燃尽风速的改变对锅炉炉膛内燃烧过程影响的数值模拟

借助计算流体力学软件Fluent,选择合理的数学模型,对1台600MW燃煤锅炉的燃烧过程进行的数值模拟。研究燃尽风风速改变对炉内温度场和混合特性的影响。结果表明:燃尽风风速增大时,炉内气流的旋转强度随之增强,燃尽风的穿透程度随之加强,相对容易穿透到炉膛中心,从而使得烟气与煤粉的混合加剧,有利于增加煤炭燃烧的效率;在一定条件下,随着燃尽风速的增加,炉膛中心的高温区域面积增加,而且相对集中;当燃尽风速增加时,锅炉烟气出口温度随之降低;燃尽风风速为50m/s时炉内燃烧状况最佳。     

燃尽风对炉内流动和燃烧过程影响的数值模拟

燃尽风作为降低锅炉NOx排放浓度的一个措施已在我国得到逐步推广应用。应用数值模拟方法，对1台600MW对冲燃烧煤粉锅炉，在满负荷下燃尽风对炉内流动、燃烧和传热过程的影响开展了研究工作。应用混合分数／概率密度函数法模拟湍流燃烧，用P-1辐射模型开展辐射传热模拟，利用拉格朗日／欧拉法处理气固两相间的动量、质量和能量交换，对挥发份的析出采用单步反应模型，采用动力／扩散反应速率模型模拟煤粉颗粒的表面燃烧。研究发现：一方面，燃尽风的应用改善了炉内气流的充满情况，延迟了煤粉燃烧过程氧气的供应，加强了炉内的还原性气氛，降低了炉内最高火焰温度，有利于降低NOx排放浓度；但另一方面。燃尽风的应用将导致煤粉燃烧效率下降。     

不同燃尽风风量对炉内燃烧影响的数值模拟

对某电厂对冲燃烧锅炉的炉内燃烧进行了数值模拟,在锅炉实际运行工况的基础上,通过改变燃尽风风量占二次风总风量的比例,得到其对炉内温度场和NOx排放质量浓度场的影响.结果表明:从锅炉安全运行考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例不应超过0.30;从NOx排放质量浓度考虑,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23以上;综合考虑锅炉的安全性和NOx排放质量浓度,燃尽风风量占二次风总风量的比例应该控制在0.23~0.30.     

600MW超超临界燃煤锅炉燃烧特性数值模拟研究

为了能提升锅炉燃烧特性,改进锅炉结焦难题,文中选取600 MW超超临界、直流、对冲燃烧锅炉作为研究对象,选用CFD数值模拟方法对该锅炉炉膛内二相流动性、燃烧现象、传热传质特性展开了仿真模拟根据数据分析燃烧器位置和燃尽风位置温度云图、炉膛温度场云图以及沿炉膛高度方向O₂浓度、CO浓度、CO₂云图分布情况,阐述了炉内的空气动力场、温度梯度。最终对炉膛展开了仿真模拟,发现最高温度和较大吸热量均出现在燃烧器的顶部位置,最高温度可以达到2 000 K。炉膛中部氧气浓度值减少,每层燃烧器部分区域因为空气填补存有起伏波动,燃尽风区域得到很多填补,但是随着高度的升高氧含量逐渐降低。为后续炉膛内结焦难题的解决和运行燃烧的改善提供指导和借鉴。     

超临界塔式炉燃尽风对NO_x生成的影响

以某670 MW超临界塔式炉锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况为基准模型,对八角单切圆煤粉炉的分级燃烧进行数值模拟,研究了不同燃尽风率下NO_x的生成及分布特性,分析了NO_x的排放规律,并与现场实际运行测试数据进行比较.结果表明:当燃尽风率由0.040增大至0.207时,炉内峰值温度降低80K,出口NO_x质量浓度从535mg/m~3降低到373mg/m~3,说明燃尽风率变化对NO_x的影响较大;综合比较O_2质量分数和温度,实际运行中燃尽风率不宜超过0.2.     

600MW旋流对冲燃煤锅炉燃烧过程的数值模拟研究

数值模拟是研究锅炉炉内燃烧过程的常用方法。本文采用k—ε等数学模型,对一台600MW超临界锅炉在不同燃尽风风量时炉内的燃烧情况进行了数值模拟。结果表明：改变燃尽风风量对炉内温度场分布、煤粉燃尽率等有较大的影响。     

负荷与燃尽风对NO影响的数值模拟

为研究负荷与燃尽风对NO排放的协同作用规律,对一台1 02 5 t/h煤粉锅炉的燃烧过程进行了数值模拟,分析了不同负荷下,投运、停运燃尽风时炉内的温度、热力型NO与燃料型NO的分布特性,将计算结果与实测结果进行了对比,结果表明,对于所研究的锅炉,燃尽风可更有效控制燃料型NO的排放,而且在100%负荷下效果更显著.在80%负荷下,燃尽风还可降低热力型NO排放;在100%负荷时,燃尽风的投入对炉内O2、CO影响显著;在80%负荷时,燃尽风对温度场影响更显著.     

高原地区燃气锅炉燃尽风技术数值模拟

针对HL75-2.5/260-Q型燃气锅炉在改造中引入燃尽风(OFA)技术,利用数值模拟分析了高原条件下的炉膛内部燃烧情况。在总风量不变的情况下,通过改变燃尽风喷口位置以及燃尽风的风量,对比分析了不同工况下的炉膛内部温度场以及NO_x浓度分布,探究了适合高原地区燃气锅炉运行的燃尽风技术改造方案。结果表明:在炉膛内部折焰角下部高温区域通入燃尽风,可以有效改善其高温区域集中的问题,降低NO_x的生成;在燃尽风风量为10%的工况下,该燃气锅炉NO_x排放较低。     

超超临界锅炉炉内燃烧过程的数值模拟

采用计算流体力学软件PHOENICS，选择合理的数学模型，对1台1000 MW超超临界单炉膛双切圆煤粉炉内的燃烧过程进行数值模拟．着重研究了单炉膛双切圆燃烧特性、炉内焦炭燃烧特性及NO生成特性。结果表明：燃烧器前后墙布置导致炉内气流呈椭圆形，NO生成总体水平较低，焦炭燃尽效果较好，但在炉膛高度方向40m以上的区域，烟气高温区及大量未燃尽焦炭偏向前墙附近，且未燃尽焦炭在辐射屏区逐渐燃尽。针对这一问题提出了解决方案，结果表明：改进后的工况明显提高了焦炭的燃烧速度．使其在屏区以下基本燃尽，NO2排放量也有所降低。     

贴壁风对300MW锅炉炉内燃烧影响的研究

为了防止燃烧器下流水冷壁发生高温腐蚀现象,在主燃区上部布置二次风喷口两侧布置贴壁风。利用流体仿真软件,对锅炉贴壁风工况下的炉内速度、温度及组分分布进行了数值模拟计算,重点分析贴壁风对切圆、侧壁区还原性气氛的影响。结果表明,贴壁风扩大了水冷壁区域的氧气覆盖范围,提高了氧气的浓度,降低了还原性气氛的浓度。贴壁风引入后速度场分布无明显变化,对燃烧无明显影响。     

负荷变化对900 MW超临界锅炉炉内燃烧影响的数值模拟

利用Fluent软件对1台900 MW四角切圆燃烧锅炉在不同负荷下炉内燃烧过程进行了数值模拟,分析了负荷变化对炉内流动和传热的影响规律.结果表明:在高负荷工况下运行时,炉内燃烧充分且稳定,但是炉内火焰更容易冲刷水冷壁,可能发生局部结渣现象;在低负荷工况下运行时,炉内火焰充满度较差,切圆燃烧的稳定性显著下降,炉膛水冷壁灰污表面温度也相应降低,水冷壁表面结渣的倾向弱化,沿高度方向水冷壁吸热不均匀性增大.由于该锅炉的低NOx燃烧器采用了分离燃尽风,使得高温区扩展,火焰中心高度比采用有关标准推荐的方法计算所得结果高4~5 m.     

空气预热温度对燃烧状况的影响

空气预热是有效的节能技术,但预热温度的提高同时带来NOx排放浓度增加的问题。为了了解其规律,本文针对某烯烃厂芳烃加热炉的空气预热改造项目,对不同空气预热温度情况下的燃烧状况和NOx排放规律做了研究。首先利用数值模拟方法,构建了加热炉三维几何模型,将燃烧模型和NOx生成模型结合,对不同空气温度下的燃烧温度和NOx排放进行模拟,对炉膛内部温度分布及NOx排放规律做了研究,最后找出空气预热最佳温度。     

330MW对冲燃烧锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

分别对330MW对冲锅炉在额定负荷、55％额定负荷工况下的流场、温度场、煤粉颗粒场和NOx场进行了模拟研究,模拟结果与实际运行经验吻合较好。通过研究得出了一些有参考价值的数据,对大型对冲燃烧锅炉的设计优化和安全运行具有较为重要的参考价值。     

氢气预混合微尺度催化燃烧的数值模拟

通过耦合计算流体力学软件FLUENT和化学反应动力学软件CHEMKIN并采用空间气相和表面催化详细化学反应机理,对氢气和空气的预混合气体在微型管道内的催化燃烧过程进行了数值模拟,讨论了不同反应模型的燃烧特性以及预混合气体入口速度、当量比Φ和管径对催化燃烧反应的影响。计算结果表明：表面催化反应对空间气相反应有抑制作用;随着入口速度的增大,燃烧过程同时存在着表面催化反应和空间气相反应两种控制因素;当量比Φ和管径对氢气的催化燃烧过程有重要的影响。     

600MW超临界W火焰锅炉燃烧特性及水冷壁分布参数混合模拟

以东方锅炉600MW超临界W火焰锅炉为研究对象,从非预混燃烧、气相湍流、颗粒相轨道模型、辐射传热、煤粉挥发分燃烧等模型入手,运用计算流体力学软件FLUENT进行了计算流体力学(CFD)模拟,同时建立了炉膛水冷壁一维分布参数模型,将其得到的水冷壁温度分布作为CFD模拟的边界条件,通过两种模型的混合模拟,得到了更为准确的基础工况和变负荷工况下炉膛内温度场、流场、组分浓度场的分布特性,并分析了炉内煤粉燃烧规律的变化。     

800MW旋流对冲燃烧锅炉低NOx改造的数值模拟

针对某800MW超临界锅炉NOx排放量较高的问题,设计了配风方式不同的3种工况．利用CFD软件,对3种工况进行了炉内燃烧、传热及污染物排放等方面的数值计算,并分析了炉内的温度、NOx及cO组分的分布情况．结果表明：计算结果与实测数据吻合较好,空气分级燃烧使主燃区温度降低,CO体积分数升高,N0x质量浓度明显降低;燃尽风对燃料的燃尽率和炉膛出口烟温产生了不利影响,从而影响机组的经济性和安全性．通过对各个工况燃料的燃尽率及炉膛出口烟温进行综合比较分析,得出工况3为较理想的改造方案．     

Numerical simulation of the combustion processes in a W‐shaped boiler furnace under different operating conditions

Numerical simulations of gas–solid flows, heat transfer and gas–particle turbulent combustion have been conducted for a three‐dimensional, W‐shaped boiler furnace. The gas–particle flow, distributions of temperature and concentrations of gaseous constituents, distributions of the rates of heat release, burnout rates of coal particles, and formations of volatiles have been predicted. The results indicate that a steady high‐temperature zone is formed under the arch of the W‐shaped flame boiler, this zone would be of benefit to the ignition and carbon burn‐out and suggest that the W‐shaped flame boiler is suitable for burning low‐quality coals and can operate well under different operating conditions for full and partial loads. Copyright © 1999 John Wiley & Sons, Ltd.     

低浓度瓦斯脉动燃烧过程的数值模拟

选取k-ε湍流双方程模型、概率密度方程(PDF)湍流燃烧模型及部分预混燃烧模型,利用流体分析软件Fluent对煤矿低浓度瓦斯在Helmholtz型脉动燃烧器中的燃烧过程进行了数值模拟。通过对燃烧室内低浓度瓦斯脉动燃烧压力场和速度场的分布进行模拟研究,并与理论燃烧过程相比较,其结果表明:低浓度瓦斯脉动燃烧数值模拟结果符合实际脉动燃烧规律,说明脉动燃烧这一燃烧方式适合低浓度瓦斯的研究利用,并为以后的研究提供参考。     

旋流燃烧器螺旋伸展长度对高温空气燃烧特性的影响

以工业炉的高温空气燃烧技术应用为背景,对一个同心式轴向旋流高温空气燃烧器单烧嘴燃烧室内的高温空气燃烧特性进行了数值研究.燃烧室尺寸为600 mm×600 mm×1000 mm,燃烧器烧嘴由位于中心的圆形直射流燃气喷口和其外围的同心轴向旋流高温预热空气射流喷口构成.湍流输运方程采用RSM模型,气相燃烧模型采用β函数的PD...