旋流燃烧器空气动力场的数值模拟

旋流煤粉燃烧器的气流组织情况对锅炉的稳定燃烧与安全运行都具有重要的影响,以CFD数值软件作为计算平台,建立物理和数学模型,针对某电厂采用的中心给粉旋流煤粉燃烧器进行了数值模拟研究,通过调整一次、二次风量大小,得到不同运行工况下的速度流场和速度矢量分布,得出各参量对流场的影响规律。     

水煤浆旋流燃烧器空气动力场的数值研究

水煤浆是一种以煤代油的新型洁净环保燃料。对水煤浆旋流燃烧器的空气动力场进行了数值模拟,分别研究了一次风扩口角度、二次风扩口角度和二次风旋流强度等燃烧器结构参数对流场的影响,研究结果表明,一次风扩口角度的增加使回流区由大变小;二次风扩口角度和旋流强度的增加均使回流区增大;此类燃烧器轴向速度以"M"形分布,切向速度以"N"形分布,出口处形成一中心回流区;得到了一合理的燃烧器结构型式,该燃烧器既能保证稳定燃烧,又能有效防止结焦或结渣。研究结果为水煤浆燃烧器的设计、制造和运行提供了借鉴。     

低NOx旋流燃烧器冷态动力场数值模拟研究

为解决采用OPCC型旋流燃烧器的锅炉出现大面积燃烧器喷口烧毁的问题,基于商用计算流体力学软件Fluent对OPCC型旋流燃烧器开展数值模拟研究,采用控制变量法研究中心风,一次风,内、外二次风风速与旋流燃烧器冷态动力场的关系.结果表明:中心风风速与回流区距喷口距离成正比例关系;中心风风速过小会增加燃烧器喷口烧毁的可能性,...     

基于CFX的双调风旋流燃烧器数值模拟

基于CFX软件平台对DRB-4Z型双调风旋流燃烧器的出口流场进行了数值模拟。结果显示:随着内二次风叶片角度的增大,回流区变长,回流直径变小,射流扩展角增大,最大轴向速度和最大切向速度的衰减变慢。随着过渡风速的增大,回流区变小,并且逐渐远离燃烧器喷口。当过渡风速较小时,回流区伸入燃烧器喷口;当过渡风速过大时,回流区大大减小,火炬刚性减弱。     

旋流燃烧器高负荷灭火问题研究

针对某670t/h燃用贫煤锅炉旋流煤粉燃烧器在额定负荷出现的灭火问题，在单相试验台上进行了冷态模化试验，试验结果表明：高负荷下的灭火不是由于射流回流区及扩展角的变化引起的，而是由于旋流二次风速过高．导致一、二次风风速不匹配引起的。去掉燃烧器旋流二次风道与直流二次风道之间的扩口后．旋流二次风速度下降．旋流二次风较早地向外扩散．射流的回流区及扩展角略有增加。工业试验表明：采用改进后的燃烧器结构解决了高负荷灭火问题。同时，还分析了直流二次风率、旋流二次风、一次风对流场的影响。     

HALF-PAX旋流燃烧器冷态空气动力场试验研究

利用相似与模化原理,对某350 MW超临界燃煤锅炉配置的HALF-PAX型褐煤旋流燃烧器进行炉内冷态空气动力场试验,首次以同层燃烧器为试验对象,研究燃烧器喷口一、二次风的风速分布特性、风量调节特性,以及燃烧器喷口气流流动特性。试验结果表明,该型旋流燃烧器的一次风分配特性较好、二次风分配特性较差,内二次风风量过低且无法通过参数调整达到设计要求、二次风通道结构设计存在问题。依据试验结论进行优化调整后提高了锅炉煤种适应性,改烧烟煤时的稳燃性明显提高,锅炉环保经济指标得到进一步改善。     

一种新的湍流修正模型及其在同轴旋流燃烧器空气动力场模拟中的应用

由于离心力与湍流脉动的相互作用，强旋流动中能量由湍流脉动向平均运动的逆向传输得到了加强。当径向脉动随半径增大时，离心力对湍流微团作正功，湍流微团的脉动动能增加，反之亦然。基于对离心力作用的分析，该文提出了一种考虑离心力作功的新的k-ε湍流修正模型(k-ε-cf模型)，其特征参数由大涡与小涡相关参数的几何平均得到，其中涡的频率与实验一致。采用k-ε-cf模型对一同轴旋转分层流燃烧器出口空气动力场进行了数值模拟，结果与实验吻合良好，精度比k-ε模型高。当切向速度满足一定分布时，离心力作功可以忽略，一般情况下，应考虑离心力作功以反映强旋流动的各向异性。     

双通道旋流燃烧器空气动力学特性数值模拟及研究

对双通道旋流燃烧器出口空气动力特性进行了数值计算，并对影响其特性的一、二次风量、旋流叶片角度、中心扩锥角度和直流二次风喷口扩角等多种因素进行了分析，其结果与冷态模型试验基本吻合。推荐的运行参数及结构尺寸对该燃烧器的试验、结构改进和运行具有一定的参考价值。     

进口堵塞对旋流煤粉燃烧器NO生成影响的数值模拟

针对研制低污染旋流煤粉燃烧器，探讨进口堵塞对NO生成的影响。用NO生成的统一二阶矩代数模型，HCN释放的简化Solomon模型和煤粉燃烧的全双流体模型，对进口堵塞对锅炉旋流煤粉燃烧器NO生成的影响进行了数值模拟，给出了温度、湍流动能、煤粉浓度和NO浓度分布。典型进口的模拟结果和文献中给出的实验结果符合较好。数值模拟探讨了进口堵塞位置和尺寸对NO生成的影响。模拟结果指出，在一次风和二次风进口之间加堵塞可以显著降低煤粉燃烧的氮氧化物排放。     

微油点火技术在带中心二次风旋流燃烧器上的应用

微油点火技术因其投资小、系统简单、节油率高、运行维护工作量小的特点，近两年得到了广泛的认同，该技术在积极推广的同时也得到长足的发展。带中心二次风的旋流燃烧器因其特殊的结构，一度成为了微油点火改造的难点。通过介绍几个成功的案例，为带中心二次风旋流燃烧器的微油点火改造提供了有益的借鉴。     

石膏旋流器空气柱内三维速度场的数值模拟

石膏旋流器是火电厂石灰石-石膏湿法烟气脱硫系统中的重要设备,在运行过程中会出现空气柱现象,致使能耗增大、流场不稳定、分离效率降低。为了解空气柱内气体流场特性,采用Fluent软件,应用流体体积模型（VOF）,对单一入口石膏旋流器内空气柱产生、发展到稳定的整个过程进行了数值模拟。研究结果表明：空气柱内为螺旋流动;由两端出口进入的空气在相遇后还需经过一定时间的发展才能达到稳定的状态;气相的轴向速度随时间有明显的变化,切向速度变化幅度较小,径向速度比轴向及切向速度小一个数量级。进行石膏旋流器结构优化时应考虑设计对称入口结构和空气柱内空气运动方向不同。     

新型钝体稳燃器空气动力场的数值模拟研究

结合某电厂燃用高灰分(50%～55%)、低热值(11.7～13.4 MJ/kg)煤燃烧器改造项目,设计了一种新型结构的稳燃器,以增加燃烧器出口的烟气回流量。以计算流体力学软件为平台,对该稳燃器出口流场进行了详细的数值模拟研究。计算结果表明:该稳燃器比同尺寸单方向布置稳燃器具有更合理的回流区和更大回流量,可避免因回流区过大而产生的结渣问题。数值试验结果为燃烧器的优化设计提供了依据。     

流态化风水联合冷渣器冷态空气流场数值模拟研究

循环流化床锅炉排渣用风水联合冷渣器内的供风流动特性对于冷渣器能否正常排渣具有至关重要的作用。依据冷态试验台试验数据,采用数值模拟计算方法,综合分析、对比、总结了风水联合冷渣器内空气流场的速度、压力等参数的分布及变化规律。结果表明,数值模拟计算结果与试验测量值符合很好,准确地模拟了冷渣器内空气速度场的分布情况。同时也给出了冷渣器内流场的速度矢量分布、速度大小分布及压力分布规律,并对流场内的空气流动特性进行了分析。     

600 MW机组空冷岛外部流场的数值模拟与结构优化

以某600 MW直接空冷机组为例,利用CFD软件对其空冷岛外部流场进行数值模拟。分析不同风速对直接空冷凝汽器换热效率的影响。指出在风速大于7 m/s时,空冷凝汽器换热效率的降低是热风回流与“倒灌”现象综合作用的结果。提出并分析了在空冷岛不同部位加装下挡风墙对空冷换热效率的影响。计算结果表明：在空冷平台四周的外沿加装下挡风墙,空冷凝汽器的平均换热效率可提高13.65%;若将迎面风的下挡风墙加装在第1排风机与第2排风机之间,其平均换热效率较迎风面下挡风墙加装在外沿可提高2.8%,为进一步完善空冷岛的结构设计提供了理论依据。     

330 MW前墙燃烧煤粉锅炉炉内温度场的数值模拟及优化

某电厂330 MW机组锅炉采用双调风旋流燃烧器,前墙布置。该厂实际运行中一次风速与设计值相比相差较大,较大的一次风速造成了燃烧器一次风管磨损严重,同时后墙水冷壁高温腐蚀的可能性增大。该文提出保持原燃烧器一次风管尺寸不变,减小中心风管直径、增大一次风流通面积以减小一次风速的改造方案。为研究改变中心风管直径后的4层燃烧器对炉膛燃烧的影响,采用数值模拟的方法对该型锅炉炉内的温度场进行数值计算,得到5种不同方案下该型锅炉炉内的温度场分布,并分析了中心风管直径的改变对炉内温度场的影响规律,即后墙近壁区温度随着中心风管直径的减小呈现先降低后升高的趋势。通过对5种方案数值模拟结果的比较分析,得到了对炉膛后墙安全性影响最小的方案,为电厂的实际改造提供参考。     

基于CFX的炉内空气动力场的数值模拟研究

利用商用计算流体力学软件CFX,采用k-ε双方程模型,对某四角切圆燃烧锅炉增加分级风进行低NOx技术改造后炉内空气动力场进行了数值模拟。数值模拟结果与试验结果吻合较好,说明该数值模拟方法能够较好地反映炉内真实的流场特性．验证了计算方法及数值模型的正确性及合理性。分析了炉内气流流动特性和水平烟道烟温偏差的形成机理,计算结果为完善锅炉冷热态试验及指导安全运行提供了参考。     

CFB锅炉温度场及氧量场测试与数值模拟

对某循环流化床锅炉炉内温度场及氧量场进行了测试研究,利用数值模拟软件对锅炉的燃烧过程进行了模拟。结果显示,炉膛温度沿炉膛高度分布较为均匀,锅炉设计时稀相区的温度可采用一个固定值代替,距离壁面1 m以上距离的温度变化很小且趋于恒定,锅炉设计时可以用炉膛中心温度作为设计温度;氧气浓度分布规律沿炉膛宽度方向呈近似“M”型分布,炉膛中心和壁面氧浓度低。软件模拟结果与测试结果也基本吻合。研究结果可为掌握循环流化床锅炉温度场及氧量场的基本规律、提高锅炉燃烧效率提供帮助,同时也可为大型循环流化床锅炉的设计和理论研究提供参考。     

磁场对强旋流燃烧过程中NO生成特性的影响

在强旋流火焰周围安放固定磁场,采用CST-24型数字式磁强计测定磁场强度,采用WRNK的铠装镍铬热电偶和KM9106综合烟气分析仪检测不同磁场下强旋流燃烧火焰温度和NO浓度,分析了不同磁场下强旋流燃烧特性和NO生成特性。结果表明：在磁场作用下火焰中心温度明显提高,外缘温度有所降低,火焰外缘NO浓度显著降低。磁场通过改变强旋流火焰温度分布进而影响火焰中NO的浓度;磁场的作用使生成NO的带电离子或离子团彼此碰撞的机会减少,进而减少了火焰中NO生成。