切向燃烧锅炉炉膛内流场的模拟

针对传统的角置切向燃烧与新型研究开发的墙置切燃烧锅炉分别进行了冷态试验模拟和冷态数值模拟。在试验研究的基础上，利用数值模拟的结果来修正和补充试验结果。从而获得了新型的墙置切向燃烧炉内窒动力场的特点，并且与传统的角置切向燃烧锅炉进行了比较。     

角置式切向燃烧锅炉炉膛内等温流场的数值模拟

利用SIMPLE算法对一角置式切向燃饶锅炉炉膛模型内三维等温流场进行了数值模拟。差分方式为乘方格式,计算网格取为19×17×26。文中给出了几个截面的速度分布及湍流动能分布,得出了炉膛内实际切圆的大小。计算结果在定性上是合理的,切圆大小与实际情况很接近。     

切向燃烧煤粉锅炉燃烧和污染物排放的数值模拟

借助FLUENT CFD软件平台，对1台20MW切向燃烧锅炉炉内燃烧流动进行了三维数值模拟。计算了炉内流场、温度场、组分场，还对炉内污染物NO排放规律进行了计算。计算结果显示，整个炉膛空间存在旋转流场，直到炉膛出口还有旋转残余。炉内的温度场的最高温度出现在燃烧器区域，各组分浓度场与温度场都有很大关系，NO的生成主要是在燃烧过程中，沿炉膛高度浓度逐渐减小，与炉膛中氧气组分的浓度也有一定的对应关系。计算结果为工业运行、设计和改造提供了参考。图11参1表6     

切向燃烧锅炉炉内NOx生成的数值模拟

应用简化的后处理ＮＯｘ生成机理模型及气固多相流动模型,对大型切向燃烧锅炉在３种不同工况下炉内燃烧过程、ＮＯｘ排放进行了计算机三维数值模拟,同时将计算结果和实验进行了对比,两者吻合程度良好。图５表３参１１     

单只文丘利油燃烧器出口气液两相流动与燃烧的数值模拟

针对选配文丘利型油燃烧器的燃油锅炉中液雾燃烧的特点,提出了一种数值模拟分析模型及处理方法,据此数值模拟了某单只文丘利油燃烧器出口的气液两相流动与燃烧,给出了流中的速度场,温度场以及浓度场的分布信息,这些结论可为该型燃烧油锅炉的进一步设计和运行以及燃烧室的布置提供有益的依据。     

切向燃烧锅炉炉内NO生成的数值模拟

应用简化的后处理NO生成机理模型及气固多相流动模型,对大型切向燃烧锅炉在3种不同工况下炉内燃烧过程、NO排放进行了讨算机三维数值模拟,同时将计算结果和实验进行了对比,两者吻合程度良好.图5表3参11     

四角切向燃烧煤粉锅炉炉内气固两相流动的数值模拟

本文运用非错列网格的SIMPLE方法和随机的颗粒轨道模型对四角切向燃烧煤粉锅炉炉内的气固两相流动进行了数值模拟，了解了实际切圆直径及气流旋转强度沿炉膛高度方向的变化规律，得到了不同粒径的煤粉颗粒在炉膛中的运动轨迹及浓度分布。与实验结果的对比表明本文所编制的程序能够较准确地模拟炉内的流动状况，计算所得的数值结果对四角切向燃烧锅炉的设计和运行都有着一定的指导意义。     

大型锅炉炉膛三维流场微机数值模拟计算

本文在研究了３００ＭＷ锅炉炉内流场计算的基础上,提出了适合中、小规模计算机的三维流场计算方法,为大型数值模拟计算在微机上应用提供了方便。     

切向燃烧锅炉中屏结构对烟气偏差影响的试验研究

在冷模拟试验台上利用热线风速仪对屏区中气流流动情况进行了详细的测量,分析了分隔屏和后屏在烟气偏差形成中所起的作用,还提出了3个屏结构改进措施并进行了相应的试验,使水平烟道中烟气偏差状况得到了较大改善。图6表2参2     

四角切向燃烧锅炉分隔屏过热器结构对水平烟道烟速偏差的影响

对引进型６００ＭＷ四角切向燃烧锅炉进行了冷态模化试验,首次系统地研究了屏区气流流动特性及改变分隔屏结构布置对水平烟道气流速度场偏差的影响。     

顶棚过热器受热面管流量偏差问题的数值模拟研究

对一台锅炉中其分配集箱带弯头入口的顶棚管过热器受热面管流量分配做了较详细的数值模拟研究。研究发现，进口弯头对分配集箱中的流量分配有较大的影响，弯头上不同区域的管产生不同的流量偏差，布置在弯头外侧的管流量偏大，弯头内侧的管流量偏小，并且弯头出口附近直管集箱上的管中流量也会受弯头的影响。该区域受热面管中流量偏小的管产生爆裂后，其附近流量偏大的管中流量会减小，出现连锁爆裂。最后，根据计算分析，得到产生流量偏差的原因和特点，提出消除流量偏差和解决爆管的措施，并给予了计算论证。     

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．     

转底炉内温度场及流场的数值模拟

利用Fluent软件建立了转底炉炉内温度场及流场的数学模型,采用κ-ε模型,辐射模型,非预混燃烧模型模拟炉内的辐射传热和湍流流动,分析了烧嘴和助燃风喷嘴的选择与布置对炉内的温度及速度分布的影响.结果表明,转底炉预热段与加热段采用炉顶布置平焰烧嘴供燃料,炉膛下部布置喷嘴供助燃风能获得很好的温度场和流场来满足工作需要;还原段选择蓄热式烧嘴供给燃料,即满足了高温还原的温度要求,也达到充分回收利用烟气余热的效果.     

方形卧式分离器两相流场的数值模拟

方形卧式分离器是一种结构简单、布置方便、效率高的新型分离器，为掌握其内部流动特性，对该分离器内部紊流气固两相流动进行了数值模拟，采用雷诺应力模型(RSM)模拟气相流动，采用离散相模型(DPM)的非耦合法追踪颗粒运动轨迹，揭示了该分离器的流动与分离机理。计算结果表明：气固两相流在离心力作用下绕排气管流动，进入排气管时由内旋流转为外旋流，在排气管处形成强旋涡，同时计算并显示了入口速度为20m／s时1μm、50μm和500μm颗粒的运动轨迹。图10参7     

四角切圆燃烧炉内颗粒湍流扩散数值模拟

基于四角切圆燃烧锅炉内湍流流动及各向同性的假设,得出炉内和点的特征频率。同时采用特征频率－频谱随机轨道模型及随机轨道模型对炉内颗粒的湍流扩散进行了数值模拟。计算结果表明,特征频率－频谱随机轨道模型更能反映出颗粒湍流扩散中受涡结构的影响的特征,更接近实验结果。     

近流线数值计算方法在四角切圆燃烧炉膛中的应用

采用独立开发的组合坐标网络体系,强非均匀的交错网格划分及交错计算的数值计算方法,对具有复杂结构的燃烧器喷嘴及其四角射流切圆燃烧的大型锅炉炉膛的三维流场持性进行了详细计算,较好地解决了在所有计算区域由于合速度方向与网格线方向之间有较大夹角而产生的伪扩散问题,同时与工业性试验的结果相对照,证明了该数值模拟方法可以较准确地反映实际炉内燃烧区域的流场持征,较好地实现了近流线的数值计算。     

六角切圆锅炉炉内气流切圆特性的数值模拟研究

采用k -ε双方程湍流模型和颗粒随机轨道模型 ,对六角切圆燃烧锅炉炉膛内的气流切圆特性进行数值模拟研究。并针对研究原型存在的受热面结渣问题 ,通过改用一、二次风同心双切圆 (CFS-I)的布置形式 ,与原始设计工况进行对比 ,寻求切实可行的解决工程实际问题的措施