切向叶片角度对中心给粉旋流燃烧器气固流动特性影响

利用三维激光多普勒测速仪,在气固两相实验台上,对不同切向叶片角度下中心给粉旋流燃烧器出口区域的气固流动特性进行了研究,获得了三种切向叶片角度下的三维平均速度和颗粒体积浓度的分布。结果显示,随着切向叶片角度的减小,轴向、径向和切向平均速度峰值都增加,回流区尺寸和旋流数也增大。同时,在x/d=0.1～0.7截面,随着切向叶片角度的减小,在燃烧器中心区域的颗粒体积流量峰值增加。     

富集型燃烧器及多重富集型燃烧器研究

通过对煤粉稳燃燃烧器的研制过程 ,提出了新的煤粉燃烧器的着火稳燃机理 :组织煤粉气流的浓淡分流 ,组织浓 (小 )股煤粉气流的急拐弯 ,让气粉分离 ,煤粉射入高温回流区 ,在这里滞止增浓 ,升温着火 ,形成小火焰 ,并用它点燃整个一次风煤粉火焰 ,即小火点大火的机理。以此着火稳燃机理为指导 ,成功地开发了富集型燃烧器及多重富集型燃烧器 ,已在 1 0 0～ 2 0 0MW机组上得到广泛应用。由于它的喷口小 ,预期多重富集型燃烧器会受到电厂更大的欢迎。     

配风方式对花瓣燃烧器出口流场影响的研究

建立了花瓣燃烧器的物理模型,采用Fluent软件对不同一、二次风速度时花瓣燃烧器冷态下的流场进行了计算,分析了一、二次风配风方式对此种燃烧器出口流场的影响.结果表明:一次风的存在使回流区减小,稳燃能力降低,但能调整回流区与燃烧器出口的距离,避免了结渣等问题的发生;当一次风速度一定时,增大内二次风合速度,轴向回流区变大,能改善燃烧效果;调整内二次风叶片角度,增大内二次风切向速度,径向回流区变小,轴向回流区增大;针对不同的煤种,需选择适当的一、二次风速度,增大轴向或径向回流区以提高稳燃能力.     

低氮改造对四角切圆锅炉NO_x生成特性的影响

对某300 MW四角切圆锅炉低氮改造前后NOx的生成特性进行了数值计算,分析了低氮改造对NOx生成特性的影响.结果表明:原有双通道自稳燃型燃烧器稳燃腔的设计明显加速了热力型NOx的生成;新型水平浓淡燃烧器浓侧和淡侧煤粉均处于偏离化学当量比条件下燃烧,喷口附近火焰温度明显降低,有利于控制热力型NOx的生成,缺氧燃烧降低了煤粉的燃烧效率,冷灰斗区域及三次风以上区域燃料型NOx的生成速率有所增大.     

半干法脱硫反应器内固体颗粒浓度分布的试验研究

在三维循环流化床脱硫反应器冷态模型上,研究了文丘里布风装置的循环流化床脱硫塔内气固两相流动中固体颗粒浓度的分布规律,以及不同操作参数:表观气速和颗粒循环流率对颗粒浓度在径向以及轴向分布的影响。试验中利用PV6D型光纤探针测量颗粒浓度,压力传感器测量反应器壁面压力。试验结果表明,在半干法循环流化床脱硫塔反应器中固体颗粒浓度的分布呈中间稀,边壁浓的趋势。截面平均颗粒浓度大体呈上稀下浓的分布。随表观气速的减小和颗粒循环速率的增大,颗粒浓度的径向分布不均性增大,截面平均颗粒浓度的轴向不均匀性增大。     

富集型燃烧器的原理与应用

在煤粉稳燃燃烧器的研制过程中,提出了一种新的煤粉燃烧器的着火稳燃机理:通过组织煤粉气流的浓淡分离及浓(小)股煤粉气流的急拐弯,让气粉分离;煤粉射入高温回流区,在这里滞止增浓,升温着火,形成小火焰,并点燃一次风煤粉火焰,即小火点大火的机理.以此为指导,成功地开发了富集型燃烧器及多重富集型燃烧器,并在100～200 MW机组上得到广泛应用.此外,还介绍了在合山电厂中的实际应用情况.     

混合室结构对气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

利用激光颗粒动态分析仪对一种内旋流式气泡雾化喷嘴进行了实验测试与分析,探讨了混合室结构对喷嘴流量特性、颗粒平均直径分布特性、液雾平均速度分布特性的影响规律。气泡雾化喷嘴的流量特性主要受工作压力和喷口孔径影响,混合式结构对流量特性没有影响;但混合式结构对液雾颗粒平均直径分布和平均速度分布的影响十分显著,适当提高混合室长径比有助于减小液滴颗粒质量平均直径D10和索泰尔平均直径D32,同时可使液雾颗粒平均直径和平均速度的径向分布更加均匀;相对于渐缩型混合室,突缩型混合室可在一定程度上改善雾化效果,颗粒平均直径D10和D32径向分布均匀性更好,但喷雾主流平均速度略有降低。在喷嘴出口下游40~100mm时,液雾主流区域内的轴向平均速度未发生明显的速度衰减。     

一种新型旋流燃烧器的工作特性研究

提出了一种具有新型结构的浓淡式旋流燃烧器,其出口射流由浓淡一次风、内外二次风组成,喷口为特制结构.采用热线风速仪对燃烧器模型出口空气动力场参数进行了测试,同时以颗粒捕集法为手段对一次风粉混合物在经过燃烧器后的气固分离效果进行了试验研究.结果表明：新型燃烧器具有优越且稳定的空气动力场,能够强化回流,提高轴线附近湍动度水平,有利于改善着火条件,抑制NOx污染物的形成;煤粉浓缩装置对实现浓淡分离的作用显著,燃烧器出口浓淡比可达4∶1以上.     

低NOx煤粉燃烧器的试验研究

对低NOx燃烧器从试验和数值模拟两个方面进行了研究,结果表明低NOx燃烧器浓淡两侧的速度比与管道气体速度和分隔板开缝与否均无关,大小为1.14～1.30,速度差为2.37 m/s(管道气体速度U=18 m/s时)～7.90 m/s(管道气体速度U=28 m/s时);低NOx燃烧器分隔板开缝时,相对不开缝结构阻力增加1.3%(180°扭曲分隔板)～10%(平直分隔板);低NOx燃烧器分隔板前布置阻挡锥时,阻力再增加10.1%(180°扭曲分隔板)～12.1%(平直分隔板);低NOx燃烧器浓淡两侧的固气比与分隔板有无开缝无关,浓侧煤粉射流的固气比随气流速度增大而增大,淡侧射流的固气比随气流速度的增大而减小,浓淡两侧的固气比随管道煤粉固气比的增大而增大.常规直流煤粉燃烧器加装不开缝的平直分隔板时,阻力增加17.7%,加装不开缝的180°扭曲分隔板时,阻力增加71.6%.低NOx燃烧器的分隔板开缝时,浓淡两侧的静压平衡,浓淡两侧的湍动能都增加,浓侧湍动能增加大约20%.     

中心扩口对径向浓淡旋流煤粉燃烧器出口气固流动特性的影响

在不同中心扩口角度的情况下,通过对径向浓淡旋流煤粉燃烧器的冷态ＰＤＡ试验,研究了燃烧器出口速度、粒径及浓度分布,得出了中心扩口角度对燃烧器出口区域气固流动特性的影响规律,并分析了中心扩口对燃烧器性能的影响,为工程应用和优化设计提供了参考性依据。     

Flame brush characteristics and burning velocities of premixed turbulent methane/air Bunsen flames

The flame brush characteristics and turbulent burning velocities of premixed turbulent methane/air flames stabilized on a Bunsen-type burner were studied. Particle image velocimetry and Rayleigh scattering techniques were used to measure the instantaneous velocity and temperature fields, respectively. Experiments were performed at various equivalence ratios and bulk flow velocities from 0.7 to 1.0, and 7.7 to 17.0 m/s, respectively. The total turbulence intensity and turbulent integral length scale were controlled by the perforated plate mounted at different positions upstream of the burner exit. The normalized characteristic flame height and centerline flame brush thickness decreased with increasing equivalence ratio, total turbulence intensity, and longitudinal integral length scale, whereas they increased with increasing bulk flow velocity. The normalized horizontal flame brush thickness increased with increasing axial distance from the burner exit and increasing equivalence ratio. The non-dimensional leading edge and half-burning surface turbulent burning velocities increased with increasing non-dimensional turbulence intensity, and they decreased with increasing non-dimensional bulk flow velocity when other turbulence statistics were kept constant. Results show that the non-dimensional leading edge and half-burning surface turbulent burning velocities increased with increasing non-dimensional longitudinal integral length scale. Two correlations to represent the leading edge and half-burning surface turbulent burning velocities were presented as a function of the equivalence ratio, non-dimensional turbulence intensity, non-dimensional bulk flow velocity, and non-dimensional longitudinal integral length scale. Results show that the half-burning surface turbulent burning velocity normalized by the bulk flow velocity decreased as the normalized characteristic flame height increased.     

宽调节比燃烧器空气动力场的数值模拟

本文运行ｋ－ε模型对ＷＲ燃烧器空气动力场进行了数值计算,得到了流场中的轴向速度、湍动能以及湍能耗散率分布,分析比较了ＷＲ燃烧器与常规燃烧器的不同,利用计算结果分析了ＷＲ燃烧器中的位置及边宽对流场结构的影响。     

Flow field studies of a new series of turbulent premixed stratified flames

This paper presents a new burner design for lean premixed stratified combustion for experiments to validate models for numerical simulations. The burner demonstrates combustion phenomena relevant to technological applications, where flames are often turbulent, lean premixed, and stratified. The generic burner was designed for high Reynolds number flows and can stabilize a variety of different lean premixed flames. The burner’s design and its versatile operational conditions are introduced. Shear, stratification, and fuel type are parametrically varied to provide a sound database of related flow configurations. Reacting and corresponding non-reacting configurations are examined. Experimental setups and the results of laser Doppler velocimetry (LDV) and particle image velocimetry (PIV) are presented and discussed. LDV measurements provide radial profiles of mean axial velocity, mean radial velocity, and turbulent kinetic energy as well as integral time scales. High-speed PIV is introduced as a novel technique to determine integral time and length scales and provide 2D 2-component velocity fields and related quantities, such as vorticity.     

合成气低旋流燃烧器设计与流动结构的分析

设计了一个合成气低旋流燃烧器,采用PIV技术对不同负荷下的冷态流场进行了测量,并比较分析了不同中心射流流速对旋流流场的影响.结果表明:流场中出现中心回流区时的旋流数与中心流速无关,高旋流与低旋流的分界点为S＝0.7;流场中的轴向速度、径向速度和湍动能均关于燃烧器中心轴线对称;中心轴线上无量纲轴向速度的分布与中心射流流速(负荷)无关,燃烧器出口下游形成一个发散低速区,有利于稳定充分燃烧;随中心射流速度的增大,径向速度成正比增大,湍动能明显增加.     

钝体燃烧器湍流预混燃烧的数值模拟

采用湍流火焰封闭燃烧模型(TFC)模拟了钝体燃烧器的湍流预混燃烧,比较了基于火焰褶皱率和湍流燃烧速度2种源项解法对钝体预混燃烧的预测,对3个不同湍流燃烧速度表达式模拟的性能进行了比较,采用粒子成像测速技术(PIV)测量了燃烧器中心射流出口的速度分布,并将其作为边界条件代入计算.结果表明:不同湍流燃烧速度公式的计算结果在火焰刷厚度、位置及火焰前锋位置方面存在较大差别;Gulder公式的计算结果最接近试验数据,火焰刷厚度与试验结果吻合较好,但火焰刷位置与试验结果差别较大;Dinkelacker的火焰褶皱率模型主要模拟燃烧器在高压条件下的燃烧,在运行压力接近标准大气压的情况下,计算结果与试验值存在较大误差.     

六角切圆锅炉燃烧器区域气固两相流场的试验研究

针对某六角切圆燃烧煤粉锅炉存在的受热面结渣问题，建立冷态试验台，采用三维粒子动态分析仪对燃烧器区域的气固两相流场进行测量，研究原始设计工况及加大上层燃烧器二次风假想切圆直径的改进工况下，燃烧器区域的气固两相速度场．试验研究表明，适当采用一、二次风同心双切圆布置形式，能有效改善炉内流场特性，从而抑制受热面结渣现象的发生．     

双旋流气体燃烧器冷态流动特性的实验研究

1引言旋流燃烧器具有稳定、高效、清洁燃烧的特点,而且结构简单,具有良好的负荷适应能力,因此从20世纪70年代起受到了越来越多的制造商及发电企业的重视和青睐[1]。国内外很多学者利用多种测量仪器和实验方法对各种类型旋流燃烧器的空气动力场进行了大量的研究:Dixon等人利用五     

同轴旋转分层流燃烧器出口空气动力特性的可视化研究

运用CCD摄像机对一种全新的同轴旋转分层流低NOx燃烧器出口空气动力特性进行了可视化研究 ,并对采集的图像进行了一系列处理。定义了一次风扩展角和一次风转捩长度 ,并对其变化规律进行了研究 ,为同轴旋转分层流燃烧器分层机理的研究打下了基础 ,并为燃烧器运行参数的调节提供了参考依据     

燃烧模型在NexGen燃烧器出口流场模拟中的应用

通过求解三维定常雷诺平均的N-S方程,对NexGen燃烧器的出口流场进行数值模拟。首先,利用冷态流场的实验数据验证燃烧器几何模型和数值计算方法的有效性。然后,在计算中分别选取火焰面模型、混合分数PDF模型和涡耗散模型3种燃烧模型,比较燃烧模型对燃烧器出口流场模拟结果的影响。研究结果表明:燃烧模型对Nex Gen燃烧器出口的速度场、火焰形状和热流密度分布基本没有影响,但是对火焰长度、火焰最高温度、最高热流密度及校准面上温度分布和温度值有较大影响。相比火焰面模型和涡耗散模型,混合分数PDF模型的计算结果与实验结果吻合较好,可以为防火试验方案设计提供参考。     

旋风筒内强旋湍流流动的实验研究

本文采用能同时测定流场方法和速度的旋转式一孔探针，对不同结构的旋风筒内强度旋湍流流动进行了实验研究，给出了不同的入口位置和出口结构对流场中轴向切向速度分布和回流位置等特性的影响规律，研究结果对旋风炉及旋风除尘器的设计有着重要的参考价值。