过量空气系数对W型火焰锅炉燃烧影响的数值模拟研究

过量空气系数是影响W型火焰锅炉燃烧的重要因素.利用数值模拟技术对某电厂300MW"W"型火焰锅炉炉内燃烧进行了4个工况的计算.通过分析各个工况下炉内流场、温度场、NO排放量以及炉膛出口处飞灰含碳量,得出过量空气系数增大时,炉内流场变化不大,炉内温度水平降低,火焰中心上移,NO排放量增大,飞灰含碳量减少.     

油风和周界风对W火焰锅炉燃烧影响数值模拟研究

对某台300 MW W火焰锅炉进行超低排放改造,改造采用新型低NO_x燃烧系统,采用数值模拟方法研究了不同周界风及油风风率对锅炉燃烧特性影响。数值模拟结果表明：随着周界风/油风比率的减小,拱上煤粉气流下冲深度增大,炉内火焰充满程度变好;煤粉气流着火距离变短,燃尽率提高,飞灰含碳量降低,炉膛出口NO_x浓度降低。优化的技术方案实施后,第三方试验结果表明各负荷下锅炉NO_x排放质量浓度均在700 mg/m³以内,飞灰可燃物含量均在4%以内,高负荷下减温水量虽高于保证值,但较改造前大幅度下降。     

对冲旋流锅炉的配风调整试验研究

针对深度空气分级的低氮燃烧技术改造后的锅炉排烟中CO浓度高,飞灰含碳量偏高,减温水用量偏高和受热面容易超温等常见问题。在1台2 070 t/h对冲旋流燃烧锅炉上实施了配风调整优化试验,通过对运行氧量、燃尽风率和前后墙燃尽风配比的综合调整,获得了锅炉运行调节的最优参数。取得了锅炉效率上升1.88%,省煤器出口NOx浓度下降15 mg/m3,过热减温水量下降95.2 t/h,再热减温水量下降10.6 t/h的综合优化成果。     

亚临界W火焰锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

在不同磨煤机组合运行方式下对一台600 MW亚临界W火焰锅炉炉内流动、燃烧、传热及NOx排放特性进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比.结果表明:不同磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉内的燃烧、平均停留时间、燃尽率、NOx排放特性及侧墙壁面附近温度分布等均有不同的影响;在兼顾燃烧效率、大屏过热器入口截面烟气温度和飞灰含碳量的同时,相比于6台磨煤机同时运行,5台磨煤机组合运行、停运靠近侧墙磨煤机的方式有利于降低NOx的排放质量浓度,达到了减排目的,同时下炉膛翼墙及侧墙区域结渣程度明显减轻.     

亚临界W火焰锅炉磨煤机组合运行方式优化数值模拟

在不同磨煤机组合运行方式下对一台600MW亚临界W火焰锅炉炉内流动、燃烧、传热及NOx排放特性进行了数值模拟,并与实测结果进行了对比.结果表明:不同磨煤机组合运行方式对煤粉颗粒在炉内的燃烧、平均停留时间、燃尽率、NOx排放特性及侧墙壁面附近温度分布等均有不同的影响;在兼顾燃烧效率、大屏过热器入口截面烟气温度和飞灰含碳量的同时,相比于6台磨煤机同时运行,5台磨煤机组合运行、停运靠近侧墙磨煤机的方式有利于降低NOx的排放质量浓度,达到了减排目的,同时下炉膛翼墙及侧墙区域结渣程度明显减轻.     

300MW机组W型火焰锅炉燃烧调整试验研究

针对山西阳泉第二发电厂３００ＭＷ机组Ｗ型火焰锅炉存在的过热器超温、飞灰含碳量高、结渣等问题。进行了以二次风配风试验为主要内容的锅炉燃烧调整,通过在不同工况下检测炉内火焰温度分布等锅炉运行参数,分析了各主要二次风对锅炉炉内燃烧工况的影响及其调节规律,并讨论了锅炉负荷变化时对炉内温度分布和配风的影响。     

600MW对冲旋流燃烧锅炉侧墙缝隙式贴壁风系统工业试验

在600 MW对冲旋流燃烧锅炉上进行了侧墙缝隙式贴壁风系统改造后的工业试验,对比分析了缝隙式贴壁风的效果,评估了其对锅炉运行和NOx排放的影响,并对贴避风运行方式进行了优化。研究结果表明:侧墙缝隙式贴壁风系统可以改善对冲旋流燃烧锅炉两侧墙贴壁烟气还原性气氛,提高贴壁烟气中O2体积分数,降低H2S体积分数;由于贴壁风风率较低,投运侧墙缝隙式贴壁风对锅炉氮氧化物排放、主蒸汽温度、减温水量及飞灰大渣可燃物含量无明显的影响;贴壁风的效果受机组负荷、运行氧量、煤质含硫量等影响,不同运行工况下应设置合理的贴壁风风门开度,以保证获得最佳的效果。     

660MW旋流对冲锅炉低NO_x燃烧优化数值模拟

对一台660 MW旋流对冲锅炉在不同层燃烧器组合运行工况下进行了炉内流动、燃烧和NOx排放特性的数值模拟,模拟结果与试验值相对误差小于10%。模拟结果表明:额定负荷时,5层燃烧器运行,停前墙和停后墙同层燃烧器时NOx排放和飞灰含碳量基本相同;停上层燃烧器相比于停中层燃烧器,空气分级效果强化,煤粉颗停留时间增加,NOx和飞灰含碳量分别降低9.5%和9.8%,在锅炉实际运行过程中,停上层燃烧器更有利于降低NOx排放和提高燃烧效率。     

大型电站锅炉飞灰含碳量优化模型研究

借助锅炉燃烧特性试验结果,建立了基于支持向量回归的大型电站锅炉飞灰含碳量模型.经过训练和校验,并与神经网络模型进行对比,结果表明:SVR模型更加适合于实炉测试工况较少的小样本学习,而且其精度能够满足工程的实际要求,能够较为准确的对不同工况下的电站锅炉飞灰含碳量进行预测.在获得该模型的基础上,结合全局寻优的遗传算法,以锅炉的运行调节参数为优化目标函数的自变量,对飞灰含碳量排放进行寻优,并获得了具体工况下的最佳操作参数.     

基于混合智能的锅炉飞灰含碳量实时目标值模型

为了降低飞灰含碳量,提高锅炉运行水平,运用混合智能技术建立了飞灰含碳量目标值模型.从运行优化角度提出了飞灰含碳量目标值的定义和技术可行方案.通过对锅炉的历史运行工况数据库进行数据挖掘,建立了锅炉历史最优工况数据库,以此作为训练样本建立飞灰含碳量目标值的神经网络模型,在进行了实例验证后对模型进行了分析讨论.实际应用表明该模型具备自调节能力,能够向运行人员实时提供当前工况下的飞灰含碳量目标值,为飞灰含碳量的实时优化指明了调整的方向.     

水力旋流器流场的数值模拟研究

用计算流体力学软件FLUENT，采用RSM模型对油水分离用水力旋流器的流场进行了数值模拟。模拟结果表明旋流器流场呈Rankine涡的特点，且与他人实验结果吻合较好，说明该湍流模型和算法是可行的；旋流器上游区内流体紊流现象严重，两侧有循环流存在，这都对两相分离不利，应改进结构以改变这种流动形式；另外还对油-水两相流场进行了研究．初步揭示了液-液两相分离的现象，这都为进一步研究旋流器的结构优化提供了参考。     

Adaptive phase field simulation of dendritic crystal growth in a forced flow: 2D vs 3D morphologies

Two- and three-dimensional (3D) adaptive phase field simulations of dendritic crystal growth in a forced flow are presented. The simulations are based on an adaptive finite volume mesh for a better resolution on the dendrite morphology. It also allows the simulation in a large domain without much additional computing cost, so that the boundary effect can be neglected for the comparison with classic solutions. With the efficient simulations, the effect of forced convection on the growth behavior at high undercooling is discussed, and the results agree well with Oseen–Ivantsov solution and the reported results. For the case of low undercooling, the simulated tip radius and speed are also consistent with the experimental ones. As compared with 2D morphologies, side branches are easily induced in 3D dendrites, and the dramatic difference can be explained through the simulated flow structures and temperature fields. The effect of the flow on the side branching for different undercoolings is also illustrated.     

抽水蓄能电站上库侧式进/出水口数值模拟

进/出水口是抽水蓄能电站输水系统的重要组成部分,其水力性能直接关系到抽水蓄能电站的运行和经济效益。利用CFD软件,对某抽水蓄能电站上库四孔侧式进/出水口进行数值模拟计算,模拟其在不同库水位、不同运行工况下的水力特性,包括水头损失、通道中流量分配及流速分布情况。结果表明,该方法得到的数值模拟结果均符合客观规律,与物理模型试验结果具有较好的一致性和精度,可实现对抽水蓄能电站上库侧式进/出水口水力特性的预测,对指导实际工程建设具有一定意义。     

A telescopic local grid refinement technique for wind flow simulation over complex terrain

A telescopic local grid refinement technique is developed in order to enhance the accuracy level of wind field predictions in a subregion of a complex topography. A 3D simulation of the wind flow field over complex terrains has been carried out. The governing Navier–Stokes conservation equations of the flow field are solved numerically in a three‐dimensional generalized curvilinear non‐orthogonal grid, using Cartesian velocity components, following the finite volume approximation and a pressure correction method. Turbulence is simulated by a two‐equation transport model. The reliability of the general flow solver is first tested by simulating the flow past a cube. The second test case simulated is the flow over the Askervein hill, with a detailed comparison of predicted and measured velocities. The third case presented concerns flow field simulation over a complete island. Comparison with measurements reveals the significance of the accurate discretization of the topography and the use of telescopic meshes on the results. Copyright © 2001 John Wiley & Sons, Ltd.     

基于CFX的混流泵内流场数值模拟

基于三维不可压缩流体的N-S方程和RNGκ-ε湍流模型,采用流体计算软件ANSYS-CFX计算了额定转速下190～300L/s流量范围内9个工况点的某混流泵内部流动,研究了小流量工况、最优工况和大流量工况等工况下叶片压力面、吸力面的静压分布及各断面翼型附近的相对流速分布;通过分析混流泵内部流动速度和叶片表面静压分布,揭示了其内部流动的主要特征。预测了泵的水力性能,并与泵模型性能试验结果进行了对比。结果表明,最优工况时数值模拟与试验结果吻合较理想,满足工程实际的需要。     

下击暴流作用下定日镜表面风压数值模拟研究

为了研究下击暴流作用下塔式太阳能定日镜表面的风压分布特征,文章采用计算流体动力学方法对下击暴流作用下,不同径向位置和不同工作俯仰角的定日镜表面风压进行了数值模拟,并将模拟结果与大气边界层近地风作用下定日镜表面的风压特性进行了比较分析。分析结果表明:当定日镜正常工作时,下击暴流作用下,迎风面风压呈现出中间高两边低的分布趋势,风压峰值位于定日镜中部,背风面风压中间低两边高;随着俯仰角逐渐增大,下击暴流作用下,定日镜迎风面压力峰值中心从定日镜下边缘逐渐上移,最大压力值和高压区范围也逐渐增大,背风面负压值逐渐减小且谷值中心逐渐下移;与常规风相比,下击暴流作用下,定日镜表面风压受径向距离影响明显,当镜面垂直于地面时,定日镜迎风面和背风面表面风压随着定日镜与下击暴流风暴中心之间径向距离的增大而减小;在定日镜抗雷暴下击暴流强风的设计过程中,须要考虑下击暴流和常规风的速度场、气压场的不同,及其所导致的定日镜表面风压分布特征的变化。     

VD炉底吹氩精炼过程中钢包内流场数值模拟

以VD炉底吹氩精炼过程中钢包钢液流场为研究对象,建立了其CAE仿真模型;并将该模型用于某钢厂230 tVD炉钢液流场的研究分析中,其计算结果与生产现场情况基本吻合,从而进一步证明了该CAE仿真模型的正确性;也为VD炉的研制和改进提供了可靠的理论依据.     

Module design of silica membrane reactor for hydrogen production via thermochemical IS process

The potential of the silica membrane reactors for use in the decomposition of hydrogen iodide (HI) was investigated by simulation with the aim of producing CO₂-free hydrogen via the thermochemical water-splitting iodine-sulfur process. Simulation model validation was done using the data derived from an experimental membrane reactor. The simulated results showed good agreement with the experimental findings. The important process parameters determining the performance of the membrane reactor used for HI decomposition, namely, reaction temperature, total pressures on both the feed side and the permeate side, and HI feed flow rate were investigated theoritically by means of a simulation. It was found that the conversion of HI decomposition can be improved by up to four times (80%) or greater than the equilibrium conversion (20%) at 400 °C by employing a membrane reactor equipped with a tubular silica membrane. The features to design the membrane reactor module for HI decomposition of the thermochemical iodine-sulfur process were discussed under a wide range of operation conditions by evaluating the relationship between HI conversion and number of membrane tubes.     

大型烟气转换装置流阻特性的试验与数值研究

在阀门动态性能测试系统上,对大型烟气转换装置的阀组试件进行了流阻特性试验,应用计算流体力学(CFD)软件对试件内部流场进行了数值模拟,并将试验结果和模拟结果进行分析和比较.结果表明:大型烟气转换装置的流量系数和流阻系数与气体的流动速度(流量)无关,主要取决于烟气转换装置的尺寸、结构及内腔形状;烟气转换装置的压力损失随流速的增大而增加;数值模拟结果与试验值吻合较好,说明采用的数学模型及算法具有较高的可靠性和精度.     

无节流器轴流旋风气液分离器性能研究

采用数值模拟方法对无节流器轴流旋风气液分离器的内部流场状态进行了预测,得到不同壁面开槽尺寸无节流器轴流旋风分离器内部的流场特性,通过试验研究获取了分离器的阻力特性与效率特性,并对数值模拟结果进行了验证.结果表明:数值计算获得的阻力特性曲线与试验得到的阻力特性曲线基本重合,数值计算方法在获取旋风气液分离器阻力特性方面具有较高的精度;开槽尺寸对无节流器轴流旋风气液分离器的阻力特性影响不大,但对分离器的分离效率影响较大;在入口气流平均速度为3 m/s和4 m/s的条件下,当外壁开槽尺寸为30 mm时,分离器的平均分离效率最高,均在97.3%以上.