增压富氧燃烧流化床炉内传热特性

建立了增压富氧燃烧流化床锅炉炉内传热模型.通过模型计算,分析了颗粒粒径、空隙率、床层温度及系统压力等因素对炉内传热特性的影响.结果表明：随着颗粒粒径增大,传热系数减小;随着空隙率增大,传热系数减小;随着温度升高,传热系数增大;随着压力升高,传热系数增大,但增加的幅度明显变小,说明当压力升高到一定程度时,继续升高压力对传热没有太大影响.     

T型煤粉锅炉富氧燃烧的数值模拟

为研究采用富氧燃烧方式煤粉锅炉的燃烧特性,利用Fluent软件对一台T型煤粉锅炉的富氧燃烧过程进行了数值模拟,得到了一次风含氧体积分数变化时炉膛内温度场、速度场和烟气各组分物质的量浓度的分布.结果表明:富氧条件下整个炉膛温度水平高于空气助燃条件下;当含氧体积分数由21%增大至33%时,炉膛平均温度由1 413.2K升高为1 447.1K;当含氧体积分数增大至27%时,炉膛平均温度变化较明显,达到1 435.6K;当含氧体积分数大于29%时,炉膛平均温度变化不明显;变一次风风量富氧燃烧方式的含氧体积分数最佳范围为27%～29%.     

富氧煤粉燃烧火焰成分特性试验研究

在富氧煤粉回流燃烧试验台上,对不同煤种在富氧燃烧条件下的着火特性进行了试验研究。结果表明:劣质烟煤、烟煤、无烟煤和褐煤在合适操作参数下均可以实现稳定着火燃烧,随煤种挥发分的减少,燃烧耗氧量增加;进一步的分析表明,采用新型的富氧回流燃烧技术,可以在较低运行成本条件下,实现煤粉锅炉的超低负荷微油稳定燃烧。     

炉内烟气成分对富氧燃烧锅炉传热特性的影响

针对炉内烟气成分及其物性在不同燃烧方式下的变化对富氧燃烧锅炉炉内流动、温度及传热特性的影响进行了研究．研究表明,除烟气质量流量m外,不同燃烧方式间烟气成分的差异使烟气的物性有明显的不同,如密度、比热容和气体辐射吸收系数等,将显著影响炉内的流动、温度及传热分布．首先,炉内烟温取决于m cp的共同作用,由于CO₂、H₂O与N₂比热的差异,富氧燃烧烟气的比热明显高于空气燃烧,使富氧燃烧锅炉烟气质量流量在显著低于空气燃烧条件下才可获得与之相近的炉内烟温分布;其次,由于CO₂、H₂O与N₂辐射性质的差异,富氧燃烧烟气的吸收系数明显高于空气燃烧,不利于炉内高温火焰与壁面的辐射换热,因此富氧燃烧需在更高炉内烟温下才可获得与空气燃烧相近的壁面传热量．因此,在设计新型富氧燃烧系统或改造现有空气燃烧系统时,需综合考虑烟气流量与成分及物性变化的影响．     

超临界煤粉炉燃烧特性的大涡模拟研究

计算流体力学(CFD)在锅炉的研究与开发中有着广泛应用．近年来,大涡模拟(LES)对煤粉射流火焰的模拟得到不断改进和验证,是一种潜力巨大的模拟手段．本文采用LES方法模拟660 MW超超临界二次再热锅炉的炉内过程,研究了煤粉在炉内的扩散及燃烧特性．通过与雷诺时均法(RANS)对比,分析了LES方法模拟大尺度空间气固流动及反应过程中的特点．结果表明,湍流脉动对颗粒扩散行为具有重要影响,采用LES方法能够提供湍流信息在时间尺度上的发展特征,因而显著提升了对流场特征、燃料颗粒扩散以及煤粉着火等关键过程的预测精度,有助于加深对炉内燃烧过程的理解．     

氧燃烧方式下煤粉锅炉辐射传热特性分析

氧燃烧方式是一种能综合控制燃煤污染物排放的新型洁净燃烧技术,有关该方式下煤粉锅炉传热特性的研究对于老机组改造及新机组的重建具有非常重要的意义.以某电厂300 MW燃煤锅炉为例,针对氧燃烧方式下燃烧介质的物理特性发生变化,通过引入循环率的概念,提出并发现了氧燃烧方式下必须考虑CO2、H2O、O2、H2的5种高温分解反应,在此基础上修正并发展了新的适用于氧燃烧方式下绝热火焰温度、锅炉辐射传热的计算方法.结果表明,修正后的辐射传热计算公式在氧燃烧方式下具有良好的通用性,在干、湿两种烟气循环方式下,绝热火焰温度随循环率的增加非线性降低;当干烟气、湿烟气的循环率分别在0.71和0.67附近时,获得与常规燃烧方式相同的烟气平均温度和辐射传热量.     

210MW煤粉炉燃烧系统改进的数值模拟

运用CFD软件对某210 MW煤粉锅炉的燃烧过程进行三维数值模拟,针对锅炉实际存在温度分布不好、燃烧效率不高、结渣问题严重,对炉膛进行偏二次风、反切燃尽风及两者联用改进。结果表明:与设计工况相比,单独的小角度偏二次风改进下的炉膛燃烧区温度降低约300 K,水冷壁附近氧气浓度提高,减少了水冷壁的结渣和高温腐蚀;单独小风率反切燃尽风改造后的配风方式更合理,烟气的停留时间增加0.6 s,燃烧区温度提高约373 K,高温区域扩大,炉膛出口烟气热偏差系数减小约0.7%,提高了锅炉的燃烧效率和运行的安全性,但可能加重炉内结渣;二者联用改进既能够很好地改善炉膛的温度分布,扩大炉膛高温区域,提高燃烧区温度约353 K,同时能够减少燃烧器区域的结渣和高温腐蚀,减小炉膛出口烟气热偏差,采用二者联用改造对锅炉运行最为合适。     

反射炉燃油富氧燃烧三维数值模拟

对燃烧过程的数值模拟已成为工业炉窑辅助设计、优化运行、故障诊断等环节的重要手段。以某铜厂反射炉为原型,建立了三维模型,运用PDF燃烧机理模型对燃油雾化燃烧过程进行了数值模拟仿真,研究了不同富氧工况下的反射炉火焰空间温度场变化和热力型NO浓度分布的影响规律。结果表明,改变富氧体积分数对炉内温度场分布和热力型NO分布规律有着较大的影响,模拟结果为反射炉设计提供了理论计算依据。     

适用于旋流燃烧方式煤粉炉炉内流动的数值模拟研究

以一台200 MW旋流式煤粉炉为研究对象,以数值模拟软件FLUENT6.0为计算平台,研究了适合于旋流燃烧方式煤粉炉内流动的数值模拟方法.结果表明,在采用燃烧器和炉膛分别进行网格划分和模拟的基础上,炉膛燃烧器区域为结构化网格模拟的结果伪扩散现象比较小,而且燃烧器区域的空气流场与理论上旋流燃烧器的射流特性相一致,与实验结果相比较,回流区相对长而短些,这主要是由于二次风量的增加以及缺少钝体的作用所引起的,而在定性上,模拟得出的速度场的分布和回流区的趋势符合实验得出的数据结论,由此可见,在模拟过程中所采用的模拟方法适合于旋流燃烧方式锅炉.     

高炉氧煤燃烧器中煤粉燃烧过程的数值模拟

本文采用颗粒相连续介质－轨道模型对同轴射流渐扩式高炉氧煤燃烧器内煤粉燃烧过程进行了数值模拟。数值模拟结果表明，同轴射流渐扩式氧煤燃烧器在适当的射流速度比条件下，可在氧煤枪出口后方诱导出回流区及低速区，有利于延长煤粉在直吹管内的停留时间，改善煤粉在热风管中加热、挥发和挥发份的着火条件，改善氧气和煤粉的混合，提高煤粉燃烧区的氧气浓度。     

600MW超临界煤粉炉燃烧过程数值模拟

四角切圆煤粉锅炉是我国较为普遍适用的燃煤锅炉的炉型之一,炉膛结渣是影响锅炉圆燃煤锅炉膛内的湍流流动,传热和燃烧过程进行了三维数值模拟,得出炉膛内温度场和速度场分布。通过灰污层外表面平均温度与煤灰的变形温度DT进行比较,能够较为准确地判断结渣区域,为安全运行提供有效依据。     

环形炉富氧燃烧可行性研究

本文主要是在当前富氧燃烧的理论基础上,阐述了富氧燃烧技术用于冶金的节能依据,富氧技术在冶金中的应用和发展,并对其现状与未来作了探讨.同时,结合宝钢环形炉现场实际状况,通过燃烧过程数值模拟和优化计算,讨论在不同富氧比例的情况下的节能效果,寻求最佳的富氧比例.着重分析了采用富氧技术后节能降耗,降低成本的原因,以及由此产生的经济效益.     

反应炉富氧燃烧特性研究

针对常规燃烧和富氧燃烧两种工况,对反应炉辐射室中的燃烧过程进行了数值模拟,富氧燃烧时空气中氧气摩尔分数为0.34%。模拟结果与实际测量浓度相近,验证了计算模型的有效性。研究结果表明:富氧燃烧能满足管内化学反应对温度控制的要求,与理论混合比燃烧相比,采用富氧燃烧节约燃料12.66%,NOX排放量有所增加。在维持温度场均匀的前提下,提出了燃烧器优化配置方案。     

垃圾炉排焚烧炉的富氧燃烧改造数值模拟研究

基于计算流体力学(CFD)技术,对某垃圾焚烧厂的350 t/d的垃圾炉排焚烧炉建模,分别模拟空气燃烧(工况A)、无烟气循环的富氧燃烧(工况B)和有烟气循环的富氧燃烧(工况C),研究富氧及烟气再循环对焚烧炉燃烧特性的影响。模拟结果表明:与其他两种工况相比,有烟气循环的富氧燃烧平均湍流强度最高,为0.593,平均停留时间6.94 s,分布更均匀,可燃物与氧气的混合最好;炉内气体整体平均温度降低到1187.1 K,出口温度降到1149.5 K温度分布均匀,炉膛出口CO质量分数平均值最低,只有8.517×10~(-18),炉膛出口氧含量大于6%,燃烧效果最佳,燃烧工况完全满足抑制二噁英等污染物产生和排放要求。     

煤粉高温富氧无油点火实验和数值模拟研究

提出了利用高温氧气与高浓度煤粉气流直接混合来实现煤粉气流点火的无油点火方式,采用煤粉高温氧气无油点火实验装置对煤粉气流的高温氧气无油点火过程进行了研究,利用数值模拟方法对该点火装置的流场特性进行了分析.结果表明：当氧气加热温度超过750℃后,设计工况条件下利用高温氧气可以顺利安全地实现煤粉气流的点火;提高一次风温度、增大一次风煤粉浓度及高温氧气风量或减小一次风速度有利于煤粉气流的着火和燃烧;煤粉气流在点火装置中心管喷口正前方首先开始着火,流场平均温度可达2 000 K以上,最高温度超过3 000 K,温度最高的区域位于中心管轴线的两侧.     

水蒸气对煤粉MILD燃烧特性影响的数值模拟

基于IFRF炉子结构,在一次风喷口与二次风喷口之间增加一个水蒸气喷口,通过数值模拟方法研究了水蒸气流速对煤粉MILD燃烧的影响.结果表明,随着水蒸气流速的增加,一次风与二次风混合点提前,炉内烟气湍流混合作用增强,火焰尺寸增大,温度分布更为均匀.水蒸气流速的增加促进了碳的氧化反应并抑制了气化反应,但峰值温度和总的NO排放量分别下降了57,K和23×10~(-6),前者是由于烟气的稀释作用大于氧化放热作用,而后者则是由于气化作用生成的还原性物质抑制了NO的生成.     

煤粉和生物质气混燃锅炉燃烧特性数值模拟研究

为了研究煤粉与生物质气混燃对锅炉燃烧特性以及燃烧产物的影响,基于Aspen软件搭建了生物质气化模型,得到气化效率最高时的生物质气;基于Fluent软件搭建生物质气与煤粉的混合燃烧模型,在保证锅炉总输入热不变的情况下,分析煤粉锅炉掺烧10%不同的生物质气的锅炉炉膛温度分布和主要的烟气组分。结果表明:在分别掺烧10%的松木气、秸秆气和木屑气后相对于纯煤粉燃烧,炉膛燃烧区温度由1 843 K下降到1 789 K,炉膛出口烟温增大,O_2和CO出口体积分数增大,CO_2出口体积分数降低,NO_x出口质量浓度值由原来的548 mg/Nm~3降到500 mg/Nm~3以下。     

富氧条件下循环流化床锅炉炉内传热特性

在富氧气氛下对循环流化床锅炉炉内的传热特性研究,考虑锅炉产生的烟气成分变化,在传热系数的计算中考虑了气体的辐射特性,在密相区采用以前的鼓泡床传热传质模型,稀相区膜式水冷壁颗采用粒团更新模型,对模型求解,研究并分析了运行参数(如床料的直径、空隙率、烟气成分以及烟气温度等)在富氧燃烧条件下对传热的影响。     

煤粉炉冷态数值试验模拟研究

针对某热电厂燃煤锅炉,建立其物理模型及冷态流场数学模型,以模拟冷态性能试验中的炉内空气动力场.并将试验数据直接与模拟结果进行分析、对比,以达到验证物理、数学模型正确性的目的.