SOFA参数对W锅炉燃烧及NO_x排放影响的数值模拟

在一台600 MW的北京巴威W型(BW)火焰锅炉上采用了新型燃烧系统,在原始燃烧系统的基础上调整了二次风配比并且引入了燃尽(SOFA)风,该系统在大幅降低NO_x排放的同时能保证飞灰含碳量不会明显增加。研究目标是通过数值模拟的方法评估新型燃烧系统在不同SOFA风率和不同SOFA位置时的整体燃烧性能。为了更加准确的计算飞灰含碳量,采用了CBK焦炭燃烧模型。结果表明当SOFA风率从15%上升到20%时,氮氧化物由823 mg/m~3骤降至738 mg/m~3,飞灰含碳量仅增加了0.264%;而当SOFA风率从20%上升到25%时,氮氧化物仅降低了32 mg/m~3,飞灰含碳量却增加了0.41%。因此综合考虑NO_x排放和飞灰含碳量,SOFA风率取20%最为合理。对于SOFA风位置而言,从拱上3.0 m增加到6.0 m,NO_x排放略微减少,与此同时飞灰含碳量小幅增加。综合考虑经济性和NO_x排放,最优的SOFA布置位置在拱上5 m处。     

旋转锯片空气动力学噪声特性计算与分析

为分析旋转刀具在气流作用下的声学特性,基于多场耦合计算方程建立了流场-结构-声场联合仿真模型,通过弹性体与流场的动力学计算得到了结构强迫振动响应,利用边界元法将振动响应信息作为声学边界,获取了锯片的声场辐射信息,噪声预估值与实测结果吻合良好。研究了锯片旋转过程中周围流场媒介的层流、湍流特性对锯片振动的影响规律;揭示了流-固耦合作用对声场时域、频域影响作用机制;确定了锯片空载噪声辐射的方向特性;分析了锯片尺寸结构对噪声的影响规律,为低噪声锯片的设计提供了参考依据。     

响应面模型与混合优化算法相结合的锯片参数优化设计

针对传统算法在锯片声学特征优化中的局限性,提出了一种将二阶响应面模型与混合算法相结合的优化设计方法。在设计区域内应用D-optimal试验设计法抽取样本点,分别通过显式算法获取锯片声学、应力响应以及隐式算法获取锯片变形量,并用试验验证了数值模型的准确性,然后建立了由6个变量参数所决定的锯片的声学、应力以及刚度的二阶响应面模型;利用自适应模拟退火法和蛙跳混合算法对响应面模型进行循环逼近,获得了设计变量影响度以及最优结果。结果表明,在保证刚度和应力许可条件下,通过有限次数值分析,经全局优化后的最佳结构可降低空载噪声4~7dB。数字算例表明,该方法适用于旋转类刀具的声学性能优化设计。