扩展及增加高温烟气回流的作用不明显,只能使一次风粉与已回流的高温烟气混合更好,温度更均匀。     

回转水泥窑燃烧段的整体冷态数值研究

针对以往只对燃烧器本身进行研究的局限，首次将回转水泥窑筒体和其内部的速差射流粉煤燃烧器进行了整体冷态数值研究。模拟表明，在回转水泥窑中有高温烟气进入速差射流燃烧器中以强化燃烧；另外，回转水泥窑中采用该型燃烧器及中心高速射流能使煤粉的扩散受到约束，从而使火焰不致烧到窑皮。     

液态排渣煤粉燃烧器燃烧温度影响因素分析

针对液态排渣煤粉燃烧器,基于方程求解法建立燃烧温度计算模型,采用控制变量的方法设计计算方案,研究分析了热风温度、过量空气系数、冷却水带走热量比例、热负荷、煤低位发热量各单因素对燃烧温度的影响规律。计算了20种不同影响因素情况下的煤粉燃烧器燃烧温度,在此基础上,利用灰色关联分析探讨了各因素对燃烧温度的影响程度。     

水平浓淡风煤粉燃烧技术在预防水冷壁高温腐蚀中的应用

分析了切向燃烧锅炉水冷壁高温腐蚀的主要原因,认为合理配风、调整燃烧是防止高温腐蚀的根本措施,着重介绍了新型实用专利水平浓淡风煤粉燃烧器的基本原理,指出水平浓淡风煤粉燃烧器可有效防止高温腐蚀的发生。     

火焰稳定和有限空间内煤粉预热

根据目前燃烧器的应用情况，本文提出了一个新观点，让煤粉在有限空间内预热而不是预燃，能使煤粉火焰稳定又不会引起结焦。根据这个思想设计的稳燃腔燃烧器，冷热态模化试验表明，无论是速度分布，粒子浓度分布，还是温度分布，都有利煤粉的预热，避免结焦，工业应用结果表明，锅炉可以在４０－６０％的低何上脱油燃烧，火焰稳定，节煤、节油的经济效果相当明显，创造年经济效益５００－１０００万元。     

高温空气在回转窑垃圾燃烧中配风计算与分析

对高温空气在回转窑中生活垃圾燃烧进行了配风计算,讨论了高温空气温度、空气消耗系数和燃烧后能维持的炉内温度间的平衡关系,并对计算结果进行了分析,为回转窑内高温空气垃圾燃烧方式的设计提供了参考。     

分流式驻涡煤粉燃烧器的试验研究

本文从煤粉燃烧理论出发，采用试验的方法，研究了分流式驻涡煤粉燃烧器的气流结构、煤粉分布特征及燃烧机理。经过分流板和驻涡稳燃器的双重作用，在燃烧器出口处形成了一个高浓度煤粉和高温区，该区域内同时存在着最大的速度梯度、煤粉浓度梯度和温度梯度，从而使煤粉迅速着火，燃烧稳定。实际应用证明，这种燃烧器在提高锅炉的低负荷稳燃能力，节省燃油等方面具有显著作用。     

O2/CO2气氛下炉内煤粉切圆燃烧数值研究

对某电厂600 MW切圆燃烧锅炉进行了O2/CO2气氛下炉内流动、传热和燃烧过程的数值研究。结果表明:在O2/CO2气氛下,随着氧气摩尔浓度的增加,炉内温度升高,高温区变大,对煤粉的着火燃烧有利;但考虑到燃烧器安全和水冷壁结渣,氧气摩尔浓度不能太高,对燃用文中煤质的锅炉其极限摩尔浓度在40%至45%之间。O2/CO2气氛对现有切圆燃烧锅炉的上层燃烧器煤粉的燃烧影响较小,对下层燃烧器煤粉的燃烧影响较大。与空气气氛煤粉燃烧相比,炉内火焰中心上移,且在氧气摩尔浓度不太高时,炉内温度分布特性有利于防止水冷壁的结渣。     

回转水泥窑燃烧段混煤燃烧数值研究

对有反应湍流气粒两相流动采用双流体模型,对煤粉燃烧过程采用通用模型,首次针对70％无烟煤＋30％烟煤的混煤燃料,将回转水泥窑筒体配有速差射流煤粉燃烧器的燃烧过程进行了数值研究。结果表明,回转水泥窑中采用该型燃烧器能化燃烧,同时使煤粉的扩散受到约束,从而保证了火焰不致烧到窑皮。     

Mechanism analysis on the pulverized coal combustion flame stability and NOx emission in a swirl burner with deep air staging

Low NOx burner and air staged combustion are widely applied to control NOx emission in coal-fired power plants. The gas-solid two-phase flow, pulverized coal combustion and NOx emission characteristics of a single low NOx swirl burner in an existing coal-fired boiler was numerically simulated to analyze the mechanisms of flame stability and in-flame NOx reduction. And the detailed NOx formation and reduction model under fuel rich conditions was employed to optimize NOx emissions for the low NOx burner with air staged combustion of different burner stoichiometric ratios. The results show that the specially-designed swirl burner structures including the pulverized coal concentrator, flame stabilizing ring and baffle plate create an ignition region of high gas temperature, proper oxygen concentration and high pulverized coal concentration near the annular recirculation zone at the burner outlet for flame stability. At the same time, the annular recirculation zone is generated between the primary and secondary air jets to promote the rapid ignition and combustion of pulverized coal particles to consume oxygen, and then a reducing region is formed as fuel-rich environment to contribute to in-flame NO_X reduction. Moreover, the NOx concentration at the outlet of the combustion chamber is greatly reduced when the deep air staged combustion with the burner stoichiometric ratio of 0.75 is adopted, and the CO concentration at the outlet of the combustion chamber can be maintained simultaneously at a low level through the over-fired air injection of high velocity to enhance the mixing of the fresh air with the flue gas, which can provide the optimal solution for lower NOx emission in the existing coal-fired boilers.     

水平浓淡风煤粉燃烧器在410t/h锅炉上的应用

本文介绍了采用水平浓淡风煤粉燃烧器在一台410t/h锅炉上解决高温腐蚀问题的应用，分析了该炉产生高温腐蚀的原因，提出了解决方案，并进行了炉内冷态空气动力场试验，在热态运行的条件下对炉壁处烟气含氧量进行了测量，得到了侧二次风开度对炉内空气动力场和壁面烟气成分的影响规律，可为燃用含硫量较高贫煤的锅炉进行防高温腐蚀的技术改造提供参考。     

中心风对径向浓淡旋流煤粉燃烧器燃烧的影响

通过冷态PDA试验,研究了中心风对燃烧器出口气固流动特性的影响;并结合1台670t/h锅炉的工业性试验,说明了中心风对径向浓淡旋流煤粉燃烧器的燃烧有很重要的调节作用,为设计和运行提供了参考依据。图10参4     

通过煤粉浓缩预热低NOx燃烧器实现高温空气燃烧技术的研究

以煤粉浓缩预热低NOx燃烧器(PRP)为例,说明了通过组织高温烟气回流快速预热低风煤比的一次风煤粉气流,可以在燃煤锅炉上实现具有高稳燃和低NOx排放性能的高温空气燃烧.工业试验和应用表明:PRP燃烧器特殊的预热室结构可以有效控制一次风粉的预热,快速加热煤粉颗粒并使之在达到燃烧器喷口时接近着火温度,因而具有优异的煤种适应性、低负荷稳燃能力和低NOx排放特性,是在燃煤锅炉上实现高温空气燃烧的一种良好的燃烧器.     

200MW机组锅炉高温空气煤粉直燃技术工程应用试验研究

高温空气煤粉直燃技术是采用中频感应将少量空气瞬间加热到1000℃左右,将高温空气引入到煤粉直燃燃烧器中心点燃少量煤粉,再分级逐渐点燃全部煤粉,实现无油点火。试验结果证明,煤粉直燃燃烧器在冷炉状态下可直接点燃煤粉,使锅炉从冷炉状态下启动,达到机组带70%负荷,全过程无油助燃。     

双回转式固体废弃物焚烧系统设计

提出将回转窑技术与高温空气燃烧技术相结合,形成一种兼有稳定燃烧和控制二英、呋喃等污染物排放双重功能的新型固体废弃物焚烧方式。给出了回转窑焚烧系统的结构简图,介绍了其工作原理。分析了高温空气燃烧技术的高效低污染特性。针对中小规模医院的自备焚烧炉,设计了双回转式焚烧系统,并进行了热力计算。     

超浓相火焰燃烧难燃煤探讨

研究表明，煤粉气流着火存在最佳煤粉浓度，在最佳浓度时火焰传播速度和温度可达到最大值，试验得知难燃煤粉气流从喷嘴出口的最佳风、粉重量比接近1.0时着火、燃烧稳定。将一次风粉混合物通过喷嘴前的分离器，分离成超浓和稀淡两股，分别送入炉膛四角内外并列下倾布置的对应喷嘴，形成炉膛中央的浓粉区，近墙四周为富氧淡粉的“风包粉”气流，构成下射“W”形新的切圆旋转燃烧，利于难燃煤及早着火、稳定燃烧、充分燃烬。文中简要介绍燃烧器设计和调控要点     

富集型燃烧器的原理与应用

在煤粉稳燃燃烧器的研制过程中,提出了一种新的煤粉燃烧器的着火稳燃机理:通过组织煤粉气流的浓淡分离及浓(小)股煤粉气流的急拐弯,让气粉分离;煤粉射入高温回流区,在这里滞止增浓,升温着火,形成小火焰,并点燃一次风煤粉火焰,即小火点大火的机理.以此为指导,成功地开发了富集型燃烧器及多重富集型燃烧器,并在100～200 MW机组上得到广泛应用.此外,还介绍了在合山电厂中的实际应用情况.     

等离子燃烧器燃烧特性的数值模拟

结合煤粉锅炉等离子燃烧器的结构特点,用数值仿真软件Fluent对套筒式等离子燃烧器的内燃特性进行了二维流动数值模拟,计算了一次风从燃烧器的等离子点火区到炉膛内的燃烧特性,并与实验和工程应用结果进行了比较。模拟结果表明:在等离子燃烧器喷口形成了“粉包火”的着火工况,降低了燃烧器喷口温度,改善了燃烧器的工作环境。该燃烧模拟结果与等离子燃烧器在某600MW机组现场应用以及在等离子热态试验台点火试验的结果基本吻合。图6表2参3