低NO_x旋流燃烧器改造数值模拟

对DBC-OPCC-Ⅰ型旋流燃烧器进行了结构上的优化改造,并利用Fluent软件对改造前后的单个旋流燃烧器进行了数值模拟计算,分析了改造前后燃烧器区域的速度场、温度场以及NOx体积分数分布.结果表明:改造后的速度场出现中心回流区,且回流区在长度和宽度上均有所增加,速度明显减小;改造后的整体温度分布有所降低,最高温度降幅达200K,尤其是旋流燃烧器出口扩锥处的温度明显降低;改造后的NOx体积分数也显著降低,NOx最高体积分数可降1×106,改造后旋流燃烧器的性能比改造前优越.     

低NO_x旋流燃烧器的数值模拟

HT-NR3型低氮旋流燃烧器在我国大型电站锅炉中应用较多,但很多采用HT-NR3型燃烧器的锅炉侧墙水冷壁经常发生严重的高温腐蚀问题。文中通过数值模拟的方法研究了该旋流燃烧器的火焰和污染物排放特点,分析了燃烧器外二次风叶片角度对NOx的排放和水冷壁腐蚀之间的关系。模拟结果表明:燃烧器炉膛出口处焦炭颗粒的浓度、回流区的尺寸在叶片角度为45°时分别达到最小和最大。在叶片角度为45°时煤粉颗粒燃尽情况较好,因而在不考虑灰分的情况下,能够减少颗粒物对水冷壁的冲刷。炉膛出口处的NO浓度的统计显示,45°叶片时较其他两个工况的NO浓度稍高。     

低NO_x旋流燃烧器的研究进展

随着分级燃烧和高浓度煤粉燃烧技术的不断进步,低NOx旋流燃烧器得到了不断发展和完善。本文对国内外典型的低NOx旋流燃烧器的研究进展做了总体回顾,总结了低NOx旋流燃烧器的发展趋势。     

旋流燃烧器数值模拟和优化改造

某电站煤粉锅炉采用旋流燃烧器,在运行中燃烧器出现调节能力差的问题.针对此情况,我们分别按照分析缺陷、虚拟改造以及优化改造3个步骤进行研究,以及对应的3个不同工况进行了数值模拟计算.运用k-ε数学模型,并借助Fluent 6.0对单个旋流燃烧器的一、二次风的流场进行三维数值模拟计算.通过数值模拟我们对旋流燃烧器进行了优化改造,并通过有限的但是精确的现场测试数据对比,很好地验证了本次数值模拟的准确性.     

旋流煤粉燃烧器的气流组织与数值模拟

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,通过建立物理和数学模型,针对某电厂采用的中心给粉型旋流煤粉燃烧器进行了数值模拟研究,通过调整一次、二次风速大小,得到不同运行工况下的速度流场和速度矢量分布,经分析各计算结果,得出各参量对流场的影响规律.     

旋流燃烧器出口湍流流场的数值模拟

对旋流燃烧器出口的湍流流场进行了深入的数值模拟研究，经过对不同旋流强度的旋转射流的计算，比较了对目前应用较多的k-ε模型、重正化群(RNG)的k-ε模型及雷诺应力模型在实际求解中的优劣。在弱旋气相流动时，RNG k-ε模型可以满足工程上的精度需求。在强旋流动中，基于“有效粘性”的各个模型的计算结果和实验相差很远，只有采用雷诺应力模型才能得到较为满意的结果。图4表3参5     

旋流数对旋流煤粉燃烧器NOx生成影响的研究

用数值模拟方法研究了旋流数改变对旋流燃烧器煤燃烧N0x生成的影响，给出了热N0x和燃料N0x生成的详细信息。预报结果表明，当二次风旋流数从0．204增加到0．414时，可以降低燃烧器出口区域燃料N0x的生成，同时可以保持煤粉颗粒较高的燃尽率，另外，模拟结果也表明，燃烧器出口区域的N0x生成主要是由燃料N0x的生成机理来控制，因此，适当提高旋流燃烧器的旋流数可以提高燃烧效率，降低N0x的生成。     

带中心钝体旋流燃烧器的数值模拟

借助FLUENT软件平台,对旋流燃烧器出口的流场进行了三维数值模拟,得出了燃烧器出口的流线、回流区、湍流动能分布.此外,分析了中心钝体形状及旋流二次风速对回流区大小的影响.模拟结果为工业运行、设计和改造提供了参考.     

煤粉浓淡旋流燃烧器空气动力学特性的数值模拟

将湍流重整化群ε方程与ＺｈａｎｇＪｉａｎ提出的新代数应力模型结合,用于模拟煤粉浓淡燃烧器喷口强旋转流场。通过对７个工况流场的计算,并与实验结果比较,得出燃烧器喷口流场随参数变化的规律,同时对流场特性作了分析。     

煤粉锅炉旋流燃烧器冷态流场数值模拟

旋流煤粉燃烧器因具备形成中心回流区,卷吸高温烟气,促进煤粉着火等显著优势和特点,在电站锅炉中的应用日益广泛.而旋流煤粉燃烧器的流动情况对锅炉的稳定燃烧和安全运行都具有重要影响.通过建立物理模型和数学模型,对旋流燃烧器进行了三维数值计算得到燃烧器中钝体形状、二次风速及外二次风叶片角度等因素对回流区产生的具体影响.计算结果...     

钝体形状对旋流燃烧器出口流场影响的数值研究

借助CFD软件,对配置中心钝体的双通道旋流燃烧器出口流场进行了冷态数值模拟,分别获得了锥型、楔型和抛物线型三种钝体后的流场分布、速度分布、中心回流区尺寸和中心回流量大小等结果.经对比分析发现：在其他条件相同的情况下,非流线形的锥型钝体和楔型钝体与接近流线形的抛物线型钝体相比,中心回流区的长度分别增加了24%和17%;中心最大回流量分别增加了18.3%和6.5%.在将抛物线型钝体燃烧器的旋流二次风量加大50%时,其中心回流区长度虽有所增加,但仍不能达到锥型钝体和楔型钝体的相当程度.研究结果表明：非流线型钝体比流线型钝体具有更大的中心回流区尺寸和回流量;钝体形状是影响出口流场特性的关键因素;与楔型钝体和抛物线型钝体相比,锥型钝体具有更好的稳燃效果.图7表1参7     

旋流燃烧器的稳燃及其结构优化分析

简要叙述了国内常见几种旋流燃烧器的稳燃措施，从燃烧器流场和煤粉颗粒运动轨迹的角度分析了对低挥发份煤燃烧稳定性的影响。介绍了新近研究的花瓣稳燃器及其流场特点。指出该稳燃器在加速煤粉气流与高温回流烟气之间的混合时，避免煤粉气流过早向二次风扩散，引导煤粉颗粒进入回流区，有利于燃用低挥发份煤和低负荷稳燃及降低NOx排放等。另外，还介绍了ABT公司最近推出的“弓形”低NOx燃烧器；最后，提出了旋流燃烧器，并提出了旋流燃烧器结构优化的建议。     

旋流燃烧器W型火焰锅炉特点及研究进展

本文介绍了中国引进和开发W型火焰锅炉的背景、各技术流派在中国的份额,并通过燃烧、污染物排放、结渣和偏温特性等,介绍了各自的性能及存在的问题。特别阐述了带旋流燃烧器的W型火焰锅炉燃烧器的结构、配风方式、污染物排放等特性及设计特点。综述了我国各高校、科研院所和制造厂研究W型火焰锅炉的历程以及取得的进展,建议了需进一步研究的方向。     

入口旋流数对煤粉低尘燃烧器流场的影响

以液排渣旋风燃烧过程为基础的煤粉低尘燃烧器可在燃烧过程实现捕渣,为工业加热提供低含尘浓度的高温火焰,是工业加热过程实现以煤代油的先进燃烧技术。根据旋流燃烧流动特点,采用能考虑非均向湍流应力的雷诺应力模型,对旋流煤粉低尘燃烧器内气流流动过程场进行数值模拟计算,计算结果与流场实验测试相吻合。研究表明,气流进入燃烧器时的旋转强度（旋流数）对燃烧器内的流动特性有很大影响,在冷态模型条件下,当旋流数在7以上时,环室回流在轴向贯穿燃烧器整个流场,有利于增加煤粉颗粒在燃烧室内的循环次数,提高灰渣捕获率;低于7时,环室回流出现阻断,不再连续,易造成煤粉颗粒直接逸出,对燃烧及灰渣捕获不利。随旋流数增加,燃烧器出口处中心回流率增大,对炉膛高温烟气的抽吸作用增强。     

二次风旋流强度可调范围的数值模拟研究

利用Ansys12．0软件对实际电站锅炉的炉内流场进行了数值模拟,分别研究了内、外二次风旋流强度对炉内流场的影响．结果表明：随着旋流强度的增加,中心回流区开始远离燃烧器出口轴线位置,回流区长度增加,回流区面积增大,当旋流强度大于某一数值时,将不能形成较好的中心回流区,易发生飞边现象;外二次风旋流强度对回流区的影响较大,但调节范围却较小,而内二次风旋流强度的可调范围较大;内二次风和外二次风旋流强度的可调范围分别为0．58～2．74和0．58～1．00．     

1 000 MW机组旋流燃烧器风量分布特性的数值模拟

通过对一台1 000 MW机组的旋流燃烧器进行数值模拟,对其内部的阻力特性和二次风流经各燃烧器的流量分配做了研究。结果表明:对于在实际风量下工作的燃烧器,其阻力系数为定值,且仅与叶片开度有关;同一风箱内,在叶片开度相同的情况下,中间燃烧器的风量略高于两侧燃烧器的风量,偏差大约为5%。通过对叶片角度进行调整,可以达到提高两侧燃烧器风量的目的,研究所得结论可为燃烧器的设计和运行提供参考。     

旋流燃烧器的稳燃及其结构优化分析

简要论述了国内常见几种旋流燃烧器的稳燃措施;介绍了ABT公司新近推出的"弓形"低NOx燃烧器;最后,提出了旋流燃烧器结构优化的建议。     

低NOx燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性的研究

对350MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性进行了实验研究和数值模拟，结果表明：①最高温度、平均温度和中心温度等与炉膛高度的关系保持不变，即径向空气流分级不影响炉膛的燃烧特性；②采用低NOx燃烧器时，其炉膛中心的氧气浓度比采用常规直流煤粉燃烧器时要小；③炉膛截面平均NOx浓度和中心NOx浓度随炉膛高度的关系基本相似，但NOx最大浓度随炉膛高度的分布规律不同，采用低NOx燃烧器时NOx最大浓度明显与一、二次风布置有关，采用常规直流燃烧器的NOx最大浓度在燃烧器区域随高度分布呈现双峰形；④它们对应的平均NOx浓度最大值截面和平均温度最大值的截面的高度分别相同，但平均NOx浓度最大值截面比平均温度最大值的截面要低；采用低NOx燃烧器时，截面NOx浓度最大值区域比常规直流燃烧器有大幅度的减小；⑤低NOx燃烧器可比常规直流燃烧器降低NOx排放28．6％。     

煤粉燃烧器使用少油点火技术的数值模拟

结合上海吴泾第二发电有限责任公司600 MW机组亚临界压力锅炉采用煤粉少油点火技术的情况,通过数值模拟研究了影响煤粉着火的各种因素.结果表明:单只燃烧器供油量在80 kg/h时,煤粉能够顺利点火,与不采用该技术进行煤粉点火相比节油率能达到97.3%;一次风速的增大会延后煤粉的着火位置;粒径较小的煤粉有利于煤粉点火;在一定的运行条件下,煤粉浓度存在一个最优值,过高过低都不利于煤粉的快速点火.