煤无烟燃烧锅炉炉内冷态流动特性的数值研究

对一台链条炉排煤无烟燃烧锅炉炉膛内冷态流动进行了数值模拟,通过模拟得出了该锅炉炉膛内冷态流场的分布。并对该流场进行了分析,阐明了其强化燃烧,减小污染的空气动力学机理。     

旋流燃烧锅炉炉内流场的数值研究

某电站2×600 MW机组锅炉采用了轴向旋流燃烧器,前后墙布置,对冲燃烧.为了更好地了解旋流燃烧锅炉的性能,采用数值模拟的方法对该锅炉炉膛内的流场进行了分析计算.结果表明:采用旋流燃烧器,在锅炉炉膛出口沿宽度的流场分布相对较均匀,仅在两侧速度稍大.另外停投不同层的燃烧器时,对炉内空气动力场及炉膛出口流场影响不大.     

四角燃烧锅炉水平烟道的冷态流场的数值模拟

直接将Ｋ－ε双方程湍流模型应用于大型锅炉水平烟道的三维冷态场计算，给出了流场计算的模型方程，且用壁面函数法来处理水平烟道的各受热面。用作者编制的计算机程序对某厂ＨＧ６７０／１４０型锅炉的水平烟道的冷态流场的进行了计算并与已有的试验结果进行了对比，结果较好，计算表明：Ｋ－ε双方程湍流模型能用于锅炉水平烟道的流场计算，其结果的在工程上具有重要的参考价值。     

燃烧器分组对炉内空气动力场的影响及数值模拟

提出将大高宽比燃烧器进行上下分组，并采用带有侧二次风的水平逍缩煤粉燃烧器来解决炉壁结渣的问题。对此进行的冷态模化试验研究和数值模拟研究指出；燃烧器分组使炉内气流放置相对直径，壁面附近切向速度与最大切向速度之比，放置动量等明显减小，炉膛内充灌度良好。     

有射流冲击的短扰流柱排内流场的数值模拟

采用隐式有限体积法术解三维Navier-Stokes雷诺时均湍流方程，对涡轮叶片尾缘区内有射流冲击的短扰流柱排通道内流场进行了数值模拟。湍流模型采用RNG k-ε双方程模型，近壁处湍流利用双层非平衡壁面函数法处理，采用SIMPLE算法求解速度与压力的耦合。数值计算详细的揭示了有射流冲击的短扰流柱排内的流动发展过程以及射流冲击对流场分布和压力分布的影响，并与实验结果进行了对比研究，计算结果和实验数据符合较好。     

同心圆二次风反切锅炉炉内气固多相流动特性的研究

为了防止大型电站锅炉炉内结渣,减轻高温对流受热面处烟气温度偏差,本文提出了二次风燃烧器喷口反切布置的同心圆燃烧方式。通过对炉内气相流动的冷模试验研究和数值模拟,单颗粒炉内运动的数值模拟和颗粒群在炉内运动的冷态试验研究结果表明:合理的二次风反切可在炉内形成“风包粉”燃烧方式,且使水平烟道内高温对流受热面处的气流速度和颗粒得到均匀分布,这对防止炉内结渣、减轻高温对流受热面热偏差起促进作用。     

锅炉低NOx燃烧中的三次风运行优化

针对一台410 t/h乏气三次风、热风送粉的中储式燃煤锅炉,采用Fluent软件进行数值模拟,得到了炉内切圆和烟气中NOx气体质量浓度随炉膛高度的变化趋势.计算结果表明,高速喷入的三次风使炉内切圆在三次风喷口处缩小,同时引起当地炉膛截面上的NOx质量浓度增加.锅炉大修时,进行了低NOx燃烧技术改造的同时,进行了三次风系统改造,并就改造后三次风运行进行了优化试验.试验结果表明,磨煤机运行方式不同可造成NOx排放质量浓度相差63.8％,差值高达148 mg/m3.锅炉双磨运行时NOx排放随三次风量增加而略有增加.无磨运行工况的NOx排放最低,其次是单磨运行工况,双磨运行时NOx排放最高,且双磨运行时飞灰含碳量较高.B磨单磨运行是最佳运行方式,可使得NOx排放和飞灰含碳量处于较佳状态.     

1 000 MW塔式锅炉炉内燃烧特性的数值模拟

利用FLUENT软件对某1 000 MW塔式锅炉的燃烧过程进行了数值模拟。结果表明:在额定工况下,温度在炉膛内呈左右对称分布,高温区出现在燃烧器区域的中上部;锅炉冷灰斗区域的温度最低;沿射流方向靠近下游水冷壁处的温度高、氧浓度低,在运行中要注意下游水冷壁区域的结渣情况。     

平焰燃烧三维热态速度场的数值模拟

对试验炉型的平焰燃烧器速度场进行了冷态实验、冷态数值模拟,分析并验证了实验和数值模拟结果中速度场变化趋势的一致性和数值模拟结果的实用性。采用相同的模型,对加热炉内平焰燃烧的热态三维速度场进行了计算,分析了主燃烧区域轴向速度、径向速度和切向速度的变化规律,得出了热态速度分量的最大值沿射流方向衰减的无因次分布曲线。     

二次风水平摆动对670 t/h锅炉切圆的影响

针对某电厂670t/h锅炉出现的NOx排放高问题，提出了将所有一次风改为水平浓淡煤粉燃烧器，并对下组上层、中组中层和中组上层二次风采用水平摆动的方案，从而将水平浓淡燃烧技术与二次风水平摆动相结合。按照相似模化的原则，在该锅炉上进行了炉内空气动力场的试验。1、3角二次风由正切变为反切，进行了4次不同二次风摆角的试验，结果表明：随着二次风摆角增大，前后墙炉内切圆角直径由7200mm增大到12080mm，左右墙切圆直径由8100mm增大到12100mm。冷态试验结果为热态试验及数值模研究提供了依据。     

墙式切圆锅炉燃烧过程的数值模拟

为研究墙式切圆锅炉炉内的燃烧问题,采用Fluent模拟软件,分析了炉内的速度场、温度场和NOx的分布规律.结果表明,炉膛燃烧器区横截面的切圆直径随着炉膛高度的增加逐渐增加;在炉膛中心纵截面上,炉内中心温度低于两侧温度,而且随着炉膛高度的增加,温度先增后降,炉壁附近出现局部高温;NO浓度沿高度方向先升后降.     

某400t/h四角切圆燃煤锅炉空气动力场的数值模拟

四角切圆的燃烧方式在大型燃煤火电厂锅炉中普遍使用,利用CFD计算方法对某锅炉四角切圆空气动力场进行数值模拟,重点分析在不同一二次风配比情况下的炉膛空气动力场和温度分布。同时,对总风量相同、一二次风配比不同、改变各燃烧器喷口风速这3种不同工况进行了模拟分析。结果表明:所建模型成功捕捉到了四角切圆空气动力场的整体特性,不同的风率和风速会产生火焰对冲或对炉膛产生贴壁冲刷,切圆直径过小或过大,火焰中心高度也会随之发生变化,合适的一二次风配比使空气动力场混合更加均匀,气流更加稳定。     

空/煤气入口布置对顶燃式热风炉内温度场和速度场影响的数值模拟

建立顶燃式热风炉内的三维、稳态传热和流动数学模型,求得了炉内温度场和速度场;在此基础上,探讨了不同空/煤气入口布置对炉内温度场和速度场的影响.研究结果表明:煤气入口单一布置时,炉内流体的温度场及速度场的分布均极不均匀,且偏向煤气入口侧炉壁;空/煤气入口间隔布置时,炉内流体的温度场及速度场分布均较为均匀,这种布置方式有利...     

600MW四角切圆燃烧锅炉炉内过程的数值模拟

采用计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对600MW切圆燃烧锅炉炉内的流动、传热及燃烧进行了数值模拟。在炉内数值模拟过程中,气相湍流流动采用可实现的k—ε双方程模型,对控制方程的求解采用SIMPLEC算法。计算结果表明：炉内最高温度出现在燃烧器区域;整个炉膛空间存在旋转流场,炉膛出口仍有残余旋转存在;烟温偏差成因于炉膛出口的残余旋转;二次风反切在一定程度上能有效地削弱炉膛出口的残余旋转,从而降低水平烟道的烟温偏差。     

旋流塔板上气体流场的数值模拟

采用二方程ｋ－ε湍流模型，以实验数据确定入口条件，用ＳＩＭＰＬＥ算法对旋流塔板上气体的速度场及静压场进行了数值计算。其结果与实验值吻合良好，表明数值模拟可用来预测较实验更为详细的气流运动特点。     

螺旋管内流场数值模拟

螺旋管以其结构简单等优点在油水分离领域得到广泛应用。数值模拟作为一种可替代实验研究的 方法,广泛应用于螺旋管内流场变化规律的研究。采用VOF模型对螺旋管油水两相流进行数值模拟,得出了螺旋 管内流场变化特性:第9圈油水分离度达到95%,近进口端水相分布较大,沿重力方向水相分布变化不大并出现油 水重混合现象;靠近进口处湍动能强度、动压最大,动压在进口处突降而在外沿轴向线性递减;在进口端外侧剪切应 力最大,沿管道轴向分布变化不大。螺旋管内的油水分离数值模拟,为螺旋管油水分离技术的改进提供了一定的理 论基础。     

流化床布风板结构对流场影响的数值模拟研究

应用CFD软件Fluent对流化床炉内布风板入口0.5 m段进行冷态流场模拟。研究在一定的开孔率下不同的布风板板孔布置（正方形、圆形和三角形）与不同开孔直径（0.5 mm、0.6 mm、0.8 mm）下对流化床冷态流场与布风板压降的影响。最终实验表明：孔径为0.5 mm、板孔三角形结构的布风板更容易使气流稳定,有益于物料的正常流化。     

600MW锅炉炉内气流流动特性的数值模拟

开展大型电站锅炉炉内气流流动特性的数值模拟,对于了解和掌握炉内气固多相流动特性、传热特性和燃烧过程具有十分重要的意义.本文在k-ε双方程湍流模型基础上,应用投影法,通过混合差分建立交错网格,对某600MW机组切向燃烧煤粉锅炉炉内气流的流动过程进行了计算机辅助数值试验(CAT).计算结果与冷态试验结果吻合较好.这对于预测炉内汽流结构具有很大的工程意义.