新型双通道煤粉燃烧器流场模拟

为了优化新型双通道煤粉燃烧器结构参数,采用计算流体动力学软件建立燃烧器-回转窑物理模型,使用κ-ε湍流模型和SIMPLE算法,对回转窑内流场进行冷态数值模拟。分析旋流角度和旋流风速变化对回流区的影响,结果表明:喷嘴附近二次风存在旋转现象;旋流风角度增大,回流区范围扩大,向靠近燃烧器方向移动,旋流风速增大,回流区范围增加幅度较小;低旋流角度,依赖轴向速度差卷吸二次风,高旋流角度加快旋流风径向扩散,不利于卷吸二次风。     

对窑外分解窑煤粉燃烧用风问题的看法

随着窑外分解窑的发展和生产的需要,为了降低窑用“一次风”量,增加对窑用“二次风”的使用和能够灵活调节火焰,提高窑头煤粉燃烧的热效率,自70年代以来,发达国家相继研制开发了三通道煤粉燃烧器。尽管各种燃烧器的组成结构不完全相同,但对所用风的要求基本上是一样的。即外风为轴流风,内风为旋流风,内、外风之间是煤风。1对一次风和一次风机的一般认识三通道煤粉燃烧器的“煤风”即是大家所熟悉的窑用“一次风”,产生“一次风”的风机即是“一次风机”。那么,这里的“轴流风”和“旋流风”应该称为什么风呢?产生它们的风机又应如何称呼呢?…     

水泥回转窑燃烧器轴流风结构对流场影响模拟计算研究

以INNOBR大推力双旋流燃烧器轴流风道为研究对象,通过三维建模和结构化构建网格,设定气体出口风速在200m/s以上时气体流动状态为可压缩流体,采用k-ω湍流模型及物质传输模型表征煤粉燃烧过程,以现场实际情况验证计算结果,初步实现水泥回转窑燃烧器轴流风道出口流场的机理性研究。     

Sinoflame型燃烧器在水泥生产线的应用

<正>安徽广德南方水泥生产线(下文简称广德南方)是由天津水泥工业设计研究院有限公司(下文简称天津院)设计的5000t/d水泥熟料生产线。该线2004年投产,初期使用中天仕名TCB型燃烧器。2009年广德南方进行技术升级改造,将燃烧器更换成中材装备集团有限公司sino-flame型大推力燃烧器,经过3年多的运转,达到了预期的改造效果。1 Sinoflame型燃烧器结构特点Sinoflame型燃烧器的头部风道顺序(从外到内)为冷却风、轴流风、煤风和旋流风。     

基于回流区特性对水泥回转窑减排NOx的分析

本文提出基于回流区特性实现NOx的减排,并运用FLUENT软件对某2500 t/d线用四通道煤粉燃烧器回流区进行了冷态模拟,研究了燃烧器不同风道的风量变化对回流区的影响,并根据模拟结果进行了调整.结果表明:回流区面积及烟气回流量与内旋流风风量大小成正相关,而轴流风和外旋流风单独改变对回流区特性影响很小;增加内旋流风风量可显著降低烟室NO含量,NO降低约53％;证实了烟气回流的增加可减少回转窑内NOx生成量的推论.     

高速煤粉燃烧器内燃烧特性数值模拟及结构优化

高速煤粉燃烧器火焰喷射速度高达60~200 m/s,炉膛内火焰较长,对流换热比例提高,使得炉膛内温度分布均匀,没有传统低速煤粉燃烧器火焰短,炉膛内局部过热和结焦等缺点。笔者以14 MW高速煤粉燃烧器为研究对象,采用数值模拟的方法,研究旋流强度、二次风温度等关键参数对燃烧器内煤粉燃烧的影响,针对燃烧器内煤粉燃烧特点进行结构优化设计。对旋流强度研究结果表明,当旋流强度S=2.2、2.8、3.2及3.7时,燃烧器内回流区形状变化不大,从一次风喷口开始到旋流叶片位置结束,回流区环绕一次风管;最大回流量在一次风喷口附近,距离一次风喷口越远,回流量越小;旋流强度对一次风喷口附近最大回流量影响不大,喷口附近最大回流量均在0.45 kg/s左右,当距喷口超过一定距离(L/H<0.35)时,旋流强度对回流量的影响开始变得明显,表现为旋流强度越大,回流区末端回流量越大,回流区末端回流量最大为0.30 kg/s,最小为0.17 kg/s。研究燃烧器喷口处燃烧状态表明,喷口处火焰旋流强度为0.10~0.28,与入口旋流强度正相关,火焰喷射速度150 m/s,为中等旋流强度的高速旋流火焰;喷口中心区可燃性组分富集,缺氧,燃料和氧气分层分布。当旋流强度提高,喷口中心区可燃性组分浓度降低,CO浓度从11%降低到10%,H2浓度从1.65%降低到1.40%,焦炭浓度从0. 14%降低到0. 11%,喷口边缘O2浓度从13%降低到10%。旋流强度S=3.2和S=3.7时可燃组分和氧气浓度分布变化较小,说明旋流强度提高对燃烧的影响减弱。考察0、100和200℃下二次风温度对燃烧的影响,结果表明,当二次风温度提高,煤粉在燃烧器内的反应时间有所降低,从0.15 s降低到0.11 s,但燃烧器内的煤粉碳转化率提高20%,达到65%。对燃烧器结构进行优化,加入中心风,对比中心风直流和旋流与不加中心风3种状态,结果表明,加入旋流中心风和直流中心风后喷口中心区半径r≤75 mm范围内可燃组分浓度降低,采用直流时由于气流刚性较强,喷口中心区氧气浓度升高,采用旋流中心风对中心区氧浓度影响弱,对可燃组分浓度降低效果优于直流中心风。     

DUOFLEX燃烧器使用过程中的一些经验体会

我公司使用的DUOFLEX燃烧器起初很不正常,后在操作工和技术人员积极的探讨下,终于摸索出一套适合此类燃烧器的操作方法。该燃烧器有轴流风和旋流风,因为直线射流角α=20,°仅有外部回流,与周围空气混合速度慢,旋转射流角α=20￣180,°既有外回流又有内回流,传质速度快,内回流是     

煤粉燃烧器及对熟料煅烧的影响

正煤粉燃烧器火焰的温度、长度、粗细、位置对熟料的烧成有重大影响,直接关系到产量、质量、耐火材料的使用寿命,以及回转窑内温度分布,特别是不规则的附窑皮粘附过渡带上容易引起筒体变形。1煤粉燃烧器的作用回转窑煤粉燃烧器的作用就是调节火焰(燃烧器也可称为射煤器),有力的火焰才是良好的火焰。下面以笔者的理解与实践分析燃烧器。1.1轴流风与旋流风的作用(1)轴流风。引射二次风及煤粉使之充分混合并具     

预燃室对逆喷旋流煤粉燃烧器流场特性作用研究

煤粉高效低氮燃烧技术是煤炭高效利用领域持续关注的热点。煤粉燃烧器作为煤粉锅炉的核心设备,研究适合多煤种、宽负荷条件的煤粉燃烧器设计原理及技术至关重要。逆喷射流稳燃机理大都应用在航空发动机和燃气轮机领域,在煤粉燃烧领域应用极少。前人大量研究了预燃室对旋流燃烧器流场特性的影响,但鲜见预燃室对逆喷旋流燃烧器流场影响的相关研究。为了探究预燃室对逆喷旋流煤粉燃烧器流场特性的影响规律,笔者针对一款20 t/h逆喷旋流燃烧器,基于等温模化原理建立冷态燃烧器模型,利用热线风速仪和飘带法进行了流场测试和分析,结果表明:预燃室的存在不改变逆喷旋流煤粉燃烧器回流区环形的形状,但在逆喷旋流煤粉燃烧器内形成一个有利于煤粉着火的轴向速度低和湍流强度大的回流区。在X/D<1.3区域内,由于圆锥形预燃室对气流的挤压作用,预燃室的存在对回流区的面积起到抑制作用;在1.32.3区域内,预燃室对燃烧器内部流场的作用减弱,可忽略不计。在预燃室的作用下,回流区最宽处的直径从0.97D降至0.86D,最大相对回流率位置从截面X/D=1后移到截面X/D=1.6处,相对回流率从1.17减小至0.99。预燃室的存在对二次风区域内的轴向平均速度和湍流度分布规律影响较大。无预燃室工况下,在X/D<0.6区域内,速度和湍流度均出现峰值,在X/D>1.6区域内峰值消失,内外二次风完全混合;有预燃室工况下,在X/D<0.6区域速度沿着径向方向逐渐增大,湍流度沿着径向方向逐渐减小,在X/D>1.6区域,速度和湍流度沿着径向方向分布均匀。预燃室的存在有利于回流区煤粉的稳定燃烧,工程应用中起到煤粉迅速着火以及难燃煤稳定燃烧的作用。另外预燃室壁面气流速度较大,刚性强,避免预燃室壁面超温或结焦现象的发生,延长了煤粉燃烧器无故障运行时间和整体的使用寿命。     

四通道煤粉燃烧器的实际应用

我公司Φ３．２m×５２m五级旋风预热器窑在原三通道燃烧器磨损严重，多处漏风和窜风的情况下，使用了襄樊大力工业控制有限公司的SR型四通道燃烧器，通过近２个月的试烧，取得了一些效果。１工作原理如图１所示，煤粉由气流携带从煤风管按一定的扩散角度向外喷出，由外邻的旋流风传给相当高的动量和动量矩，以高速度螺旋前进，并继续径向扩散，与高速射出的轴流风束相遇。轴流风束的插入，进一步增强了煤风的混合（包括周围的二次风），并可调节火焰的发散程度、长短和粗细。中心风的作用是促使中心部分的少量煤粉及CO的燃烧更为充分，并…     

Claus硫磺回收燃烧器旋流结构对反应特性影响研究

针对某炼化厂硫磺炉炉内的燃烧特性进行了三维数值模拟。构建了炉膛的三维全尺寸模型,采用FLUENT软件进行求解。主要考察了硫磺燃烧器中空气旋流角度与酸性气体旋流角度差对硫磺炉炉内燃烧反应特性的影响。计算表明,针对该硫磺炉炉型,当旋流角度差值为+15°时,酸性气与空气在燃烧器出口附近具有较大的切向滑移速度,在流场边界处形成较强的湍流混合区域,两股气流混合的速率最快,沿炉膛轴向距离最短。旋流角度差值大于或小于该范围都将对燃烧工况造成不利的影响。在最佳结构下,燃烧产生的火焰长度短,炉膛后部温度均匀,生成的SO2组分浓度分布均匀,有利于SO2与H2S的进一步反应。计算结果为新型高效硫磺燃烧器的设计提供了理论依据。     

新型旋风分离器气相流场测试实验研究

针对高温高压的特殊情况提出了一种新型的旋风分离器,并用三维动态粒子分析仪PDA对不同结构参数和操作条件下的气相流场进行了测试,得出该旋风分离器内气相流场的整体特性———流场的切向速度分布在分离空间具有明显的对称性,任一截面上的分布分成内外2层旋流,外旋流是准自由涡,内旋流是准强制涡;同时分析了入口角度、排气管直径、高径比和入口气速等因素对其切向速度的影响规律,在此基础上依据实验数据关联出了计算内旋流直径和速度分布指数的公式。     

旋流燃烧器发展历史及国外典型旋流燃烧器

介绍了旋流燃烧器的发展历史和传统旋流燃烧器、分级燃烧式旋流燃烧器、低NOx旋流燃烧器的结构及原理。对国外的典型旋流燃烧器结构及特点进行了详细的介绍,并指出了在应用中存在的问题,对开发国产新型低NOx煤粉燃烧器提出了一些建议。     

气-液旋流分离器流场数值模拟研究

为研究旋流分离器内部气体和液滴的运动情况和分离机理,用流体动力学软件Fluent对旋流分离器内部流场和液滴的运动状况进行了数值模拟研究,在模拟过程中,采用k-epsilon(2 eqn)方程来模拟气相旋流流动,采用Lagrange方法模拟液滴运动。模拟结果表明,旋流分离器内部流场呈旋转分布,分为内、外两个流场,在不同流动区域,气体压力场、速度场分布成规则变化;液滴的运动较为复杂,带有随机性;总体运动轨迹的形状与气相流场的分布趋于一致。     

DJGX型低氮燃烧器开发及实践

郑州奥通热力工程有限公司在研究国内外水泥行业减少氮氧化物排放技术利弊后,研发出具有独立知识产权,从源头上减少氮氧化物生成的DJGX型低氮燃烧器,并取得多项技术专利.介绍如下. 1 DJGX型低氮燃烧器设计路线和实施方案 1.1设计路线 (1)能够适应多种煤质的燃烧器.根据煤粉的燃烧特性,设计轴流风道、旋流风道的截面积无级调节,便于外轴风速在260～350m/s、旋流风速在180～260m/s、煤风风速在20～30m/s范围内选择参数,有效调节火焰形状,合理控制燃料燃烧速度,适应烟煤、无烟煤、劣质煤等不同煤质.     

用丝杠调节三通道煤粉燃烧器内风风叶在其轴向位置改变火焰形状

ＮＣ型三通道煤粉燃烧器以中心杆和其外的三个同心套管构成三个环形通道，最外层环形通道称之为外风，其出口风为轴向流风或外风，为加强风煤混合采用在其内风端部装有导流螺旋叶片，内外风通过此旋流叶片的作用在出口处产生切向速度故称为旋流风或内风，中间环形通道通过...     

蜗壳式旋风分离器内气相流场非轴对称特性分析

采用Fluent软件对蜗壳式旋风分离器内气相流场进行了数值模拟,并在此基础上对流场的非轴对称特性进行了机理分析。蜗壳式旋风分离器入口结构的非轴对称以及气相旋流的不稳定性造成了气流的旋转中心与旋风分离器的几何中心不重合,从而导致了气相流场三维速度的非轴对称分布以及速度分量由于基准不同而产生的大小和方向变化。环形空间流场的非轴对称性主要是非轴对称入口结构影响的结果,分离空间流场的非轴对称性主要是旋流的不稳定性造成的。根据Rayleigh准则,旋风分离器内旋流流场的不稳定性是固有的,提高流场的旋流数可使流场的不稳定性降低,流场的非轴对称性降低。入口速度的变化不影响旋流数,也不影响流场的非轴对称性,但增加入口截面积比或减小量纲1升气管内径均可提高流场的旋流数,使流场的非轴对称性降低。旋风分离器的非轴对称性可以用角动量参量来描述。     

直筒型导叶直流式三相旋流器气相流场的实验研究

使用五孔球探针对一种用于分离液固相的直筒型导叶直流式三相旋流器的气相流场进行了实验测定。得到了三个不同区域的速度和静压分布。发现了筒体中心存在强烈的内旋流 ,而且内旋流的轴向速度比外旋流轴向速度大一个数量级 ;内旋流在下行过程中不断汇入气体 ,轴向不断加速。排气管外环状区域以切向速度为主。轴向速度较小 ,只有小于总流量 13 %的气体进入排气管外环形空间下行反转     

低流量煤粉稳燃燃烧器的研究与应用

结合煤粉工业锅炉煤粉流量低和炉膛容积小的特点,运用内二次旋转风、锥形钝体和有限预燃室空间相结合的稳燃技术,开发出一种低流量煤粉稳燃燃烧器。运用CFD技术研究了一次风速、内二次风速、内二次风旋流强度和钝体阻塞率等参量变化对回流区大小和回流速度的影响。提高内二次风速,回流区长度和平均回流速度皆呈现缓慢增加趋势;增加内二次风旋流强度,回流区长度和平均回流速度能较快增加,能明显提高回流区卷吸高温烟气热量;钝体阻塞率为1.070是比较合适的。该燃烧器应用到蒸发量4 t/h煤粉工业锅炉上,能够稳定燃烧,提高锅炉热效率10%～18%。     

用于催化外甩油浆的微旋流分离流场的数值模拟

为了研究用于催化外甩油浆分离的一种微型旋流芯管内部的流场,采用雷诺应力模型(RSM),对旋流芯管内油浆单相流动进行了数值模拟,得到了其内部流场的轴向速度、切向速度、径向速度和压力分布规律。分析了压力场和速度场的分离特征,显示了高效工作区,为进一步数值模拟打下了基础。