1100MW机组等离子点火特性的数值模拟

以Fluent软件为计算平台,基于计算流体力学、计算传热学和计算燃烧学的原理,对1100MW机组锅炉采用等离子点火系统,针对设计制造的单角等离子体点火燃烧器煤粉燃烧过程进行气粒两相三维流动、换热和燃烧的数值模拟,预测了不同煤粉空气配比条件下的炉膛内气粒两相流动、温度场分布、气相组分浓度场分布等情况,为机组锅炉等离子点火系统的实际运行提供指导。     

300 kW强旋射流燃烧器内气体燃烧的数值模拟

采用非预混燃烧模型及k-epsilon标准湍流模型,利用计算流体力学软件Fluent对300 kW强旋射流燃烧器内气体燃烧过程进行数值模拟,得到燃烧器内温度、速度及组份浓度的分布情况,通过与现有实验数据对比,验证了模拟的可靠性,从而为揭示强旋射流燃烧器内燃气燃烧过程的传热传质机理、优化燃烧器结构参数提供理论依据。     

旋流燃烧器特性评价指标的研究

用数值模拟的方法,以鼓风式空气旋流燃烧器为例,模拟了不同操作参数和结构参数下炉膛内的温度场、速度场和污染物浓度场,提出了评价旋流燃烧器的几种特性指标,对旋流燃烧器进行较全面的特性评价。     

切向鼓风式燃烧器三维流场的数值模拟

为了全面分析切向燃烧器的流动特性,利用商用计算软件STAR-CD对切向鼓风式扩散燃烧器进行了数值模拟.该燃烧器以液化石油气为燃料,采用标准k-ε模型和SIMPLE算法,预测了燃烧器内部空气动力场、压力场、湍动能及其耗散率等分布情况.计算结果表明,整个燃烧器内部流场是三维、非对称、有旋场.燃烧器混合效果较好,射流场内部沿流动方向存在着回流区,这不但有利于稳定燃烧,还能使着火提前,缩短火焰长度.     

首钢京唐BSK顶燃式热风炉的燃烧技术

 为开发5500m3高炉BSK顶燃式热风炉技术,对顶燃式热风炉的燃烧机制和燃烧特性进行了研究。采用CFD数学仿真模拟研究了BSK顶燃式热风炉环形陶瓷燃烧器的燃烧机制,解析了顶燃式热风炉燃烧室内气体的混合、流动以及燃烧过程,计算分析了顶燃式热风炉燃烧过程的速度场、温度场以及浓度场分布。通过对实体热风炉的冷态测试,验证了CFD数学仿真计算的结果。研究结果表明,BSK顶燃式热风炉采用旋流扩散燃烧技术使燃烧过程速度场、温度场和浓度场分布均匀对称,并可以有效控制火焰长度和火焰形状,使煤气在拱顶空间内充分燃烧。速度场、温度场和浓度场的分布与煤气和助燃空气的初始分布有直接关系。通过燃烧器喷嘴结构优化设计可以显著提高空气与煤气混合的均匀性,改善燃烧室内浓度、温度分布以及火焰形状。     

燃油加热炉燃烧过程的三维数值模拟

对燃油加热炉的燃烧过程进行了三维的数值模拟。其中,对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化,实现了包括炉膛的结构化网格划分。在前人的基础上发展了计算燃油燃烧过程完整的数学模型,其中,气相的湍流流动采用k-ε模型,液雾颗粒相的湍流流动采用随机轨道模型,湍流燃烧采用EBU Arrhenius模型,辐射传热采用离散坐标模型。计算得到了炉内流场、温度场、液滴分布、组分分布的详细信息,并对炉内的燃烧特性进行了分析和解释。计算结果为燃油加热炉的设计和优化提供了很好的参考依据。     

旋流式平焰燃烧器特性的数值模拟

用CFD软件模拟得到了旋流式平焰燃烧器工作时在实验炉膛内的温度场、速度场和污染物浓度场分布状况。通过模拟结果分析了结构参数和操作参数对平焰燃烧器温度场、速度场和污染物浓度等特性的影响。     

燃烧器水平摆角对四角切圆煤粉炉燃烧影响的数值分析

采用计算流体力学软件对1025t/h四角切圆煤粉炉内的湍流扩散燃烧进行了数值模拟,分析了燃烧器在0°~30°范围内水平摆动时的速度场、温度场和浓度场分布。结果表明:当燃烧器水平摆角为10°时,炉膛内部有较好的流场动力学特性,烟温分布较为均匀,炉内NO生成量显著下降。     

卡鲁金顶燃式热风炉燃烧器的燃烧过程模拟研究

高炉热风炉是高炉炼铁生产中的重要设备,提高高炉风温是降低焦比、增加喷煤量、提高冶炼强度的重要措施,合适的燃烧器结构有利于提高热风炉的热效率和送风温度.在对卡鲁金顶燃式热风炉建立初步了解的基础上,运用CFD软件对卡鲁金顶燃式热风炉的燃烧过程进行了数值模拟研究,对比分析了不同燃烧器结构对温度场、CO浓度场、火焰长度以及蓄热室烟气分布的影响.结果表明,燃烧器结构采用“两旋两直”时,卡鲁金顶燃式热风炉的燃烧工况较好.     

高温竖窑煅烧区的燃烧数值模拟

利用Fluent的前处理软件Gambit建立了高温竖窑煅烧区的几何模型,并利用Fluent软件进行了数值模拟。采用标准的k-ε湍流模型、一般的有限速率模型以及P-1辐射模型进行模拟,成功地计算出燃油燃烧的温度场和浓度场分布情况,验证了数值模拟所用模型和数值模拟结果的可靠性,为研究炉内燃烧状况和实际生产运行中工艺参数的调整提供了依据。     

高炉富氧喷煤技术研究开发的进展

近年来,研究开发了一系列高炉富氧喷煤关键技术,如氧煤枪、炉前供氧与安全控制、煤粉流量计量与控制以及煤粉混合喷吹等技术。氧煤枪在包钢、鞍钢试用效果良好,单枪喷煤量和供氧量分别达到1200～2500kg/h和150～300m~3/h。首台高炉炉前供氧及安全控制装置将在天津铁厂投入使用。电容噪声传感器及相关仪可用于支、总管煤粉流量的测量。煤粉燃烧促进剂A、B可大大提高煤粉的燃烧率。     

高炉氧煤枪枪体温度场数学模型

根据质量和能量平衡原理，推导出计算氧煤枪温度场的连续方程和能量方程，计算出了不同高炉条件下氧煤内外壁的温度分布及温度最点位置。计算结果与相同条件下的试验结果吻合。用这一数模可对各种条件下的枪体温度场作出预测，因而可为氧煤枪设计提供依据。     

隔膜钠电解槽流场分布的模拟计算

通过CFD软件建立相应的数学模型,首次利用数值方法对隔膜加入钠电解槽内流场的分布情况进行模拟计算。结果表明,数值模拟计算得到了隔膜钠电解槽内的流场分布图,可以为先进制钠电解槽的优化改良提供理论依据。     

基于CFX的双辊铸轧304不锈钢流场和温度场数值模拟

建立了包括铸辊在内的三维整体模型,计算了熔池与铸辊的流场和温度场.流场模拟结果表明熔池内形成了大面积的环形流动区,有利于温度及池内钢液的均化.温度场模拟结果表明熔池内漩涡区由于回流作用温度比周围要低30 ～50℃.经试验验证,模拟结果与实际生产情况相吻合,证明了所建模型的有效性.分析了铸轧速度对熔池内流场和温度场的影响,并根据凝固终点的位置给出较合理的铸轧速度为0.5 m/s左右.     

套筒式燃烧器燃烧室内气体燃烧场的仿真

建立了在有限空间燃烧室内气体燃烧的数学模型，选择适当的数值计算方法，利用CFX软件包来仿真燃烧空间内气体燃烧场重要参量的分布。仿真的结果与生产实际吻合良好，从理论上很好地解释了大型热风炉产生震动的原因，为能够系统、深入地研究燃烧场和流场，从而优化设计参数奠定基础。     

干燥炉的优化研究

燃气干燥炉是一种重要的工业用干燥炉,干燥炉设计中要求加热过程具有稳定性。通过分析加热过程的传热特性．确定加热过程的稳定性由热气体流场分布状况决定。利用FLUENT对风道的流场进行数值模拟,通过改变平板挡风板的位置及形式对比分析平板挡风板对流场分布的影响情况。风道出口的特性反映风道的流场分布情况,并体现工件周围的流场特性。据此获得了改善流场分布均匀性的有效措施,实现了提高加热过程稳定性的方法,提出了满足干燥炉设计要求的途径。     

高炉氧煤喷吹单独供氧与综合强化燃烧的研究

研究表明，高炉氧煤喷吹及强化煤粉燃烧利用逆向，交叉射流供氧的方法比一般富氧鼓风效果要好，高炉富氧率为４％时，可增加煤粉燃烧率５％～８％。催化一单独供氧综合强化燃烧是提高煤粉燃烧率的更有效方法。     

基于ANSYS Workbench的铜电解槽多物理场耦合仿真

以国内某厂铜电解槽为对象，基于ANSYS Workbench协同仿真平台，构建Maxwell和Fluent仿真模块的多场耦合仿真环境，探究槽内电场和流场的分布情况。结果表明：铜电解槽内高密度电流及电损耗功率主要集中在极板间区域；阴阳极板可以视作等势面，阳极板端部电流矢量方向由端部向外扩散，电场梯度均匀；根据流场分布特征可将铜电解槽内流体区域分为四个区域，其中阴阳极板之间区域的电解质流量仅为9%左右，槽底存在约1%的流动“死区”。     

热轧不锈钢带卧式连续退火炉加热过程数值模拟

通过建立不锈钢带卧式连续退火炉加热段的三维仿真模型，利用计算流体力学（CFD）数值模拟技术得到炉内加热段的温度场和流场，并与现场实测数据进行了对比验证，结果表明，本文所建立的数学模型能够准确预测炉温分布规律。在此基础上，重点分析了带钢表面对流换热系数和等效辐射换热系数的分布和变化规律。所做工作对研究和开发不锈钢带卧式连续退火炉数学模型及其优化控制策略具有重要的指导意义。     

W型蓄热式辐射管表面温度分布实验研究

对应用高温空气燃烧技术的W型蓄热式辐射管进行了实验研究,重点研究了辐射管沿长度方向温度分布的规律。实验结果表明,W型蓄热式辐射管不仅比使用常规燃烧器的辐射管在节能、环保和加热均匀性方面具有很大优势,而且比U型蓄热式辐射管更节能。