某钢厂连续退火炉燃烧状态的诊断及优化

针对连续退火炉辐射管加热段热处理温度偏低,达不到退火工艺要求的问题,对辐射管加热段供热系统燃烧状态进行诊断.发现该段供热系统的空煤气配比不合理、部分烧嘴的煤气压力偏低,从而引起燃烧状态不佳,炉温偏低等现象.从燃烧状况优化的角度出发,对辐射管烧嘴燃烧过程、燃料介质配比等进行了研究,分析烧嘴前煤气压力偏低的问题,发现煤气结焦和管道积灰导致堵塞,再利用烟气成分分析等手段确定辐射管烧嘴的最佳燃烧效率点,使各支烧嘴的燃烧状况趋于一致,空煤气配比合理,提高燃烧效率和加热质量.然后进行拖偶试验对退火炉的热处理温度进行考核验证.结果 表明,通过燃烧状况诊断和调试,使辐射管加热段热处理温度提高了100℃以上,达到热处理工艺要求.     

地道风系统地埋管管径对出口空气温度的影响研究

构建了空气与地道壁面换热理论模型,用于计算地埋管出口空气温度,通过正交模拟分析了地埋管管径、长度以及进口风速对地埋管出口空气温度的影响,并与数值模拟结果进行对比.结果 表明:地埋管管径极差值最大,可达20.4 m,是地埋管出口空气温度的主要影响因素,地埋管长度和进口风速为次要因素;随着管径的增大,出口空气温度随之升高;...     

罩式退火炉加热罩改造

针对罩式退火炉加热罩存在助燃空气的换热效果不理想、煤气和空气混合不均匀、煤气燃烧不充分、煤气消耗高等系列问题,对换热器进行了改造,即将“单一箱型集中换热方式”改为“顶部环形对称换热方式”,空气预热温度由改造前的最高350℃增至430℃,换热效率提高明显.同时对烧嘴结构进行改进,在煤气管路内部靠近出口端处增设上、下空气导入支管,将原单一集中的煤气出口通道改为5路分散布置的煤气出口通道,使一次点火成功率由82％提高到91％,吨钢煤气消耗由104m3减少到81m3.     

带烟气回流W型辐射管加热装置的性能分析

实验研究了某采用烟气回流技术的W型辐射管加热装置的性能。研究认为,烟气回流和分级燃烧不仅能保证燃料的完全燃烧,而且还可有效抑制NOx的生成,烟气中NOx含量小于70×10-6。高效换热器可提高热回收效率,换热器的热效率大于51％,辐射管综合热效率达到77.1%。由于一次风量过少,空气、煤气喷出口处一级燃烧强度低,烧嘴喷头处温度低,辐射管温度均匀性较差。     

射流参数对高温空气燃烧影响的数值分析

利用fluent流体软件对一种蓄热式烧嘴燃烧性能的影响因素进行了数值分析。研究发现,适当控制预燃室内一次空气的喷入量,可增大火焰体积和温度的分布数值,增强炉温分布的均匀性和降低NOx排放;对比一次空气和煤气单预热时温度场的变化发现,煤气单预热时,火焰长度长,温度高;当两者双预热时炉膛整体温度显著增大;比较煤气和一次空气不同预热方式下炉温的均匀性,双预热时最好,不预热时次之,单预热时最差。     

夹套管荒煤气余热回收装置的热力计算和模拟

为解决炼焦系统中荒煤气中大量余热未被回收利用等问题,对焦炉上升管余热回收装置进行了热力计算,并利用Fluent软件对系统进行了模拟,选用的模型分别为k–ε湍流模型和Do辐射模型。通过数值模拟观察荒煤气流量和水流量变化时上升管内壁温度的变化。结果表明:荒煤气流量变化导致的内壁温度变化比水流量变化导致的内壁温度变化要强烈;荒煤气流量越大,上升管内壁温度变化越大,上升管出口温度越高;管壁的最低温度并不是出现在上升管的出口处,而是在距离管口一段距离处。     

土壤-空气换热系统流动与供冷性能的计算模拟

以土壤热传导方程和K_1—ζ湍流模型为基础,采用温度场叠加法对土壤—空气埋管换热系统进行了三维动态数值模拟,计算了埋管出口温度随时间的动态变化。研究了埋管管长、管径、风速等对换热器出口温度的影响。模拟结果表明：①换热器出口温度随外界气温和土壤表面获得的辐射能的周期性变化而呈周期性变化；②随着管长增加和管径减小,出口温度降低,而且受气温和太阳辐射的影响减小；③随着人口风速减小,出口温度降低且变化幅度减小,供冷性能提高。并进行了实验验证,实测数据与模拟结果之差不超过0.8℃。     

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.     

蓄热式钢包烘烤器气体混合特性数值模拟

利用CFD通用商业软件模拟了蓄热式钢包烘烤器的流场和气体混合状况,比较了不同空气喷入速度、不同空煤气烧嘴间距、不同空气预热温度等不同工况对空煤气混合状况的影响,并定量分析了这些影响的大小和趋势.为蓄热式钢包烘烤器燃烧装置的合理设计提供依据.     

海外文献速递

采用装于炉顶的平焰烧嘴可使烧结机的燃料消耗节约２／３。介绍的平焰烧嘴具有５通道喷口。中心通道以扇形气流通入煤气；周围３层通入煤气，为不同方向的旋转气流；最外围通道可当采用低热值煤气且要求大功率时补充通入煤气。烧嘴性能如下：额定天然气耗量２２m３／h；烧嘴前煤气压力１２５０Pa；空气压力１７５Pa；空气过剩系数１．８；最大最小能力比２５０／５０kW。烧嘴可在任意空气过剩条件下保持火焰稳定，并得到均匀的炉温分布。由于分５段供入空气和煤气，使烟气中NOX含量较低。烧嘴可实行自动点火。图３参４[郭伯伟摘]WZ００…     

污泥掺烧方式对燃煤锅炉燃烧影响的模拟研究

为了确保燃煤锅炉掺烧污泥后炉内燃烧安全稳定并控制NO_x的生成,以国内某典型1 000 MW超超临界燃煤锅炉为研究对象,利用CFD软件计算研究了不同的污泥掺烧方式对锅炉温度场和NO_x生成的影响。结果表明：在燃煤锅炉不同层的燃烧器掺烧污泥,掺烧污泥的燃烧器对应高度均出现了温度的下降和NO_x排放浓度的降低;随着污泥分别由下往上在B,D,F层燃烧器进行掺烧,在炉膛出口处烟温升高,NO_x排放浓度降低;在保持F层燃烧器总热值不变的情况下进行掺烧时,能保证锅炉整体温度水平,掺烧污泥比例越高,炉膛出口烟温越低,NO_x生成量越少;在F层燃烧器掺烧污泥燃烧效果较好,有利于NO_x减排,是最适合污泥掺烧的燃烧器层。     

热风炉用高效能陶瓷燃烧器的开发

介绍了一类高效能陶瓷燃烧器，其试验结果为：（1）空，煤气通道联吹的阻力系数分别为4．8－5．0和1．8－2．0；（2）煤气通道的配气均匀度达到了92．46％，比未采用煤气导流装置时提高了11．33个百分点，比套筒式陶瓷燃烧器提高了6．49个百分点；（3）一，二次风出口配气均匀度达到了90．66％，和94．57％，实践证明，采用高效能陶瓷燃烧器是提高热风炉送风温度的有效途径之一。     

Thermo‐Economic Analysis and Multiobjective Optimization of Dual Pressure Combined Cycle Power Plant with Supplementary Firing

The heat recovery steam generator (HRSG) and duct burner are parts of a combined cycle which have considerable effect on the steam generation. The effect of the gas turbine, duct burner and HRSG on power generation is investigated to reduce exergy destruction and power loss in the gas turbine. The results show that with an increase in duct burner flow rate, pressure loss in the recovery boiler increases, steam generation increases on the HP side while it decreases on the LP side. With a reduction in the HP pinch point, thermal recovery increases while the LP pinch point does not have a significant effect. Then, power loss due to pressure drop in the gas turbine and the electricity cost are considered as two objective functions for optimization. Finally, the sensitivity analysis on ambient temperature, compressor pressure ratio, fuel lower heating value, duct burner fuel rate, condenser pressure and main pressure are performed and results are reported. It is concluded that with an increment in compressor pressure ratio, the duct burner flow rate and consequently steam generation increases while electricity cost decrease.     

烟煤掺烧污泥HCl的排放和脱除实验研究

污泥与煤混烧发电是一种较有发展前景的污泥处理方法,而混烧过程中产生的大量HCl气体会造成受热面腐蚀等危害。利用水平管式反应炉研究了升温速率、燃烧温度、污泥掺混比例以及反应气氛等因素对HCl释放的影响,考察了CaCO3添加量和添加温度对HCl脱除效果,并利用GAS-MET DX4000型红外气体分析仪实时测定HCl释放浓度。结果表明:随着污泥掺烧比例增加,HCl释放体积增加,而Cl→HCl转化率降低;温度升高会促进HCl释放,但600℃后Cl→HCl转化率变化不大;载气中氧气比例升高使得部分HCl转化为Cl2,导致样品中Cl→HCl转化率降低;高升温速率导致HCl释放峰值变大;Ca/(S+0.5Cl)摩尔比增大,则HCl脱除率增加,且Ca/(S+0.5Cl)摩尔比为2时,700℃是HCl脱除最佳温度。     

MILD条件下氢-天然气混合燃烧特性及排放物分析

针对目前天然气掺氢后燃烧效率及氮氧化物排放研究较少的问题,应用组分输运模型、涡耗散概念燃烧模型和Do辐射模型,结合GRI-22化学反应机理,建立柔和燃烧模拟模型,通过与实验结果对比验证了模型的可靠性,进一步应用该模型分析不同掺氢比例对燃烧特性的影响。结果表明,随着掺氢比例增加,燃料与氧化剂的混合程度逐渐提高,混合气体的径向分量不断减小;由于反应速率和放热速率提高,燃烧器内部的温度升高,热力型氮氧化物含量增高,主要集中于燃烧器后端;燃料进口速度增大会导致燃烧器内燃烧不完全、出口处温度降低,氧气浓度升高,氮氧化物含量降低。研究发现,天然气中掺入氢气更有利于达到柔和燃烧条件。     

辐射管对加热炉内部燃烧影响的数值模拟与试验研究

以大庆油田火筒式加热炉为研究对象,利用试验测试和数值模拟方法,分析加热炉内增加辐射管对火筒壁面温度场的影响。试验中采用的是大气式燃烧器,燃烧功率为400 k W。研究结果表明:数值模拟结果与试验测试基本一致;安装辐射管后,火筒壁面整体温度有所降低,但分布更加均匀;火筒上部、中部和下部非均匀温度系数ε分别降低36%、26%和32%;热烟气向上流动导致火筒壁面下部的非均匀温度系数比中、上部大。     

Partial oxidation of methane in a reciprocal flow porous burner with an external heat source

A reciprocal flow porous burner with an external heat source in the middle section was studied numerically to access the reactor efficiency for synthesis gas generation. The temperature and species profiles were predicted using a two temperature model with a detailed chemical mechanism. The effect of the variation of the power of the external heat source on the hydrogen and carbon monoxide yields was studied. The energy conversion efficiencies of the system with various power levels of the external heat source were evaluated. It is found that H₂ and CO yields increase significantly with the addition of the external heat source due to the temperature increase in the middle section of the burner. The CO₂ emissions remain small. The methane conversion ratio increases with increase of the power of the external heat source reaching 97%. The H₂ and CO conversion ratios yields are nearly doubled as the power of the external heat source increases from 0 to 750 W. The cold gas energy conversion efficiency decreases as the power of the external heat source increases. At the same time, the syngas energy conversion efficiency increases from 41% to 70%, while hydrogen energy conversion efficiency increases from 28% to 46%.     

Experimental assessment of the combustion performance of an oven burner operated on pipeline natural gas mixed with hydrogen

With the increasing need to reduce greenhouse gas emission and adopt sustainability in combustion systems, injection of renewable gases into the pipeline natural gas is of great interest. Due to high specific energy density and various potential sources, hydrogen is a competitive energy carrier and a promising gaseous fuel to replace natural gas in the future. To test the end use impact of hydrogen injection into the natural gas pipeline infrastructure, the present study has been carried out to evaluate the fuel interchangeability between hydrogen and natural gas in a residential commercial oven burner. Various combustion performance characteristics were evaluated, including flashback limits, ignition performance, flame characteristics, combustion noise, burner temperature and emissions (NO, NO₂, N₂O, CO, UHC, NH₃). Primary air entrainment process was also investigated. Several correlations for predicting air entrainment were compared and evaluated for accuracy based on the measured fuel/air concentration results in the burner. The results indicate that 25% (by volume) hydrogen can be added to natural gas without significant impacts. Above this amount, flashback in the burner tube is the limiting factor. Hydrogen addition has minimal impact on NO_X emission while expectedly decreasing CO emissions. As the amount of hydrogen increases in the fuel, the ability of the fuel to entrain primary air decreases.     

生物柴油发动机的催化型连续再生系统的仿真研究

建立了CCRT系统模型,并根据试验参数对模型进行了标定。分别比较了不同工况下,燃用B20、BD50、BD100时DOC对常规排放气体的转化效率以及CPF的颗粒物再生情况。发现:DOC对NO的转换效率各工况差别较大,主要受排气温度影响;对CO及HC整体转化效率处于较高水平,去除效果较为理想。平衡时CPF内残留的颗粒物质量随转速升高而增加,随负荷增加而减少;低负荷、高转速工况是CPF再生效果最差的工况。随着生物柴油掺混比例的上升,DOC的NO_2出口浓度及NO转化效率上升,而对DOC的HC和CO去除效果影响较小; CPF残留颗粒物质量在高转速区域有所下降,而在中低负荷区域有所上升。主要原因是燃用生物柴油引发的排气温度降低和颗粒物排放降低。低负荷、高转速工况下,燃用BD50时CPF的再生效果最佳。     

引射式中温燃气辐射管热工性能的试验研究

对吸风式直通型辐射管进行了试验研究,该燃气辐射管是由低压引射式大气燃烧器和石英玻璃辐射管组成。介绍了引射式燃烧器的研制过程及其特点,通过试验对燃气辐射管性能进行了研究,分析了燃气负荷、空气系数,在辐射管内加入插入物这几个因素对辐射管的温度分布及热效率的影响规律,为燃气辐射管的工业化应用提供理论依据。