旋流式平焰燃烧器特性的数值模拟

用CFD软件模拟得到了旋流式平焰燃烧器工作时在实验炉膛内的温度场、速度场和污染物浓度场分布状况。通过模拟结果分析了结构参数和操作参数对平焰燃烧器温度场、速度场和污染物浓度等特性的影响。     

低压旋流式煤气燃烧器的数值模拟

对某公司现用的低压旋流式煤气燃烧器进行了结构改进,并建立了描述该燃烧器流动过程的物理数学模型,利用FLUENT软件对原燃烧器和改进后的燃烧器进行了冷态数值模拟.结果表明:改进后的燃烧器明显地增加了垂直于主流方向截面上的二次流,气体的切向分速度增大,旋流程度增强,能够有效地改善煤气和空气的混合效果.     

135 t/h锅炉旋流燃烧器的数值模拟研究

针对宝钢能源部135 t/h混合煤气锅炉存在的燃烧器区域后墙水冷壁火焰刷墙现象,采用CFD商用软件对该锅炉的旋流燃烧器及其炉膛燃烧器区域的流场进行数值模拟研究.研究发现由于燃烧器结构原因使得火焰旋流强度不足,造成旋流燃烧器火焰过长,导致火焰刷墙.由此提出并对比了燃烧器的不同改造方案.     

旋流燃烧器特性评价指标的研究

用数值模拟的方法,以鼓风式空气旋流燃烧器为例,模拟了不同操作参数和结构参数下炉膛内的温度场、速度场和污染物浓度场,提出了评价旋流燃烧器的几种特性指标,对旋流燃烧器进行较全面的特性评价。     

烟气自循环式低氧燃烧器燃烧过程的数值模拟

在分析了工业中几种低氧燃烧方式的基础上,将收缩-扩张结构用于燃烧器空气通道,开发出了烟气自循环式低氧燃烧器,同时借助FLUENT软件对燃烧器进行了大量数值模拟研究.结果表明:喉部的负压是烟气卷吸的驱动力,烟气卷吸量随喉部面积的缩小而急剧增多;随着烟气卷吸量的增多,炉膛中氧含量越来越低,火焰高温区向燃烧器偏移,火焰逐渐变短.最后,将烟气自循环式低氧燃烧器用于熔化保温炉进行了实践,取得了预期的效果.     

硫回收纯氧燃烧器旋流性能分析

旋流器是克劳斯硫回收工艺燃烧器的重要组成部分.为了研究旋流器对克劳斯硫回收燃烧器性能的影响,采用扩散和燃烧数值模型,对具有不同旋流强度旋流器的燃烧器燃烧特性进行了数值模拟,得到炉内冷态流场以及燃烧流场的温度、速度、压力、组分的分布特征,分析了不同旋流强度对燃烧流场特性的影响,最终给出旋流器旋流强度的最佳选择.     

燃料对重整加热炉燃烧过程影响的数值模拟

对连续重整加热炉采用不同的燃料进行燃烧的数值模拟。燃烧器以美国Johnzink公司的一种瓦斯燃烧器为几何原型,对燃烧器的复杂几何形状没有进行任何简化实现了包括炉膛的结构化网格的划分,采用甲烷、乙烷、丙烷和丁烷四种不同的气体燃料,用标准的k-ε湍流模型、双δ混合燃烧模型和离散传播辐射模型对连续重整加热炉进行了三维全尺寸数值模拟。由数值模拟结果对连续重整加热炉内采用不同燃料所造成的流场、温度场的变化给出了合理的分析和解释,并考察燃料变化对火焰的影响。数值模拟结果对进一步优化设计燃烧器连续重整加热炉有很好的指导意义。     

艾萨旋流顶吹熔炼过程数值模拟

以谦比希铜冶炼厂ISA熔炼炉为原型,通过水模拟和时下应用广泛的数值模拟方法对ISA炉顶吹熔炼过程进行了初步研究.以喷枪为研究中心,探讨了喷枪中是否加入旋流片对熔池流场以及熔炼过程中喷溅量的影响.结果表明:喷枪加入旋流片后有利于气流沿径向分布,形成鼓状气泡,气流对液相的冲击深度会减小,从而减轻对渣锍界面的干扰,有利于渣、锍分离,此外还能够明显减小炉内的渣的喷溅量;不过喷枪加入旋流片后,对液相区域的搅拌能力会减弱.     

不同O_2/CO_2浓度下燃烧器燃烧特性数值模拟

针对叶片角度为30°的旋流式天然气纯氧燃烧器,采用Fluent软件对不同助燃风成分为23%O_2/77%CO_2、30%O_2/70%CO_2及40%O_2/60%CO_2配比条件下的燃烧器燃烧特性进行模拟,获得燃烧室内的温度场和浓度场分布。结果表明:不同的O_2/CO_2浓度配比对燃烧室内温度分布影响较大。不同的O_2/CO_2浓度配比对燃烧中间产物CO和H2的浓度分布影响不大,但直接决定了CO_2和H_2O的含量。     

逆向式高温蓄热空气燃烧过程的数值研究

逆向式高温蓄热空气燃烧是一项节能、环保的新技术。数值研究了氧气浓度和燃气流量的变化对逆向式高温空气燃烧火焰特性的影响。适当地降低燃料进口流量和预热空气中的氧气浓度 ,可以使温度场分布更加均匀 ,减少炽热火焰的产生 ,并大幅度地减少NOx 的排放。     

高炉采用氧煤燃烧器后回旋区煤粉燃烧过程的数值模拟

针对高炉风口前回旋区内氧煤燃烧器喷入煤粉燃烧的过程，应用数值模拟方法对氧煤燃烧器在不同喷煤粉量和氧浓度条件下的燃烧过程进行了计算机数值模拟。结果表明，高炉风口产生的回旋区流场及温度场有利于煤粉的燃烧，而氧浓度大则有利于煤粉较早着火及较高的燃烬率。     

同轴烧嘴炉内混合燃烧过程的数值模拟

 将Extended Zeldovich的热力NO生成模型与模拟湍流k ε双方程模型相结合,并利用大型热流体模拟商业软件STAR CD,对同轴烧嘴炉内混合燃烧过程的温度场和NO浓度场进行了数值模拟。在燃料进口速度不变的情况下,分析了不同空气进口速度和不同进口间距对炉内工况的影响。所得结论为研究更合理的燃烧器打下了一定的理论基础。     

蓄热式燃烧器优化设计数值模拟

借助于数值模拟的方法,完成了蓄热烧嘴的优化设计,分析了蓄热式烧嘴关键结构——空气和煤气喷口距离及入射角度对燃烧流场、温度场和浓度场的影响,结果表明:(1)烧嘴喷口距离在15D～20D间调整和角度在3°～9°间改变对炉内整体温度水平和温差大小结果影响不大,燃烧高温区主要集中在炉膛的中部,温度梯度较小,温度分布很均匀,炉膛中心区域内温度差在100℃以内。(2)烧嘴喷口间距小时,喷口角度不宜过大,否则会出现燃烧不完全现象。当烧嘴喷口间距过大时,喷口角度不能过大也不能过小。综合分析确定烧嘴结构在18D、5°组合状态下燃烧效果最优,性能最稳定。最后通过实验证明实验烧嘴炉内温度场和浓度场分布规律与计算结果一致。     

变压卷吸式低氧燃烧过程数值模拟

 将收缩 扩张结构用于燃烧器空气通道,通过喉部变压卷吸炉膛中的大量烟气来实现低氧燃烧,同时用该方法对常规燃烧器进行了改进和优化,并借助Fluent软件对优化前后的燃烧器进行了模拟计算,结果表明：优化后的燃烧器使得火焰体积扩大,炉膛的平均温度升高而局部高温区域减少,氮氧化物的生成量大幅降低,减少了污染。     

热风炉霍戈文矩形燃烧器燃烧特性模拟研究

某钢厂小型内燃式热风炉采用霍戈文矩形燃烧器,在烧炉过程中出现明显的震动现象。利用计算机仿真技术,对该热风炉燃烧特性进行模拟研究,通过分析燃烧过程中流场与温度场的分布,发现热风炉震动原因是燃烧器两侧在烧炉过程中回流过大、出现低频震动引起。对燃烧器结构进行优化后,震动减少。     

多火孔无焰陶瓷燃烧器顶燃式热风炉的数值模拟

采用CFD软件的FLUENT对多火孔无焰陶瓷燃烧器顶燃式热风炉进行了数值模拟。计算中采用了基于概率密度函数的PDF燃烧模型、P1辐射模型、标准κ-ε湍流模型,建立了三维计算模型,划分了四面体和六面体混合网格。主要对温度场、速度场、可燃物浓度场进行了计算与分析,计算结果与资料介绍的热风炉运行结果基本一致。     

烧结工序中燃烧与传热过程的数值模拟

为了优化带式烧结机的热过程,系统地建立了烧结料层内的传热、传质和燃烧过程的数学模型,数学模型的仿真计算表明:烧结配料(碳含量、水分、助熔剂)、料层厚度、抽风机抽力、烧结机带速等对烧结工艺有重要影响,而通过分层布料等措施可以同时起到降低能耗和提高烧结矿质量的效果.