太阳能热发电系统的研究现状综述

介绍塔式、槽式、碟式、太阳能热气流和太阳能池热发电等5种主要类型的太阳能热发电系统的工作原理及研究现状,并对各类太阳能热发电技术的优缺点进行了比较。结果表明,塔式太阳能热发电系统聚光比高,系统容量大、效率高,但费用昂贵;槽式太阳能热发电系统结构简单,但聚光比小,系统工作温度较低;碟式太阳能热发电系统聚光比大,系统效率高,结构紧凑,安装方便,但其核心部件斯特林发动机技术难度较大;太阳能热气流发电、太阳能池热发电及向下反射式太阳能热发电等在技术上各有优势。     

大型撞击式水煤浆喷嘴流量特性试验研究

对大容量的撞击式水煤浆雾化喷嘴进行了试验研究,分析了喷嘴运行参数和喷嘴内各主要结构参数对喷嘴流量特性的影响。经过对试验数据的分析,分别指出了各个因素的影响程度、原因及相应调节方案。对以后此类喷嘴的研究有一定的指导意义。     

液态排渣炉燃烧过程的数值模拟

针对一台液态排渣旋风炉在不同配风方案下炉内燃烧过程和NOx分布进行三维数值模拟分析,建立液态排渣旋风炉内的流动和燃烧的数学模型,针对近壁燃烧的情况采用trap方式对炉内随气流运动的颗粒进行壁面捕捉.计算结果详细描述炉内的流场组织、温度场、氧气质量分数及不同配风情况下的NOx分布情况,并与该炉运行实验数据进行比较验证.计算结果显示,3种配风方式下液态排渣炉的燃烧均较为完全;相比较其他配风方式而言,分级配风方式下燃烧温度场分布更为均匀,顶部旋流二次风和切向二次风的共同作用加强了炉内气流的扰动,强化了炉内燃烧,使得整个炉膛的温度水平均维持在较高温度段,能够提供足够高温的烟气以满足裂解要求;同时下2层二次风强化了炉内水煤浆颗粒的燃烧,能够更好的抑制NOx的生成,采用分级配风方式下炉膛出口NOx质量浓度可低至684mg/m3,可以有效减少NOx排放.     

神华配煤孔隙分形对燃烧特性的影响

利用氮气吸附仪、沉降炉、扫描电镜(SEM)和X-射线能谱仪(EDS)研究了动力配煤的孔隙分形结构对着火和燃烧特性的影响.对神华煤分别与准格尔煤和澳洲煤组成的配煤研究表明,配煤孔隙分形维数随单煤比例呈现出单调变化规律,并且与比表面积和比孔容积的变化规律基本一致.当神华配煤的分形维数由2.451增加到2.482和2.532时,着火温度由783 ℃降低到587 ℃和462 ℃,飞灰中碳的质量分数由3.62%减少到2.83%和1.83%,说明配煤的分形维数越大则越容易着火和燃尽.随着准格尔煤比例增加和神华煤比例减少,燃烧渣样中硅铝质量比减小且灰熔点提高,导致配煤的结渣程度明显减轻.     

微分差热法确定沉降炉试验中低挥发分混煤的着火点

为了克服尝试法的工作量大、着火状态难以判断的缺点,以及避免等温度法的燃料发热量被掩盖所导致的误差,提出了一种微分差热法来确定沉降炉试验中低挥发分混煤的着火点.通过测量给粉前后的气流温度,得到表征煤粉气流吸热放热过程的差热曲线;对此差热曲线进行微分,将着火过程分为缓慢氧化阶段、过渡阶段和高速燃烧阶段;根据瞬间着火的定义将过渡阶段的谷底定义为着火点.在由2种无烟煤和1种贫瘦煤组成的混煤的7种工况下进行沉降炉试验,分析了煤粉挥发分和细度对着火点的影响.结果表明,微分差热法可以很好地区分不同工况,其结果表现出较强的规律性,此方法可用于判断沉降炉试验中低挥发分煤的着火点.     

水焦浆/水煤浆燃烧特性对比研究

采用热重分析仪研究了水焦浆的着火、燃烧特性,并与兖州烟煤水煤浆、贵州无烟煤水煤浆进行了对比;通过TG-DTG法确定燃烧特征温度;采用Flynn-Wall—Ozawa法进行反应动力学分析．结果表明,水焦浆的着火和燃尽温度界于烟煤水煤浆和无烟煤水煤浆之间;随升温速率的升高,各样品的着火、燃尽温度升高,说明燃烧反应向高温区转移;可燃性指数随升温速率升高,表明燃烧特性提高;由动力学分析知,在同一转化率下,水焦浆的活化能低于烟煤水煤浆和无烟煤水煤浆;水焦浆具有着火难,但一旦着火,燃烧反应剧烈的特点．     

液体射流与空气交叉流动喷雾的数值模拟

采用气相的时均雷诺方程,在拉格朗日框架下求解离散相的运动方程,对水与空气交叉流动的喷雾流场进行了数值模拟研究.湍流模型为标准κ-ε模型,通过在气相方程中添加源项的方法,对两相间存在的质量、动量和能量交换过程进行了模拟;还添加了描述液滴的破碎及其碰撞聚合过程的计算模型;参考实验中的实测入口风速大小,添加用户自定义函数定义气相入口边界风速.计算时,交替求解气相和离散相方程直到两相都达到收敛来实现两相间的双向耦合.并将计算网格分割为两部分,在拥有两个处理器的工作站上并行运行.模拟结果与实验结果的对比显示,喷雾轨迹和液滴粒径大小与实验结果符合较好,也较合理地模拟出了液滴的空间分布情况.     

碱金属对煤焦异相还原NO的催化机理：量子化学研究

针对碱金属催化煤焦异相还原NO的相关反应,采用密度泛函计算方法UB3LYP/6 31G(d)优化获得了反应通道上所有驻点的几何构型,得到了微观反应进程.采用高精度能量计算方法QCISD(T)/6 311G(d,p)计算得到了所研究反应的活化能,并结合经典过渡态理论,计算得到反应速率常数,拟合出阿仑尼乌斯表达式.通过比较各反应的活化能和反应速率常数发现,碱金属的存在使煤焦异相还原NO的活化能大大降低,提高了反应速率,起到催化作用;碱金属的活泼性越强,则其与NO反应的活化能越低,对煤焦异相还原NO的催化性能越好.     

锅炉低NOx燃烧中的三次风运行优化

针对一台410 t/h乏气三次风、热风送粉的中储式燃煤锅炉,采用Fluent软件进行数值模拟,得到了炉内切圆和烟气中NOx气体质量浓度随炉膛高度的变化趋势.计算结果表明,高速喷入的三次风使炉内切圆在三次风喷口处缩小,同时引起当地炉膛截面上的NOx质量浓度增加.锅炉大修时,进行了低NOx燃烧技术改造的同时,进行了三次风系统改造,并就改造后三次风运行进行了优化试验.试验结果表明,磨煤机运行方式不同可造成NOx排放质量浓度相差63.8％,差值高达148 mg/m3.锅炉双磨运行时NOx排放随三次风量增加而略有增加.无磨运行工况的NOx排放最低,其次是单磨运行工况,双磨运行时NOx排放最高,且双磨运行时飞灰含碳量较高.B磨单磨运行是最佳运行方式,可使得NOx排放和飞灰含碳量处于较佳状态.     

大型燃煤锅炉SNCR过程数值研究

基于Fluent软件平台,对410 t/h燃煤锅炉中选择性非催化还原（SNCR）过程进行建模和模拟计算.计算结果与实验测量数据吻合很好,阐明了利用这种方法预测大空间、复杂温度场、复杂流场的锅炉炉膛中氮氧化物生成及还原过程的可行性.计算结果表明,在还原剂与氮氧化物初期混合条件有限的情况下,脱硝效果决定于物质的湍流扩散和温度场之间的相互作用.研究在不同喷射截面上温度和氨氮摩尔比对SNCR过程的影响,结果表明喷射截面应该取在平均温度位于SNCR“温度窗口”中部的截面所对应的高度处,在该工况下脱硝率在42%以上,且随氨氮摩尔比由1.0提高到2.2,脱硝率增长约58%.综合考虑尾部漏氨,氨氮摩尔比应该控制在1.4以下.