预混气温度及多孔材料特性对多孔介质表面火焰的影响

为优化设计基于多孔介质壁面的低热损失微燃烧器结构,以甲烷/空气为预混气实验考察了预混气初始温度多孔壁面材料对多孔介质平面火焰形成、燃烧特性的影响。实验表明:在低当量比工况下(≤0.8)由于预混气初始温度升高可以有效降低多孔板对火焰的影响(热损失),可以有效地拓宽平面火焰形成范围。当量比较大时(0.8),由于甲烷在多孔板内部消耗,多孔表面火焰温度反而下降。不同材料的多孔板对火焰的影响主要由于导热系数差异引起,而且在火焰温度较低的时候明显。当火焰温度较高时几乎没影响。导热系数越小,多孔介质壁面温度越低。     

多孔介质燃烧火焰面特性数值模拟

为研究低热值气体在多孔介质燃烧器中的火焰面特性,采用计算流体力学方法对二维氧化铝(Al2O3)小球堆积床多孔介质燃烧器内气体燃烧进行模拟。考虑气体的对流扩散和气固间的对流换热及固固间的辐射换热,研究多孔介质燃烧器中混合气体燃烧特性规律,对火焰面形态和火焰面移动规律进行分析。模拟结果表明,堆积小球多孔介质燃烧器内火焰面的移动速度较小,其数量级在10-4 m/s;多孔介质燃烧器中火焰面移动速度随着预混稀薄气体当量比的降低而增大,随入口速度的增大而增大;当预混气体的入口速度较大时,火焰面呈较厚抛物线状,入口速度较小时,火焰面呈较薄平整状。     

预混气体在泡沫陶瓷多孔介质燃烧温度分布与火焰面移动特性

为了解多孔介质内预混燃烧的温度特性和火焰面传播特性,采用红外热像仪对不同当量比和进口气体速度的甲烷/空气预混气体在泡沫陶瓷多孔介质内的燃烧进行试验研究。泡沫陶瓷材料采用碳化硅、氧化铝和氧化锆,泡沫陶瓷孔径采用394、787和1 181PPM。结果表明,火焰面移动速度和当量比呈反比,受进口气体速度的影响不明显;火焰可以向上游或向下游传播,火焰面移动速度范围为0.35~0.38 mm/s;确定了不同材料和孔径的泡沫陶瓷内的驻定燃烧当量比和自稳定当量比范围。     

低浓度煤矿瓦斯气多孔介质超焓燃烧试验研究

针对低浓度瓦斯气无法直接燃烧的问题,利用多孔介质超焓燃烧原理设计了低浓度瓦斯氧化系统,探究了不同浓度瓦斯的燃烧特性及污染物排放水平,结果表明：多孔介质超焓燃烧技术拓宽了常温常压下瓦斯的燃烧极限,可实现浓度高于3.5%的瓦斯气安全、稳定燃烧。多孔介质可强化气体的混合及弥散效应,强化燃烧并使燃烧区域温度迅速趋于均匀,避免局部高温,减少CO与NO_x生成量。本技术响应了国家“双碳”战略,拥有巨大的经济效益和社会效益。     

泡沫陶瓷内瓦斯气体预混燃烧污染物排放规律试验研究

为研究低浓度煤矿瓦斯气体在泡沫陶瓷内预混燃烧污染物排放的规律,搭建了低浓度瓦斯燃烧实验台,对多种燃烧工况进行实验研究,分析在一段和两段多孔介质燃烧器内,CO和NO的排放随流速、当量比变化的规律。通过试验发现,一段多孔介质(20 PPI)燃烧下,在相同当量比下,CO的浓度先降低后增加,当流速达到一定程度,CO的浓度急剧增加,而NO的排放和燃烧瓦斯的浓度成正比关系,当量比越高,NO的排放浓度越高,且在一定当量比下,NO的排放浓度随流速的变化有一最高点;两段多孔介质(30+40 PPI)燃烧下,在当量比不变的情况下,CO的浓度随流速的增加,先降低后增加,到脱火前,急剧增加,而NO的排放规律和一段燃烧时一致。     

多孔介质表面火焰最小稳燃空间实验研究

为考察以多孔介质壁面为进气壁面的微燃烧器的最小稳燃空间,该文以多孔介质表面平面火焰为对象,以甲烷/空气预混气为燃料进行点火及熄火实验研究。实验中采用与多孔介质表面平行的可控温铜板来模拟燃烧室壁面,详细考察了不同燃料当量比和预混气流速时,铜板壁面温度对点火距离和熄火距离的影响。实验结果表明：当量比处于0.9～1.0之间最容易点火;在相同的当量比下,随着预混气流速的增大,点火距离先逐步减小后增大。随着平板壁面温度的提高,点火距离和熄火距离同时减小,分析认为,热熄火是其熄火的主要因素。     

空气槽对微型双通道螺旋型过量焓燃烧器工作特性的影响

为了解空气槽对平板微型双通道螺旋型过量焓燃烧器(Swiss-roll燃烧器)工作特性的影响,采用甲烷/空气预混气,在带有空气槽和没有空气槽的平板Swiss-roll燃烧器中进行燃烧实验。实验结果表明:空气槽有助于扩展微燃烧器的可燃极限,使燃烧器在更大的空气过量系数和更小的甲烷流量下工作,同时增加了燃烧器外壁的温度梯度。另外,对带有空气槽的微燃烧器进行了数值模拟。数值结果表明,高温燃气对未燃混合物有很强的加热作用,一方面使预混火焰面发生倾斜,另一方面使预混火焰在微燃烧器内部的位置随着流速、空气过量系数、外界散热的变化而变化。     

黎开预混燃烧器热声不稳定的试验研究

为探索燃烧过程中热声不稳定的产生机理，搭建了黎开(Rijke)预混燃烧器热声不稳定研究试验台架，并进行了试验研究。Rijke预混燃烧器为直径40 mm，管长1066 mm的不锈钢圆管，下端封闭，上端开口；致密堇青石材质的多孔介质稳燃体位于燃烧器四分之一管长处，甲烷与空气的预混气体在稳燃体上方燃烧形成平面火焰作为加热热源。试验发现，化学当量比f 对Rijke预混燃烧器内热声不稳定的强度有重要的影响，维持Rijke预混燃烧器持续燃烧的下限极限化学当量比和上限极限化学当量比分别为0.63和1.75。另外，试验发现了预混燃烧器内热声不稳定的最大强度并非发生在f=1.0时，而是在f=1.30左右；并且当1.0￡f ￡1.5时，预混燃烧器内的热声不稳定均维持较高的强度。     

含氮低热值气体燃烧NO_x排放特性研究

对燃用生物质等含氮固体原料低热值气化燃气时NO_x的排放特性进行实验研究。利用NH_3作为燃气中的含氮组分模化物,与多种组分气按比例掺配组成人工燃气,考察含氮燃气在预混燃烧和强制对流扩散燃烧条件下,NH_3质量浓度、燃烧温度、过量空气系数对NO_x排放的影响。结果表明:含氮燃气燃烧产生的NO_x主要是NO,生成的少量NO_2主要由NO氧化形成;随NH_3质量浓度增加,NO排放质量浓度增加,但是NH_3转化为NO的比例降低,预混燃烧比强制对流扩散燃烧条件下NH_3向NO的转化率高;预混燃烧条件下,温度越高NO排放质量浓度越高,而强制对流扩散燃烧时,NO排放质量浓度在低温区随温度升高而升高,但是在高温区有降低趋势;过量空气系数对强制对流扩散燃烧条件下NO排放的影响大于预混燃烧,过量空气系数对2种燃烧条件下NO_2的排放都有促进作用;在一定的燃烧温度和NH_3质量浓度下,分级燃烧组织中存在一个合适的预混比40%,使得NO的排放质量浓度最低。     

基于多孔介质燃烧器的热光伏系统试验研究

热光伏发电是光伏电池将高温辐射释放的光子直接转换为电能的技术,具有对多种燃料的适应性、无运动部件、高功率密度等优点而备受关注。采用液化石油气为燃料,针对美国JX Crystals公司生产的GaSb电池,设计了基于多孔介质燃烧器的热光伏发电系统。研究了不同燃料量和空气流量的条件下,热光伏系统中碳化硅多孔介质燃烧器的温度分布规律和电池运行温度变化规律。分析不同燃烧工况下,电池开路电压和短路电流的变化规律,并总结了电池最大输出功率的特点。试验结果表明,随着燃料量的增加,燃烧器的外壁温度和电池运行温度都有所提高,过量空气过多会降低燃烧器温度;电池的短路电流随着燃烧器温度的提高而增加,开路电压随着电池运行温度的降低而略有提高。     

Numerical investigation of a pulverized-coal startup vortex burner

The design of a two-channel vortex pulverized-coal startup burner is proposed, in which fuel-air mixture is admitted through the burner’s primary channel. Necessary and sufficient conditions for obtaining stable ignition of pulverized coal during operation of this burner are formulated. A procedure of using the Fluent software system for numerically studying the influence of fuel characteristics and operating parameters on the stability of flame ignition and formation is developed. The results of numerical investigations aimed at determining the effect the flowrate of a mixture of mechanically activated micropowdered coal with air has on the combustion process for a particular design of the startup burner installed in the central part of the main direct-flow round burner used in the PK-40-1 boiler at the Belovo district power station are presented. A conclusion is drawn from these results regarding the extent to which the flowrate of mixture affects the performance of this startup burner.     

煤燃烧特性的热重实验研究

以祁连塔煤为研究对象,利用热重分析仪,在不同升温速率下,对祁连塔煤的燃烧特性进行实验研究。分析了升温速率对煤燃烧特性的影响,得到不同升温速率下的燃烧特性参数,如着火温度、着火时间、燃烧最大速率、燃烬度等,并计算了不同升温速率下的反应动力学参数,为进一步研究煤的实际燃烧过程提供基本的实验数据。     

锅炉配置双层等离子燃烧器燃烧特性试验研究

介绍了某1000 MW超超临界机组锅炉A层等离子燃烧器和D层等离子燃烧器的燃烧特性,分别从某冷态空气动力场试验结果,启动过程中的主蒸汽的升温、升压速率,进入SCR脱硝反应器的NOx质量浓度、烟温和水冷壁炉膛出口壁温的变化进行分析研究,为双层等离子燃烧技术在经济性、安全性、环保性上提供参考。     

300MW锅炉微油点火启动中防超温控制策略

介绍了嘉兴发电厂1,2号锅炉微油启动中过热蒸汽温度超限和温度变化率过大的情况,分析了超温和升温率过大的原因,阐述了防止超温的原理,列举了一般对策及其弊端,提出了改善燃烧、提高汽包压力的运行措施,包括控制入炉煤的品质,控制启动不同阶段的燃料量,调整一、二次风,提高给水温度,提前启动第2套制粉系统等,有效解决了微油启动中过热蒸汽超温和温度变化率过大的问题.     

1000MW超超临界塔式锅炉关键调试技术及优化运行

针对塔式锅炉调试和运行与π型炉有较大差异问题,笔者根据塔式锅炉的特点,结合某电厂1000 MW超超临界塔式锅炉,阐述了其关键调试（主要包括冷态通风、蒸汽吹管、冷态启动、低负荷稳燃）技术,并对机组试运过程中出现的问题提出了解决方法.通过调整试验,结果证明该机组投产后运行稳定、可靠,各项性能参数均满足运行要求。     

基于专家知识库的双进双出制粉系统自启停技术

制粉系统的自启停技术是实现燃烧全程自动控制的必备条件。对制粉系统启停时机及启停顺序进行了研究,建立了制粉系统的启停专家知识库,能够对其启停时机和启停顺序进行自动优化,实现了制粉系统在机组启停及运行全过程的智能控制;设计了双进双出制粉系统的自启停步序,实现了该类制粉系统启停过程的全程自动控制。应用表明,所设计的基于专家知识库的双进双出制粉系统自启停技术能够满足火电机组燃烧全程智能控制的需要,提高了机组的自动化水平和运行的稳定性。     

电铁负荷特性对微机保护启动元件的影响研究

为研究电铁负荷对微机保护启动元件算法的影响,根据某区域电网实际参数,利用PSCAD建立了典型电气化铁路牵引系统模型,及微机保护中相电流突变量启动、相间电流突变量启动及半周电流积分启动三种常见启动元件的数学模型。在此基础上,结合电铁负荷的特性,从理论上分析了电铁负荷对三种算法的影响,并进行了数字仿真验证,得出电铁负荷对各启动算法影响的相关结论,为在电铁负荷较重地区装设的微机保护装置启动元件算法选择提供了理论依据。     

浅析锅炉等离子点火装置对运行的影响及对策

广东国华台山发电厂3、4号机组锅炉使用了等离子点火装置。等离子点火装置对锅炉摆动及汽温调节有影响;对再热器汽温有影响;对磨煤机有影响;对NOx排放、低负荷稳燃等有影响。等离子点火装置投运需采取如下措施:应确保启动、燃烧过程的安全;应确保燃烧运行过程的安全;应确保燃烧过程中各辅助设备的安全。使用了等离子点火装置后,实现了从机组吹管到168h结束零油耗的目标,取得了很好的经济效益和社会效益。     

IGCC电站燃气轮机启动燃料的替换研究

当整体煤气化联合循环(integratedgasification combined cycle,IGCC)电站低热值合成气燃气轮机的启动燃料为柴油时,启动成本高,污染物难以控制。为了解决该问题,一个较适用的方法是将燃气轮机的启动燃料由柴油替换为天然气。但由于2种燃料的燃烧特性的不同,需要对燃机在两种不同燃料下的动态特性进行深入的研究,从而提出相应的改造和运行策略。基于天津IGCC低热值燃气轮机的结构及实际运行数据,建立燃气轮机热力学计算模型,对比分析了燃气轮机启动过程中,柴油量、天然气量随燃气轮机负荷的变化情况;其次计算了燃烧器燃烧天然气时的火焰稳定速度范围和优化燃烧器当量直径的范围;并对该燃气轮机燃烧室内的燃烧过程进行了数值模拟研究。最后提出了燃烧器的改造方案和运行策略,在尽量小的范围内进行改造来实现对柴油的替代而且保证燃机的稳定、安全和清洁启动。     

墙式燃烧锅炉磨煤机启停不投或少投油方式续论

通过对煤粉气流爆燃产生的条件、爆燃后所产生的压力扰动等的分析，探讨磨煤机启停不投或少投油的安全性。同时，认为现行的磨煤机启停投油及其规程已不适应目前中大型直吹式墙式锅炉的磨煤机启动，并建议尽快建立与磨煤机启停不投油或少投油方式相适应的新规程。