煤粉复合旋流火焰燃烧特性研究（2）：数值模拟

本文数值模拟了煤粉旋流火焰燃烧过程，燃烧数值计算包括理论物理模型建立，数值方法两个大部分，计算模型处理了气相湍流与燃烧、气固两相流动、煤颗粒燃烧过程和辐射传热等物理化学过程，以ｋ－ε模型模拟湍流流动；ＰＤＦ法模拟气相扩散火焰燃烧；颗粒运动计算颗粒运动少颗粒湍流浓度方程模拟颗粒湍流扩散；通量法计算火焰辐射传热，煤粉颗粒复杂燃烧模型计算了颗粒尺寸、形状变化和颗粒孔隙内部燃烧、表面平度对整个颗粒的燃烧过程影响。计算获得了气相速度分布场、气相ｋ和ε分布场、气相温度场、气相组份场和颗粒浓度场及运动过程，揭示了煤粉复合旋流燃烧特性。     

煤粉流化床复合燃烧

一、前言 煤粉——流化床复合燃烧是在同一炉膛中采用了煤粉燃烧和流化床燃烧两种燃烧方式。流化床燃烧方式可以燃烧劣质燃料,便于减少有害气体对大气的污染,受到国内外的普遍重视,它的主要问题是燃烧效率低,影响了它的发展;而煤粉燃烧则刚好相反,它有较高的燃烧效率,但是,在煤种适应性和减少污染方面不如流化床燃烧。复合燃烧     

浓淡偏差射流稳定煤粉火焰的燃烧试验研究

利用一种新型煤粉浓淡偏差射流燃烧器,在单火嘴燃烧试验台上对浓淡偏差射流燃烧性能进行的热态模拟试验及其结果。试验结果分析表明：采用局部浓缩的方法提高煤粉浓度,以改变一次风射流中的煤粉浓度分布实现浓淡偏差燃烧,可以有效地强化和稳定燃烧,并具有良好的低负荷稳燃性能。     

应用火焰探测诊断煤粉燃烧的试验研究

本文通过火焰探测对煤粉燃烧诊断技术进行了试验研究.首先,利用单色仪获取了煤粉火焰的光谱分布特性,计算了煤粉火焰的色度坐标,发现其煤粉浓度的变化.对稳定燃烧工况和非稳定燃烧工况的火焰信号进行了频谱估计.以上研究成果可用于实际燃烧设备的燃烧监测与管理系统中.图8参8     

管式旋流煤粉燃烧器的试验研究

为了提高劣质煤燃烧的稳定性，在冷、热态工况下对管式旋流煤粉燃烧器进行了试验研究分析，得出了该燃烧器具有燃烧稳定、效率高、低负荷特性好、煤种适应性好和不结渣的特点，填补了我国小功率煤粉燃烧器的空白。     

锅炉煤粉火焰稳定船燃烧技术改造成功

潍坊纯碱厂现有锅炉5台，年耗标煤约35万吨。由于煤质低劣导致锅炉运行不稳、锅炉燃烧效率和热效率低的状况，长期以来一直得不到解决。1993年初，该厂经过充分的调研论证，从清华大学引进了国家专利一直流煤粉火焰稳定船燃烧技术。1993年3月开始在锅炉上加装煤粉火焰稳定船，12月末改造完成。1994年元月初在4＃炉上进行了劣质煤与优质煤掺烧的技术试验鉴定。试验结果：锅炉运行良好、技术改造成功；之后便正式投运。在元月份进行的试验鉴定中，实地检测表明：劣质淄博煤与优质新波煤按2∶1－·1的比例掺烧，火炉煤挥发价可燃基在20－24％、…     

旋流煤粉多相流动与燃烧一维数学模型及应用

为了发展和有效地进行旋流煤粉多相流动与燃烧数值模拟,作者在多连续介质模型的框架中建立了综合考虑气-固两相旋流流动,燃烧与传热的旋流煤粉燃烧一维数学模型。应用这一模型对涡旋燃烧炉环形通道内煤粉燃烧和气体燃烧的数值计算表明,该模型可快速有效地用于模拟旋流煤粉多相流动与燃烧过程,给出炉内温度、速度与浓度分布以及燃烧效率等主要参数。     

链条锅炉加煤粉复合燃烧节能改造

1　复合燃烧技术链条锅炉是一种常用的燃烧设备,在我国工业中广泛使用,目前75ｔ/ｈ以下蒸汽锅炉及29ＭＷ以下热水锅炉多数采用此种锅炉(见图1)。链条锅炉虽然是一种较好的燃烧设备,但在使用中存在一定缺点,主要是当煤种多变、煤质不好时,造成出力不足,热效率偏低,运行较好时实际出力一般为额定出力的60%～70%,少数运行不好的仅在50%左右,实际热效率仅在60%左右。链条锅炉加煤粉复合燃烧技术的主要目的是为了强化炉内燃烧过程,提高锅炉燃烧效率及煤种适应性。从锅炉燃烧理论可知,保持炉膛足够高的温度是保证锅炉良好燃烧的首要条件,炉温高则…     

链条炉排加煤粉复合燃烧技术

本文介绍了链条炉排加煤粉的复合燃烧技术,即在同一锅炉膛内进行链条排上的火床燃烧和煤粉燃烧。介绍了复燃烧的机理,锅炉结构特点,以及新型５８ＭＷ复合燃烧热水锅炉。     

旋流煤粉燃烧技术的发展

文中回顾了国内外旋流煤粉燃烧技术的发展,根据二次风的供入方式,一次风粉混合物煤粉浓度的不同将此类技术分为三类：普通型、分级燃烧型、浓缩型、浓缩型又分为高浓度型及浓淡型,总结了各种类型燃烧器在火焰稳定性、燃烧效率、ＮＯｘ排放、结渣、高温腐蚀、调节性能等方面的特点,指出浓淡型旋流煤粉燃烧器是我国旋流煤粉燃烧技术的发展方向。     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器的工业性试验研究

该文对径向浓淡旋流煤粉燃烧器设计中的一些问题进行了探讨，并在燃用贫煤的６７０ｔ／ｈ锅炉及燃用烟煤的４１０ｔ／ｈ锅炉上进行了冷态及热态试验。结果表明：新型燃烧器是同时具有高效，稳燃，低污染，防结渣及防高温腐蚀性能的新一代旋流煤粉燃烧器。     

火焰稳定和有限空间内煤粉预热

根据目前燃烧器的应用情况，本文提出了一个新观点，让煤粉在有限空间内预热而不是预燃，能使煤粉火焰稳定又不会引起结焦。根据这个思想设计的稳燃腔燃烧器，冷热态模化试验表明，无论是速度分布，粒子浓度分布，还是温度分布，都有利煤粉的预热，避免结焦，工业应用结果表明，锅炉可以在４０－６０％的低何上脱油燃烧，火焰稳定，节煤、节油的经济效果相当明显，创造年经济效益５００－１０００万元。     

贫燃预混旋流火焰的燃烧不稳定性

在低污染模型燃烧室上,从实验角度研究了常温常压下贫燃预混旋流火焰燃烧不稳定性.主要着眼于当量比、旋流数和掺混段结构对于燃烧不稳定性的影响.结果表明,当量比对燃烧的稳定性具有重要影响,随着当量比的提高,燃烧经历了稳定-不稳定-极限环,振荡的频率变化不大,而脉动压力幅值显著增大,最终达到极限环状态.旋流强度增大会导致压力脉动增大,进入不稳定的最小当量比降低.实验所采用的开孔掺混方式与开放式的自由混合方式相比,对燃烧不稳定压力脉动有减小的效果.     

混合过程对旋流预混火焰燃烧不稳定性影响的实验研究

针对预混火焰燃烧振荡问题,通过改变旋流预混燃烧器的长度和气流速度,研究了混合长度、气体流速和当量比对燃烧不稳定性的影响,检验了时间延迟模型在宽时间尺度范围内的有效性,并揭示燃烧室压力脉动与燃烧器内燃料空气混合的相互作用机制,及其对燃烧模态的影响.结果表明,燃烧室内压力脉动会向上游传播,引起预混管内当量比脉动.当混合时间尺度小于临界尺度时,时间延迟模型具有一定的可行性.预混管内当量比脉动会随气体流动传至燃烧室中,进而影响燃烧过程,导致燃烧模态随混合时间增加而出现稳定-振荡的循环变化.当混合时间尺度大于临界尺度时,压力脉动向上游的扩散和当量比脉动向下游的流动传递衰减严重,燃烧处于稳定模态.该临界尺度约为τfc=1.5.     

煤粉燃烧在大型退火炉上的应用

对煤粉的燃烧、炉窑节能、炉门压紧、排烟除尘等进行了叙述。     

径向浓淡旋流煤粉燃烧器的冷态研究

该文阐述了同时具有高效，稳燃，低污染，防结渣及高温腐蚀性能的新型燃烧器－径向浓谈旋流煤粉燃烧器的原理，并进行了冷态试验研究。     

600MW进口亚临界旋流煤粉燃烧锅炉炉内低氮改造技术

近年来,我国环保要求日趋严格,对国内电站锅炉机组污染物排放更是提出了史无前例的高要求。针对某电厂进口的日本IHI公司机组,采用旋流燃烧技术的600 MW墙式对冲锅炉,通过对锅炉运行现状的分析,了解NO_x排放偏高的原因,实施了相应的炉内低氮改造措施,并达到了比较理想的效果。     

污泥热解气/氨旋流火焰燃烧特性

污泥热解气因难以被有效利用导致了大量的能源浪费,而其中所含的氢气、甲烷等可燃组分可有效提升氨燃料的燃烧性能。对污泥热解气掺氨旋流火焰的结构及燃烧特性进行分析,基于化学发光法,通过实验考察当量比、掺氨比对火焰结构的影响。结果表明,旋流燃烧火焰中的OH^*在化学当量条件(φ=1.0)下辐射强度最大,CH^*在富燃条件(φ=1.2)下辐射强度最大,OH^*可以对火焰稳定性进行更好地表征;污泥热解气/氨气混合燃料中,随着氨气比例增大,旋流火焰稳定性下降。     

煤粉燃烧火焰区域中碳烟的结构与行为

在25 kW的一维下行炉的煤粉燃烧火焰区域,通过两级稀释水冷等速取样系统和荷电低压撞击器(ELPI)颗粒分级系统收集碳烟颗粒,利用高分辨透射电镜(HRTEM)获取超细颗粒物中碳烟的纳米结构图像,通过纳米结构图像分析研究碳烟在火焰区域内的各种行为.结果表明,在火焰区域中形成的碳烟因其行为不同而呈现出多样化的纳米结构,包括同心圆洋葱状、胶囊状、碳纤维微晶状和碳包覆的金属氧化物等,这些纳米结构客观反映了碳烟在火焰区域内较高梯度的含氧条件和高温环境下,存在着复杂的反应机理,包括碳烟基本粒子的形成、粒子间的碰撞聚并、在碳烟形成演变过程中所发生的石墨化作用和氧化反应、以及碳烟和随同煤粉挥发分析出的有机键连接金属元素间的相互作用.