旋流对冲锅炉烟煤低氮燃烧特性数值模拟

为研究烟煤在旋流对冲锅炉的燃烧特性,采用Fluent软件对396MW旋流对冲锅炉内烟煤燃烧进行模拟,并对炉内速度场、温度场、颗粒运动轨迹、O_2分布、CO_2分布及NO分布进行分析。结果表明:在炉膛下部有两个明显的涡流区域;主旋流燃烧器的内外二次风是旋流,在旋流燃烧器内部产生高温烟气回流区;沿炉膛高度方向横截面上O_2和CO_2平均体积分数分布呈互补的关系。     

燃气锅炉增容与低氮燃烧改造设计方案及其应用

针对燃气锅炉面临的增容及低氮燃烧问题,通过系统分析燃气锅炉增容及低氮燃烧改造所要解决的理论技术问题,得出相关计算和设计,据此形成了一套具有普适性的技术设计方案。以某台燃气锅炉增容和低氮燃烧改造为例,应用该设计方案通过综合评估、低氮燃烧设计、热力校核计算、水动力校核计算、汽包增容及强度校核计算、烟风阻力校核计算及经济性评价等过程详细论述了该方案。改造实施后,产汽量提高20%,单位燃料消耗量有所降低,NOx排放量减少约140t,锅炉效率增加了0.2%,预计3.5年可收回投资。     

600MW墙式对冲锅炉低氮燃烧技术改造的数值模拟

采用三维全尺寸稳态数值模拟方法对某电厂600MW超临界墙式对冲锅炉低氮燃烧技术改造进行了分析研究。为了使全炉模拟中入口边界设定更接近于实际的运行工况,先进行单只燃烧器的数值计算,并通过用户自定义函数程序实现燃烧器出口真实的风粉空间分布形态边界条件与炉膛入口边界条件的无差对接,以提高炉内数值计算的精准度。与以往的模型相比,将计算控制区域扩展到包括水平烟道和尾部竖井在内的整个流动传热区域。结果表明:基准工况下,氧浓度在每层主燃烧器的中心横截面达到峰值,炉内烟气流经每层主燃烧器后NO浓度均急剧增加;改造工况下,由于环形回流区与中心回流区的共同作用,每层主燃烧器中心横截面的氧浓度处于一个波动周期内的较低水平,而还原性的CO恰位于峰值附近,因此流经每级主燃烧器区域的烟气NO浓度呈现逐渐降低趋势。此外,研究表明合理的低氮燃烧技术改造方案不会对炉内各受热面的换热产生不良影响。     

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。     

800MW锅炉混煤燃烧数值模拟

采用常用的κ-ε双方程模型等数学模型,对绥中发电有限责任公司800MW锅炉改烧混煤燃烧过程进行了数值模拟。结果表明,混煤燃烧温度要低于组分煤种中煤质好的单媒,说明混煤燃烧特性介于组分煤种之间。在运行中注意调整运行方式,改烧混煤是可行的,能够安全运行。同时,κ-ε双方程模型可以应用于电厂锅炉的旋流燃烧器模拟,其计算是成功的。     

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。     

65t/h链条炉内燃烧过程数值模拟

采用计算流体动力学软件对65 t/h链条炉进行燃烧数值计算,通过计算得出,增加二次风可使炉膛内的燃烧状况得到很好的改善,增强湍流,使烟气与水冷壁充分换热,同时补充氧气,使烟气温度较为均匀,防止炉内局部结渣。     

FW型W火焰锅炉低氮燃烧系统改造数值模拟

针对F W型 W火焰锅炉燃尽性差、飞灰含碳量高、N Ox 排放浓度高等问题,提出了高效低氮燃烧系统改造方案,并以某FW型 W火焰锅炉为模型进行了数值模拟计算,对比分析了低氮燃烧系统改造前后炉膛空气动力场、温度场、煤粉颗粒轨迹及 N Ox 分布特点.结果表明,改造后NOx 排放浓度由1158．9 mg/m3降至793．4 mg/m3,炉膛出口烟气温度由1126℃降至1075℃,炉膛温度分布均匀,减温水流量和蒸汽温度偏差减小,提高了锅炉燃烧的稳定性和安全性.     

基于富氧燃烧技术的燃气锅炉能效诊断分析

以某钢铁集团220t/h燃气锅炉为试验对象,对在不同富氧含量环境下富氧量对燃气锅炉燃烧特性、烟气成分和锅炉效率的影响进行了试验分析。结果表明:燃气锅炉在不同富氧含量氛围中的燃烧特性不同,随着富氧量的增加,锅炉排烟温度升高,锅炉热效率及经济效益提高;当通入富氧量为4 000m3/h时,锅炉效率为91.87%,与常规燃烧方式相比效率提高了2.02%。     

提高炉内燃烧稳定性的数值模拟

针对某电厂四角切圆锅炉由于燃用煤质下降,炉内出现燃烧不稳定以及过热、再热蒸汽温度偏低等问题,提出在主燃区内敷设一定数量卫燃带以稳定炉内燃烧并提高过热、再热蒸汽温度。数值计算结果表明,敷设卫燃带后,炉膛内整体温度水平有所升高,煤粉着火和燃烧较为稳定;较高的烟气温度也有利于提高过热、再热蒸汽温度;同时合理的卫燃带布置方式降低了炉内结渣的可能,有效地保证了锅炉的安全经济运行。     

角式与墙式切圆锅炉低氮燃烧数值模拟研究

以某300 MW四角切圆采用先进的低氮燃烧技术燃煤锅炉为模型,通过使用数值模拟软件对炉膛燃烧过程进行计算模拟研究,通过改变燃烧器布置方式,分析并对比了燃烧器整体采用角式布置和墙式布置两种方案时的速度场、温度场以及组分场。结果表明,在相同配风条件下,墙式燃烧时形成的速度流场更加均匀良好;炉膛出口处温度有所降低,温度分布更趋于均匀,但煤粉燃尽率略有下降;在炉膛上部区域,由于温度水平低于角式切圆燃烧温度水平,很好的抑制了氮氧化物的生成,使NOx排放值下降了14. 98%。燃烧器整体采用墙式切圆燃烧的速度场、温度场分布更优,NOx排放值有所降低,是较好的低NOx燃烧器布置方式。     

锅炉燃烧状态的数值模拟和改造方案

以1台50 MW燃煤发电机组为研究对象,对炉内燃烧状态进行了数值模拟,结果表明锅炉费斯顿管上部的温度比下部的温度约低100 ℃,中间位置处的温度比两边位置处的要高,这样将造成费斯顿管下部以及位于中间处的费斯顿管易结焦.分析原因主要是燃烧器布置不太合理,针对其存在的问题,提出了2种改造方案,并对这2种方案进行了比较.     

水煤浆燃烧过程的数值模拟

为深入研究水煤浆的燃烧特性,对南海电厂1台200 MW四角切圆燃烧锅炉在全烧水煤浆满负荷运行状况下的炉内流场、温度分布及各组分场进行了数值模拟。结果表明:整个炉膛空间存在1个明显的旋转流场;炉内最高温度出现在燃烧器区域,随着炉膛高度的增加,温度逐渐降低;温度场与各组分场有着对应关系,高温区对应CO2高浓度区和O2的低浓度区;水分在燃烧器段炉膛壁面附近含量较多,中心含量较少,随着高度的增加,这种差别逐渐减小。     

峰谷形燃烧对炉内燃烧特性影响的数值模拟

为了深度降低燃煤锅炉的NO_x排放,需要对常规低NO_x燃烧方式做进一步优化。对某采用低NO_x燃烧技术的超超临界锅炉进行数值模拟,研究了“峰谷形燃烧”模式对炉内温度场、组分场、燃尽率和底渣量的影响,并与常规低NO_x燃烧模式进行了比较。结果表明：在保持还原区及燃尽区过量空气系数不变的前提下,“峰谷形燃烧”模式可以较常规低NO_x燃烧模式更进一步降低NO_x排放,不会对整个炉膛内的燃烧、温度分布、炉底渣量和煤粉的燃尽产生明显的影响;某优化工况下,炉膛出口NO_x含量可以较常规低NO_x燃烧模式深度降低达12%。     

煤粉粒度对锅炉燃烧影响的数值模拟

煤粉粒度对煤粉燃烧具有重要影响,采用数值模拟的方法对不同煤粉粒度在炉内的燃烧过程进行了数值计算,比较各个工况下的计算结果,并对产生结果的原因进行了分析。计算的结果对深化认识粒度对于煤粉燃烧过程的影响,从而在锅炉的实际运行中采用合理的煤粉粒度,提高锅炉燃烧的效率,节约能源。结果表明煤粉粒度为60μm,对于电站锅炉燃烧和传热是有利的。     

喷口型式对煤层气扩散燃烧影响的数值模拟

通过数值模拟方法比较了3种不同型式喷口对低浓度煤层气燃烧过程的影响。结果表明:燃气喷口周向均匀布置时,喷口出口处形成稳定的中心回流区,煤层气着火提前,尾部出口烟气中可燃成分少,燃烧效率高。并对燃气喷口与燃烧空间中心之间距离进行了优化分析,结果表明当间距从15mm增大到45mm时,回流区的尺寸与强度均增大,但间距增大到30mm以上后,继续增大间距对燃烧的影响减小。     

125MW煤粉炉内分级燃烧的数值模拟

对125MW煤粉炉内2种工况的分级燃烧进行了数值模拟,得到了炉内温度、速度分布以及NOX、CO、CO2等气相组分浓度分布。结果表明,随二次风率降低、燃烬风率的增加,炉内最高温度降低,炉内高温区上移,NOX浓度降低;整个炉膛内部湍流强度都比较强烈;炉内CO、CO2浓度分布及速度分布与实际燃烧状况能较好吻合。可为低NOX燃烧技术、锅炉改造提供指导。     

低挥发分煤粉增氧燃烧的数值模拟

采用增氧方式对低挥发分煤粉的着火燃烧进行研究。针对200 MW无烟煤的燃烧器,利用FLUENT软件平台,计算在不同的一次风率(15%、20%、25%)和一定的氧燃比下,改变增氧氧气浓度(不增、40%、60%、80%、100%)的低挥发分煤粉燃烧工况,并对燃烧器出口的温度场以及NOx浓度进行分析。结果表明:增氧燃烧能够提高低挥发分煤粉的燃烧温度,加快煤粉的反应速率,对于低挥发分煤粉的提前着火和充分燃烧有很大的促进作用。应尽量避免高氧浓度(60%)增氧燃烧。综合对比,工况9的燃烧各参数(燃烧温度、高温区距钝体的距离、NOx浓度)最为合理,是所研究11种工况中的最优工况。     

大型富氧燃烧锅炉结渣趋势数值模拟分析

富氧燃烧凭借其高效减排的特点,成为了当今研究的热点。针对600 MW锅炉,通过数值模拟研究,分析大容量富氧燃烧锅炉燃用神华煤的结渣趋势,通过分析表明:在富氧燃烧条件下,富氧燃烧锅炉主燃烧区域的水冷壁,以及过热器屏底部的结渣和高温腐蚀倾向有所加剧。     

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。