低NOx燃烧器与常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性的研究

对350MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的NOx生成特性进行了实验研究和数值模拟，结果表明：①最高温度、平均温度和中心温度等与炉膛高度的关系保持不变，即径向空气流分级不影响炉膛的燃烧特性；②采用低NOx燃烧器时，其炉膛中心的氧气浓度比采用常规直流煤粉燃烧器时要小；③炉膛截面平均NOx浓度和中心NOx浓度随炉膛高度的关系基本相似，但NOx最大浓度随炉膛高度的分布规律不同，采用低NOx燃烧器时NOx最大浓度明显与一、二次风布置有关，采用常规直流燃烧器的NOx最大浓度在燃烧器区域随高度分布呈现双峰形；④它们对应的平均NOx浓度最大值截面和平均温度最大值的截面的高度分别相同，但平均NOx浓度最大值截面比平均温度最大值的截面要低；采用低NOx燃烧器时，截面NOx浓度最大值区域比常规直流燃烧器有大幅度的减小；⑤低NOx燃烧器可比常规直流燃烧器降低NOx排放28．6％。     

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NO_x分布数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较.结果表明:数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0.001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方.     

低NOx燃烧器燃烧特性的数值模拟

研究对350MW电站锅炉采用低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器的燃烧过程进行了数值模拟.数值分析结果表明炉内的最高温度出现在燃烧器上部附近,在此区域,锅炉采用低NOx燃烧器的火焰中心温度比常规燃烧器的要高出100℃多,而对应2种燃烧器的截面平均温度沿炉高没有明显的区别;燃烧器区域的截面温度场呈现出马鞍形分布,即炉膛中心和炉壁附近的温度较小,其二者中间环形区域的温度最高;周期性变化的一次风喷嘴截面的火焰平均温度较高,二次风喷嘴截面的火焰平均温度较小,二者相差300℃左右,炉膛的切圆直径在燃烧器上部附近最小,在燃烧器区域,切圆直径几乎为常数,在燃烧器的上部和下部区域,炉膛截面的切圆直径较大;低NOx燃烧器和常规直流煤粉燃烧器所对应的切圆直径,在燃烧器的上部附近,低NOx燃烧器相应的切圆直径要大一些,在其它的区域中二者相应的切圆直径没有明显的区别.     

四角切圆燃煤锅炉变SOFA风量下燃烧特性数值模拟

对某电厂660MW四角切圆燃煤锅炉增加了分离燃尽风(SOFA)的低氮改造,利用Ansys Fluent14.0软件进行了改造后燃烧特性的数值模拟,并将数值模拟结果与实际测量数据进行对比,研究了炉膛速度场、温度场、组分场和NOx质量浓度的分布规律,分析了不同SOFA风门开度下燃烧器区域以及沿炉膛高度方向NOx质量浓度的变化.结果表明:低氮改造中增加SOFA后的温度分布较均匀,切圆形成较好,没有出现火焰贴墙现象;当SOFA风门开度由30%增大到100%时,燃烧器区域最高温度由1 803K降低到1 684K,最高温度降低119K;燃烧器区域NOx最高质量浓度由388 mg/m3降低到259 mg/m3,降低了129 mg/m3;炉膛出口NOx质量浓度由487.9mg/m3降低到307.4mg/m3,降低了180.5mg/m3;通过调节SOFA风门开度可有效降低炉膛出口NOx质量浓度.     

660MW超超临界旋流对冲燃煤锅炉NOx分布数值模拟

利用AnsysFluent14．0软件对某电厂660MW超超临界旋流燃煤锅炉进行NOx生成规律的数值模拟,并将数值模拟结果与现场实际测量结果进行了比较．结果表明：数值模拟结果与现场实际测量结果吻合较好,验证了数值模拟结果的有效性;第1层燃烧器区域生成NOx的体积分数比其他2层高,燃烧器出口附近NOx的体积分数迅速升高到0．001;从第1层燃烧器开始沿炉膛高度方向,NOx体积分数逐渐降低,炉内NOx体积分数最高的区域位于后墙第2层燃烧器上方．     

350MW煤粉锅炉低氮燃烧改造与参数优化设计

对某350 MW煤粉锅炉的低氮燃烧改造方案进行分析,采用数值模拟方法研究了不同工况下气流的速度场、炉膛温度场和NOx排放质量浓度,并与实测结果进行了对比.结果表明:延长并调整旋流燃烧器二次风的扩锥可降低NOx的排放质量浓度;改变燃尽风喷口结构,增大燃尽风风量,使主燃区总体处于还原性气氛,既有利于NOx的还原,又能有效控制炉膛出口烟气温度,缓解屏底结焦状况;数值模拟结果与实测结果吻合较好.     

1000MW超超临界四角切圆塔式锅炉燃烧器摆角变化对NO_x排放影响的数值模拟

利用CFD软件平台,以宁海电厂1 000 MW超超临界四角切圆塔式煤粉锅炉作为研究对象,在其它运行参数不变的情况下,通过改变燃烧器摆角,分析燃烧器摆角变化对炉膛内温度场、气相组分浓度场以及NOx排放的影响。计算结果显示随着燃烧器摆角的增大,炉膛火焰中心上移,NOx还原区高度减少,导致NOx排放浓度随着摆角的上摆急剧上升,数值模拟结果与试验结果一致。     

660MW四角切圆锅炉低氮改造后变磨煤机组合方式下燃烧特性数值模拟

利用Ansys Fluent 14.0软件对某电厂660 MW四角切圆锅炉低氮改造后变磨煤机组合方式下的燃烧特性进行了数值模拟,研究了炉内的速度场、温度场、组分场和污染物的分布,并将数值模拟结果与试验测量值进行了比较.结果表明:增加分离燃尽风(SOFA)后的温度分布较均匀,切圆形成较好,没有出现火焰贴墙现象;在燃烧器区域,不同磨煤机组合方式下,温度沿炉膛高度方向逐渐升高;在紧凑燃尽风(CCOFA)与SOFA喷嘴之间的区域,炉膛横截面平均温度沿炉膛高度方向先降低、再升高、最后降低;在SOFA喷嘴以上的区域,不同磨煤机组合方式下的炉膛横截面平均温度曲线基本重合,且沿炉膛高度方向逐渐降低;在CCOFA与SOFA喷嘴之间的区域,不同磨煤机组合方式下,NOx质量浓度沿炉膛高度方向逐渐降低,而在SOFA喷嘴以上的区域NOx质量浓度先升高后降低,但其变化幅度较缓慢;当磨煤机组合方式为ABCEF时,炉膛出口NOx平均质量浓度最高,为382.2mg/m3;当磨煤机组合方式为ABCDE时,炉膛出口NOx平均质量浓度最低,为307.4mg/m3.     

四角切圆锅炉炉膛燃烧流场协同分析

采用空气分级燃烧和浓淡分离直流型燃烧器对某330MW四角切圆锅炉进行低氮改造,结合场协同原理对锅炉炉膛内的速度场、温度场、NOx浓度进行了分析。结果表明,切圆燃烧方式下,锅炉炉膛内的温度场和速度场在炉膛不同位置呈现不同的协同分布,协同角越小的区域,温度场和速度场协同性越好;沿炉膛高度方向上,协同角呈现波动的变化规律。燃烧器区域内温度影响NOx的生成,速度影响NOx迁移,炉膛上部结构对NOx分布影响较大。     

配风方式对锅炉氮氧化物排放影响的研究

针对吴泾电厂和台山电厂2台炉型相同、结构基本一致的600MW亚临界锅炉在运行中存在NOx排放不一致的问题,采用数值计算方法进行了分析.结果表明:表征炉膛气氛的CO浓度分布与NOx排放存在密切关系;配风方式决定了炉膛内氧化还原性气氛的分布,并影响NOx的生成和排放;增大炉膛上部燃烧器喷口的风量有利于在炉膛下部形成还原性气氛,从而降低NOx的排放,但其缺点是会导致燃烧效率下降,因此需综合考虑各种因素后采用适当的锅炉配风方式.     

天然气在渐变型多孔介质中的预混燃烧

设计了孔径沿程变化的渐变型多孔介质(GVPM)燃烧器，为了解天然气在其中的预混燃烧特性，对燃烧室气体、固体温度分布和CO、NO；污染物排放进行了测量．试验研究了渐变型多孔介质中燃烧的温度场分布、火焰移动、污染物排放、稳定性及多孔介质孔径结构对燃烧特性的影响规律．将研究结果与几种均匀型多孔介质(HPM)中的燃烧进行比较，发现渐变型多孔介质中的燃烧可以有更多的优点，包括均匀温度场分布、极低污染物排放、高火焰速度、高稳定性、宽燃烧极限和有很大的负荷调节范围等．     

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。     

低NOx排放燃烧技术及燃烧优化的试验研究

介绍了煤燃烧过程中NOx生成机理和电站锅炉采用低NOx燃烧技术.通过对某电厂670 t/h锅炉进行炉膛出口氧量、一次风速、二次风配风方式、燃烧器上、下组的给粉方式、一次风煤粉浓淡比等对NOx排放量、飞灰可燃物含量和锅炉再热蒸汽温度的影响规律的试验研究.得出水平浓淡风煤粉燃烧技术能降低NOx排放量,确定了给出锅炉优化运行方式.试验结果表明燃烧优化调整是提高锅炉运行的经济性和降低NOx排放量的有效方法.     

旋流煤粉燃烧器低NOx排放技术

详细分析了煤粉燃烧的特点及其燃烧产物NOx的生成机理,从实用性与高效性上,对各种目前研究与应用的控制旋流煤粉燃烧NOx排放的技术,如低NOx旋流煤粉燃烧器、空气分级、再燃和尾部烟气脱硝等进行了介绍,联系运行的实际情况进行比较分析.     

Investigation of the structural and reactants properties on the thermal characteristics of a premixed porous burner

Porous burners offer attractive features such as competitive combustion efficiency, high power ranges, and lower pollutant emissions. In the present study, the thermal characteristics of a porous burner are numerically investigated for a range of operating conditions and design specifications within a practical range. The premixed flame propagation of a methane/air mixture in a ceramic porous medium is simulated through an unsteady, one-dimensional model. The combustion process is modeled using a suitable single-step chemical kinetics. The reaction location is not predetermined, thus the flame is allowed to float within the solid matrix or to run off from either side of the porous medium. The numerical results indicate that flame stability and thermal characteristics of the burner are strongly dependent on the inlet mixture specifications and the solid matrix structural properties. For a fixed value of the inlet firing rate, the combustion products temperature will increase by an increase in the inlet gas temperature, an increase in the matrix porosity, or by a decrease of the matrix pore density. Among the geometrical properties, the burner length has virtually no effect on the burner performance. An increase in the solid matrix porosity or burner firing rate will increase the efficiency of the preheating zone, while increasing the inlet gas temperature or matrix pore density will cause a reduction in this efficiency. Simulation results also suggest that in order to prevent flame blow-out or flash-back, critical values of the burner settings and design parameters must be avoided.     

富集型燃烧器及多重富集型燃烧器研究

通过对煤粉稳燃燃烧器的研制过程 ,提出了新的煤粉燃烧器的着火稳燃机理 :组织煤粉气流的浓淡分流 ,组织浓 (小 )股煤粉气流的急拐弯 ,让气粉分离 ,煤粉射入高温回流区 ,在这里滞止增浓 ,升温着火 ,形成小火焰 ,并用它点燃整个一次风煤粉火焰 ,即小火点大火的机理。以此着火稳燃机理为指导 ,成功地开发了富集型燃烧器及多重富集型燃烧器 ,已在 1 0 0～ 2 0 0MW机组上得到广泛应用。由于它的喷口小 ,预期多重富集型燃烧器会受到电厂更大的欢迎。     

煤粉浓度对火焰温度影响的试验研究

根据质量作用定律及燃烧基本理论,本文提出采用较高的煤粉锅炉入炉的煤粉浓度以使提高着火区火焰温度,从而使燃烧更加稳定,在单火嘴热态试验台上,用黄石电厂和汉川电厂的两个煤种,分别采用多个不同的煤粉浓度进行了燃烧试验。     

LYCTWA型贴壁风在墙式对冲燃烧锅炉上的应用及仿真模拟研究

针对某电厂600 MW墙式对冲燃烧锅炉在低氮燃烧改造后存在严重的水冷壁高温腐蚀问题,采取LYCTWA型贴壁风系统对其进行了高温腐蚀治理改造。通过全炉膛数值模拟与现场试验相结合的方法,研究了侧墙壁面区域的烟气成分分布以及不同的贴壁风布置方案对炉内燃烧及高温硫腐蚀的影响。结果表明：模拟结果与电厂实际腐蚀区域相吻合,腐蚀区域主要集中在第2层主燃烧器至燃尽风间的侧墙区域。加装了贴壁风系统后,数值模拟和试验结果均显示侧墙还原性气体体积分数大幅降低,水冷壁贴壁气氛得到显著改善。     

富集型燃烧器的原理与应用

在煤粉稳燃燃烧器的研制过程中,提出了一种新的煤粉燃烧器的着火稳燃机理:通过组织煤粉气流的浓淡分离及浓(小)股煤粉气流的急拐弯,让气粉分离;煤粉射入高温回流区,在这里滞止增浓,升温着火,形成小火焰,并点燃一次风煤粉火焰,即小火点大火的机理.以此为指导,成功地开发了富集型燃烧器及多重富集型燃烧器,并在100～200 MW机组上得到广泛应用.此外,还介绍了在合山电厂中的实际应用情况.