垃圾焚烧炉炉拱结构的热态模拟试验

通过改变垃圾焚烧炉炉拱结构,运用"L型火焰燃烧技术"和理论公式对炉拱结构进行分析研究,目的针对燃料的适应性、燃烧稳定性和负荷调节能力而进行热态模拟试验,其主要内容是温度场的测定。因温度场的高低直接反映了锅炉运行的稳定性,所以针对热态试验的八种不同燃烧工况组织了燃烧试验,实测了八种工况下炉内的温度分布,证实了提出的垃圾焚烧炉炉拱结构的合理性和适用性。     

垃圾焚烧炉拱的结构设计及数值模拟

系统介绍了垃圾的燃烧特性、垃圾焚烧炉炉拱结构的设计原则及相应的改进措施。通过速度场、浓度场和温度场的数值模拟证明了本文 提出的设计原则和合理性。     

垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电的排放问题,以重庆市某垃圾焚烧炉为原始模型,采用计算流体动力学(CFD)方法对炉膛内气体的二次燃烧过程进行了数值模拟.利用标准k-ε湍流模型对气相湍流运输进行了模拟,并利用Monte-Carlo 热辐射模型计算了辐射传热特性,获得了当施加不同边界条件时炉膛内气体的温度场、浓度场以及气体在炉膛内的停留时间分布等,并对其抑制二噁英产生的效果进行了评价.结果表明:进口边界混合气体中CO的含量和气体速度对燃烧效果有重要影响.当CO含量为5%、气体速度为1.58m/s时,燃烧效果较好,并能有效抑制二噁英类剧毒物质的产生.通过对垃圾焚烧炉二次燃烧的数值模拟与仿真,可获得和预测炉膛内气体燃烧的状况,并为焚烧炉的设计和改进提供一定的参考.     

层燃垃圾焚烧炉的冷态试验研究

对前拱高度与炉排长度之比为0.333、后拱高度与炉排长度之比为0.12和前拱倾角为45°的层燃垃圾焚烧炉进行了8种工况的冷态试验分析,实验得出:较合适的前后拱动量流率比在1∶2.1～1∶5.4范围内;在垃圾层表面以上空间,湍动度沿炉排长度方向分布的总趋势呈炉前、炉后的湍动度值小,在3.5%～6%范围内变化。     

结构抗火试验炉炉内燃烧过程的数值模拟

利用FLUENT商业软件对采用液化石油气作为燃料的结构抗火试验炉炉内燃烧过程进行非稳态三维数值模拟.对炉内温度场、压力场、及温升曲线进行分析,并与标准规定值进行比较.同时对炉气外溢量进行预测.研究结果对结构抗火试验炉的设计和燃烧炉外实验室通风优化和污染物控制具有一定的理论指导意义.     

数值模拟加力燃烧室热态流场

本文对带有隔热屏、外冷却通道和稳定器的加力燃烧室的热态流场了数值模拟。加力燃烧室中的网格划分采用了非均匀交错网络系统，应用ＳＩＭＰＬＥ算法来求解各守恒方程。采用了双方程ｋ－ε紊流模型来预估紊流特性；采用简单的单步化学反应假设的ｋ－ε－ｇ紊流燃烧模型描述紊流燃烧；采用热通量法辐射模型来估算辐射通量和壁面温度。另外还研究了在加力燃烧室外冷却气流对加气燃烧室筒体壁面进行冷却后壁温分布情况，以及Ｖ型稳定器     

室状中热炉金属加热过程的数值模拟

本文对室状炉内金属加热过程进行二维、非稳态传热的数值计算。根据一定的加热工艺，建立计算模型。该模型可计算任一时刻金属内部的温度分布及主要的加热的参数，可使实际加热工艺得到优化，给出最短加热时间及具体的热工参数。     

600MW锅炉炉内流动与燃烧过程的数值模拟

应用Euleriam/Lagrangian方法对四角切向燃烧炉内的流动、传热和燃烧过程者了数值模拟研究。为了获得较好的精确度,以实验数据为参照,进行了ＲＮＧ k－ε模型和 k－ε模型的比较,并采用新的方法对粒子紊流扩散进行了处理。最后,还对温度偏差进行了研究。     

旋风炉内气相燃烧及两相流动的数值模拟

在有反应两相流动及煤粉燃烧的全双流体模型（ＰＴＦ模型,ｐｕｒｅ ｔｗｏ－ｆｌｕｉｄ ｍｏｄｅｌ）基础上,采用修正的ｋ－ε－ｋｐ两相湍流模型,对旋风炉内的湍流气相燃烧（甲烷和一氧化碳的燃烧）及在气相燃烧条件下的两相流动进行了数值模拟研究,模拟结果表明,在有燃烧的情况下,在旋风炉的底部存在近壁回流区,该回流区有利于火焰稳定,气粒两相切向速度分布具有类似的Ｒａｎｋｉｎｅ涡结构,该研究为煤粉燃烧的数值模拟     

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     

炉排型垃圾焚烧炉燃烧过程的数值模拟

针对城市生活垃圾焚烧发电厂运行优化的需要,采用计算流体力学的方法建立了垃圾焚烧炉燃烧过程的数值计算模型,通过联合求解质量方程、动量方程、k-ε方程、能量方程,模拟得到了炉内热解气体组分分布、炉内温度场等参数。利用该模型计算得出了炉膛温度、NO_x排放浓度随过量空气系数、生物质掺混比变化的特性曲线,并与实验结果进行了对比。结果表明：该模型能够预测炉内焚烧过程的变化趋势,且计算值与实验值吻合较好,模型误差在8%以内。     

铝液保温炉内气体搅拌过程的数值模拟

气体搅拌过程对倾动式铝液保温静置炉内铝液温度场与浓度场的均匀化有重要作用。针对某厂50t铝液保温炉,采用FLUENT软件对其中的气体搅拌过程进行了建模和数值模拟。结果表明,在所选取的计算基准工况下,气体搅拌30min后,围绕上升气泡的运动,铝液层呈现为垂直方向和水平方向的复杂漩涡运动,最大流速0.813m/s;铝液层内主体温差3℃,上表面最大温差10℃,远低于不考虑气体搅拌作用的计算结果,达到了工艺所需的温度控制范围。     

多功能热态下行燃烧炉低NO_x燃烧数值模拟

结合电厂锅炉实际情况,设计出一套针对燃煤烟气污染物形成机理研究的多功能下行燃烧炉试验台,通过数值模拟对试验台在不同分级深度和不同分级位置下的煤粉自持燃烧进行研究。模拟结果表明:分级燃烧工况下的流场、温度场以及组分浓度场特性与分级燃烧试验特征非常符合。空气分级燃烧后NOx排放比不分级低200mg/m3,将空气中氮气替换成二氧化碳进行分级燃烧,其NOx排放值下降100 mg/m3。O2/CO2气氛下,NOx沿程生成和尾部排放都随着氧浓度从21%升高到30%而不断升高。     

高温空气燃烧燃气热态试验炉非稳态数值模拟

采用双方程湍流模型、概率密度函数(PDF)燃烧模型和离散坐标(DO)辐射模型，对采用高温空气燃烧技术的燃气热态试验炉炉内工况进行了非稳态数值模拟，预测热态试验炉运行时的炉内温度场、组分场和速度场，由数值模拟结果分析比较了不同喷口间距五喷口燃烧器对炉内工况的影响，为采用高温空气燃烧技术的燃气燃烧器设计提供参考。     

变工况对补燃燃烧影响的三维数值模拟

对一种补燃式余热锅炉燃气补燃器进行三维燃烧数值模拟研究,通过对不同工况条件下流场、温度场以及燃料组分分布情况的模拟分析,发现变工况对燃料的燃尽距离并无影响,且补燃后的温度、速度分布趋势基本相同,表明该补燃器对变工况具有良好的适应性.     

往复炉炉拱尺寸对燃烧性能影响的数值模拟研究

利用FLUENT软件建立了往复炉燃烧的数值模拟模型,针对不同尺寸的前拱高度、前拱覆盖长度、后拱覆盖长度以及不同的后拱倾角进行了数值模拟研究,综合分析了炉拱尺寸对往复炉燃烧的影响,分析了炉内流场、前拱温度、后拱温度、炉排面热流密度分布等的变化,为往复炉的炉拱设计优化提供了可行性建议。     

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。     

W型火焰煤粉锅炉炉内冷态流场的试验研究及数值模拟

本文对Ｗ型火焰煤粉锅炉炉内冷态流场进行了模化试验研究，并对炉内流场进行数值模拟。对流场初值采用一维流的处理方法，避免了人工为全场赋合理初值的麻烦，提高了程序的通用性。比较了几种不同的差分格式，计算与试验结果吻合较好。     

大型城市生活垃圾焚烧炉的数值模拟

采用Flic软件的床层模型和商业软件Fluent,对750t/d垃圾焚烧炉的燃烧和传热过程进行了数值模拟,有效地预测了焚烧炉内的温度场、烟气流场和烟气各组分浓度场等重要信息,进一步优化了运行工况,并对一次风风室风量配比和垃圾初始厚度等因素进行了研究.结果表明:当一次风各风室风量比例为0.22:0.38:0.28:0.12时,垃圾减重率达79.18%,炉膛出口CO含量仅为389 mg/m3;在合理范围内,增加垃圾初始厚度可缩短干燥过程和提前垃圾的着火时间.在各工况中,当采用垃圾初始厚度为585mm的工况3时,焚烧炉具有最优的燃烧传热特性.